直线机

机械工程师知识总结1移动机器人方向

发布时间:2025/2/18 13:18:37   

1、AGV设计要点:

确定使用场景(越障、防护、悬挂),负载和速度(选电机和减速机),尺寸(确定机身结构)、避障或识别(确定传感器选型)

(1)电机选型

轴承静摩擦系数:0.,车轮和地面摩擦系数:约0.3,钢轮和轨道摩擦系数:0.15

还需要加上地面滚动摩擦系数:钢轨与火车轮的滚动摩擦系数约是0.05。乘以mg得到扭矩,除以轮子半径得到力

先看使用场景,初步确定轮子大小和材质。再根据负载和速度以及是否有爬坡,先初步选出电机和减速机,然后根据响应有无加减速要求,再核对下转动惯量。再根据电气确定下电机编码器,电压,功率和通信接口,最后再和厂家核对,也要看下使用场景电机有没有抱闸的需求

扭矩=转动惯量x角加速度

T=Jα(agv用这算转动惯量,负载和上下坡可以折损到扭矩上)

连续工作扭矩伺服电机额定扭矩

瞬时最大扭矩伺服电机最大扭矩(加速时)

负载惯量3-10倍电机转子惯量

连续工作速度电机额定转速

(2)底盘悬挂设计

独立悬挂(麦弗逊式独立悬:转弯倾斜较严重,高级车:多连杆独立悬挂)

非独立悬挂(扭力摆动)

(3)阻尼器选型C为阻尼系数

F=kx=Cv

2、机械标准件选型(传动方案设计)

齿轮齿条传动:

经验:“齿数互质,均匀磨损”

齿轮选型:确定模数、齿数或者(模数、分度圆直径)

同步带传动:

1、功率和转速

2、传动比

3、安装孔类型

4、中心距

链传动:

传动比、转速功率、链节数、链轮

摩擦轮传动:

运转平稳、过载可以打滑、能无级改变传动比,应用:离合器等

电推杆:

选型:

1、行程

2、额定速度,低速(mm/s下)

3、额定输出力(N、Kgf)留好余量

4、定位精度(一般指重复定位精度)

5、导程

直线模组:

两种传动方式:丝杆传动、同步带传动

3、传感器选型

使用环境和情况(检测什么东西、防护等级),检测精度灵敏度、电压范围

劳易测、施耐德,西克、基恩士、欧姆龙

4、加工精度

公差等级:20个等级,从IT01、IT0、IT1、IT2~IT18,数字越大,公差等级(加工精度)越低,尺寸允许的变动范围(公差数值)越大,加工难度越小。

自动化中看工厂加工能力,一般最高是7或8级精度

尺寸精度:加工表面与其基准基准间尺寸误差

几何精度(行为公差):几何形状误差,如圆度、圆柱度、直线度和平面度等

相互位置精度:相互位置误差,如平行度、垂直度和同轴度等

表面粗糙度:3.26..5

5、配合公差

H7/g6基孔制,间隙很小的间隙配合

6、常用表面处理和表面硬化:

表面处理:美观耐腐蚀。喷涂、电镀、浸镀、发黑、抛光

表面硬化:一般是物理手段,增加表面性能强化,在轴、导轨等转动/滑动类承受较大载荷及需要耐磨的零件上

表面处理:

(1)喷漆:

印刷行业使用潘通色系,工业涂装行业使用劳尔色系

喷漆:常规作业,应用广

烤漆:精密和汽车行业,家具行业,外观要求高的

喷塑(喷粉):工业设备电柜等比较多,耐磨耐腐蚀性稍强

(2)电镀

镀锌(防锈+美观):常用在外露且需要经常拆卸的零件上(钣金工业水管接头)

一般情况用:表面镀锌10-15um,镀后钝化处理

镀铬(防磨损+美观+防锈):经常用在轴类零件上

镀镍(防磨损+美观+防锈):多用于装饰外观(硬币,乐器,家具等)

(3)发黑(法蓝):耐磨性好,处理后尺寸变化不大,齿轮卡簧等多,价格较便宜

发黑工艺相对比较简单,成本也比较低,并且效率比较高,表面发黑防锈效果没有镀锌好。

建议:在后续设计中,轴类零件外露发黑零件部分,需进行涂油/油漆处理,增强其防腐蚀能力。非轴类零件,优先进行镀锌处理。

表面硬化:

(1)淬火

1)使表面具有高的硬度、耐磨性和疲劳极限;

2)心部在保持一定的强度、硬度的条件下,具有足够的塑性和韧性。即表硬里韧。适用于承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件。

表面淬火用材料

⑴0.4-0.5%C的中碳钢。含碳量过低,则表面硬度、耐磨性下降。含碳量过高,心部韧性下降;

⑵铸铁提高其表面耐磨性。

45#钢:中碳钢,含碳量0.45%

40Cr(较贵些):合金结构钢

调制处理:指淬火+高温回火

45和40Cr在没有调质之前没有太大差别,差别在调质后,Cr作用是提高淬透性,提高强度和韧性。

7、塑胶件开模

塑料磨具一般使用次数:20万次

磨具精度:0.05mm,注塑出来产品精度:0.1mm

材料:

ABS:缩水率5%,硬度高、透明性一般

PC:缩水率6%,可用作食品级,透明性好、柔性好

ABS比PC更容易产生飞边(流动性好的容易产生飞边),abs吸湿比PC大

设计上预留余量(留几个丝),松配合可以调,紧配合不能调。外形尺寸可以修大,内腔可以修小。

8、尺寸链

零件加工或装配过程中,由相互联系的尺寸形成的封闭尺寸组

9、结构强度分析(有限元)

简化模型,去除不重要的特征

定义分析类型

添加材料属性

施加约束和载荷

网格划分

求解、计算结果

安全系数=材料的极限应力/模型中的最大vonmises应力。

一般3倍左右

10、拓扑优化

结构优化减重,施加约束和载荷,目标选择最佳强度重量比或最小位移等。制造控制:厚度、对称、脱模方向、保留区域

11、动力学分析(两轮差速小车)

12、防护等级

IP54

5防尘无法完全防止灰尘侵入,但侵入灰尘量不会影响电气正常运作

4防止飞溅的水侵入防止各方向飞溅而来的水侵入

13、常用材料

轴材料:一般用镀铬棒,公差一般为-0.02到0

一般用于折弯钣金的铝合金:

铝合金表面处理:电镀、喷涂、拉丝、阳极、喷砂、钝化、抛光、氧化膜处理等。

一般不锈钢

不锈钢:食品加工多些

不锈钢易于加工

不锈钢:桌面台面厨具,户外装饰高档家用品

不锈钢表面处理:镜面处理、喷砂处理、表面拉丝

14、常见焊接方式

不锈钢焊接后可以使用磷酸或者柠檬酸做焊道清洗,更美观

常用焊缝:I型焊缝、坡口焊(V形焊缝)、角焊、点焊

15、工程图:

第一视角和第三视角

第一视角:中国、德国、俄罗斯等

左视图在右边

第三视角:美国、日本等

左视图在左边



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