小伙伴们月底快乐哇~在这里提前预祝各位国庆快乐!上篇简单阐述了整体构思框架,这篇进入整体有关于机器人机械机构部分的设计。

  一、底部行走装置(履带式行走装置)

  优点:履带是由主动轮驱动,围绕着主动轮、负重轮、诱导轮和托带轮的柔性链环。履带由履带板和履带销等组成。履带销将各履带板连接起来构成履带链环,履带板两端有孔,与主动轮啮合,中部有诱导齿,用来归正履带,并防止履带车转向或侧倾行驶时履带脱落,与在地面接触的一面有加强防滑筋,以提高履带板的坚固性和履带与地面的附着力。在光滑的地板砖上行驶时,不易打滑;整体重心低,受地形影响小,通过性良好,可以在复杂的地面环境中平稳行驶。

  缺点:结构复杂、质量大、易使零件磨损。

通过对上述两种行走装置的优缺点以及相关资料查阅以及讨论分析后,得出轮式行走装置与履带式行走装置相比,它的主要缺点在于附着力小,通过性能较差,而优点在于,行驶速度较快、效率高,对于有老人和小孩子的家庭,反而存在隐形风险。因此,认为选择履带式行走装置作为此款机器人的底盘是最优选择。

                               

                                                               图1. 履带底盘(Soildworks自主建模成图)

二、自主设计药盒

    药盒用于盛放药品,目前考虑到以下几点:方便拿取、精确抓取、保持干燥进行研发设计,过程中多次进行升级改造,下图为零件的三维设计图:

   

                                                                                      图2. 药盒手柄

  通过资料查询,多次调节手柄尺寸,并通过光敏树脂打印机将其打印出来,从理论到实际,找出手柄最佳尺寸和位置;

                                                                                          图3. 药盒内部凹槽

  药盒底部并不是一个平面,而是通过“放样”命令做出四周倾斜的一个凹槽,这样可以使每一颗药都能滑到药盒中央;

                                                                                 图4. 药盒侧边卡槽

  由于药品盛放的条件是干燥、阴凉、避光,因此在此卡槽处放置干燥片,使每个药盒内的药都能保持干燥。

三、电机与药盘

  药盘由一个支架和8个药盒组成,药盒与支架间结构通过榫卯结构连接,在无需其他零件固定情况下,仍能稳固连接,并且能够随时拆卸,方便装药和取药;

                                                                                    图5. 药盘

    电机选择的是步进电机,未采用减速电机的原因是:减速电机不能精准控制转动角度,,只能控制转动速度;而步进电机能通过闭环控制,精确控制转动角度,从而使每个药盒能够精确控制,保证取药的一个准确性;

                                                                                   图6. 药盘转动机构

四、自主设计直线往复机构

  自主设计可调摇臂,能够通过通过调节摇臂尺寸,随时控制调节往复机构的伸缩长度,方便调节和维护;并通过步进电机给往复机构提供动力,精确控制往返机构上下运动,于往复机构末端通过连接装置固定硅胶吸盘连杆,通过气泵和电磁阀配合抽取硅胶吸盘连杆中的空气,,当吸盘接触到药丸,吸盘内部空间形成负压,吸住药丸。结合上述,药盒内部凹槽,所有的药丸都能聚集在药盒中央,即使晋升最后一颗药,也能够保证被吸取。

  电磁阀和硅胶吸盘连杆间,放有气压检测模块,,当往返机构向下运动时,硅胶吸盘连杆并未触及到药丸,吸盘 内部无法形成负压,,气压检测模块实时监测;当气压变化后,说明吸取到药丸了,;反之,当气压没有变化时,说明吸盘并未吸取到药丸。

                                                                             

                                                                            图7. 往复机构

                                                                                       

                                                                            图8. 硅胶吸盘连杆装置

五、总体结构

  通过装配命令,将所有的零件进行装配,通过主要机构的尺寸大小确定机器人的外部框架大小,,使用亚克力板作为外壳,,通过对显示屏、音响、扬声器、摄像头、开关的尺寸大小进行设计和测量;用于外壳精确的开孔,使得整体外观更加整洁美观。

                                               

                                                                                 图9、10.  整体结构外观

(以上零件图和整体图均为自主设计,用Solidworks进行建模后利用3D打印技术打印后装配完成。)

  机械结构部分就讲到这里结束,下一篇准备进行讲解控制部分的详细阐述,小伙伴们敬请期待!