МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Юго-Западный государственный университет»

Кафедра теоретической механики и мехатроники курсовой проект

по дисциплине «Конструирование мехатронных модулей»

(наименование учебной дисциплины)

на тему «Разработка конструкции ноги двуногого прыгающего робота»

Специальность (направление подготовки) Мехатроника, 220401

(код, наименование)

Автор работы (проекта) Ворочаев А.В. ____________________

(инициалы, фамилия) (подпись, дата)

Группа __МТ-81___

Руководитель работы (проекта) Мищенко В.Я. _______________

(инициалы, фамилия) (подпись, дата)

Работа (проект) защищена ________________________

(дата)

Оценка_____________________

Председатель комиссии Яцун С. Ф.

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

Члены комиссии Мищенко В.Я.

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

___________________________________________

(подпись, дата) (инициалы, фамилия)

Курск, 2012 г.

Содержание

Введение……………………………………………………..……………….......3

Техническое задание………………………………………………………..…...5

1. Анализ существующих конструкций……………………………………......6

2. Описание разрабатываемой конструкции……………………………...........12

3. Энергетический расчёт электроприводов …………………………………..14

3.1 Расчет электропривода поворота ноги относительно ступни………..14

3.2. Расчет электропривода поворота корпуса относительно ноги….......17

3.3. Расчет электропривода поворота кулачка……………… …………...19

4. Выбор датчиков……………………………………….………….…………..22

5. Расчёт пружины…………………………………………………………....…24

6. Синтез кулачка………………………..…………………………………..….27

Заключение……………………………………………………………………….28

Библиографический список……………………………………………………..29

Введение

В наши дни мобильные роботы, являющиеся сложными мехатронными системами, получили очень большое развитие. Первоначально, в 40-е – 70-е гг. 20 в, областями их применения были военная и космическая сферы. Со временем стали создаваться более сложные объекты, которые могут совершать работу в условиях, неприемлемых для жизни и существования человека, например, в зонах с радиацией, доза облучения в которых в несколько раз превышает допустимую. Также мобильные роботы могут совершать работы в местах, куда человек не может проникнуть, в том числе использоваться для диагностики труб малого диаметра, расположенных под землей.

Одним из перспективных направлений развития мобильных роботов являются прыгающие роботы. Интерес к роботам, перемещающимся с отрывом от поверхности, связан с тем, что такие объекты обладают повышенной проходимостью при движении по неровной или пересеченной местности, что существенно расширяет возможности применения мобильных устройств для мониторинга окружающей среды после землетрясений и в других чрезвычайных ситуациях, когда перемещение роботов возможно лишь с использованием прыжков. Конструкции и механизмы движения многозвенных прыгающих роботов построены по аналогии со строением и способом перемещения биологических организмов, перемещающихся при помощи прыжков: кузнечиков, лягушек, кенгуру. Также такой способ движения реализуется спортсменами при прыжках в длину.

В данной выпускной квалификационной работе проведен анализ механизмов реализации прыжка роботами, на основе которого предложена конструкция ноги прыгающего робота, при помощи которой возможно осуществлять прыжок под требуемым углом к горизонту, разработана цифровая система управления приводами ноги.