亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        麥克納姆輪與平整輪自動(dòng)切換裝置

        2023-03-03 02:39:24北京市第八十中學(xué)劉錦
        發(fā)明與創(chuàng)新 2023年7期
        關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)

        ◆北京市第八十中學(xué) 劉錦

        我在一次參觀機(jī)器人技術(shù)展覽時(shí),觀察到一些機(jī)器人的移動(dòng)裝置采用的是麥克納姆輪。在特定的工作環(huán)境中,麥克納姆輪的設(shè)計(jì)為機(jī)器人原地轉(zhuǎn)向和平移提供了便利。

        但是,我也發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)問(wèn)題:麥克納姆輪必須在較平整的地面工作;在進(jìn)行長(zhǎng)距離的直線移動(dòng)時(shí),其不如傳統(tǒng)的平整輪方便。能否設(shè)計(jì)一種切換裝置,讓胎面在麥克納姆輪與平整輪之間自由切換呢?

        我輸入“麥克納姆輪”“麥克納姆輪切換裝置”“可變大小輪轂”“輪胎切換裝置”等關(guān)鍵詞在網(wǎng)上搜索,查詢到“一種麥克納姆輪全向移動(dòng)機(jī)器人”“麥克納姆輪車以及運(yùn)行方法”“麥克納姆輪、具有減震裝置的麥克納姆輪、底盤(pán)和幫扶機(jī)器人”等發(fā)明專利,這說(shuō)明我國(guó)已有較多對(duì)麥克納姆輪的應(yīng)用,但目前尚未發(fā)現(xiàn)能讓麥克納姆輪與平整輪實(shí)現(xiàn)自由切換的裝置。

        瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí),我看到了一種可通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)合實(shí)現(xiàn)桌面大小變化的圓桌。這種設(shè)計(jì)給了我很大啟發(fā),我想通過(guò)旋轉(zhuǎn)開(kāi)合裝置將可伸縮的輪轂與麥克納姆輪組合,實(shí)現(xiàn)麥克納姆輪與平整輪之間的自由切換。

        一、設(shè)計(jì)思路

        我的設(shè)計(jì)主要集中在麥克納姆輪排列、可變大小輪轂、連桿機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)電路、控制模塊等。裝置中的麥克納姆輪、主輪、特殊結(jié)構(gòu)輪轂連桿等零件經(jīng)3D打印制成。主控模塊采用Arduino進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。

        圖1 麥克納姆輪與傳統(tǒng)輪工況切換原理圖

        二、模塊設(shè)計(jì)

        (一)麥克納姆主輪設(shè)計(jì)

        在主輪上排列12個(gè)麥克納姆小輪,與主輪成45°夾角。

        圖2 麥克納姆主輪設(shè)計(jì)圖

        (二)傳統(tǒng)平整輪轂

        傳統(tǒng)平整輪轂由4個(gè)扇形環(huán)組成,收縮時(shí)構(gòu)成圓環(huán),輪轂高度低于麥克納姆輪。張開(kāi)時(shí),兩側(cè)輪轂交錯(cuò)90°伸出,高于麥克納姆輪,進(jìn)入傳統(tǒng)平整輪的工作狀態(tài)。

        圖3 傳統(tǒng)平整輪轂效果圖

        (三)連桿結(jié)構(gòu)

        分布在中間圓形輪轂上的4根連桿與傳統(tǒng)平整輪轂相連,通過(guò)電機(jī)控制中間圓形輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng),即可控制傳統(tǒng)平整輪轂進(jìn)行伸縮。

        圖4 連桿結(jié)構(gòu)示意圖

        (四)電路電氣連接設(shè)計(jì)

        安裝一個(gè)4路電滑環(huán)來(lái)解決舵機(jī)(3根控制線)的電氣連接問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)無(wú)限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),還能增加使用壽命,同時(shí)兼顧平順性的要求。

        三、制作過(guò)程

        (一)工具與材料

        使用的工具:斜口剪線鉗、剝線鉗、銼刀、電鉆、300 W電烙鐵、萬(wàn)用表、十字螺絲刀、電腦等。

        使用的材料:樹(shù)脂材料制作的結(jié)構(gòu)件若干,10 mm長(zhǎng)M3自攻螺絲若干,各種型號(hào)線材若干,各種型號(hào)熱縮管若干,25減速電機(jī)一個(gè),Arduino UNO主控及擴(kuò)展板各一塊,旋鈕電位器一個(gè),撥動(dòng)開(kāi)關(guān)1個(gè),7.4 V鋰電池一個(gè),8.4 V充電器一個(gè),4路電滑環(huán)一個(gè),MG996R舵機(jī)一個(gè)及配套舵盤(pán)一個(gè)。

        (二)制作過(guò)程

        組裝時(shí)完全依照電腦軟件截圖分步完成。注意不能打亂順序,否則會(huì)出現(xiàn)器材無(wú)法被固定等情況。

        圖5 實(shí)物圖

        四、實(shí)驗(yàn)測(cè)試

        (一)目的

        測(cè)試連桿控制下,外圈輪轂的最大伸縮量。

        (二)過(guò)程

        通過(guò)控制開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)外圈輪轂伸縮的控制。用卡尺測(cè)量伸縮行程、最大及最小外圈直徑,并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

        (三)實(shí)驗(yàn)記錄

        外圈輪轂伸縮量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

        (四)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

        通過(guò)內(nèi)置的連桿結(jié)構(gòu),配合舵機(jī)的精準(zhǔn)程序控制,可實(shí)現(xiàn)最大175°的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和最小精度為2°的旋轉(zhuǎn)角度控制。通過(guò)連桿結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)最大20 mm的直線伸縮行程,完全滿足我的設(shè)計(jì)要求。

        同時(shí),配上我制作的分體外圈輪轂設(shè)計(jì),就可實(shí)現(xiàn)外圈形狀從近似175 mm至標(biāo)準(zhǔn)195 mm正圓的變化。

        圖6 最小外圈輪轂造型實(shí)現(xiàn)麥克納姆輪運(yùn)動(dòng)形態(tài)

        圖7 最大外圈輪轂造型配合對(duì)側(cè)互補(bǔ)外圈輪轂實(shí)現(xiàn)平整輪設(shè)計(jì)

        五、總結(jié)反思

        整套裝置實(shí)現(xiàn)了麥克納姆輪與平整輪的自由切換,充分發(fā)揮了不同輪胎的優(yōu)勢(shì),使其能適應(yīng)更多工作環(huán)境。在就地旋轉(zhuǎn)和全向移動(dòng)等情況下,可采用麥克納姆輪模式。在需長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)場(chǎng)的情況下,可采用平整輪模式,減少對(duì)麥克納姆小輪的磨損,增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的平穩(wěn)性。

        本發(fā)明作品側(cè)重結(jié)構(gòu)原型的實(shí)現(xiàn),在載荷能力和電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面適合輕型負(fù)荷。本原型設(shè)計(jì)作品采用的電機(jī)是實(shí)驗(yàn)室級(jí)別的電機(jī),結(jié)構(gòu)材質(zhì)采用3D打印的樹(shù)脂材質(zhì),在承重能力方面有待改進(jìn)。以后可使用大扭矩的電機(jī),采用鋼質(zhì)材料結(jié)構(gòu),增加定位自鎖裝置,以便提升系統(tǒng)的載荷能力。

        在工業(yè)場(chǎng)景的實(shí)際應(yīng)用中,可選用大扭矩、帶自鎖裝置的電機(jī)以及柔性材料來(lái)滿足日益苛刻的環(huán)境要求。此項(xiàng)發(fā)明成果還可以應(yīng)用在分揀轉(zhuǎn)運(yùn)等行業(yè)中。

        在發(fā)明該作品的過(guò)程中,北京市第八十中學(xué)何斌老師和校外的徐波老師給予了我較大的幫助和支持,在此表達(dá)感謝,同時(shí)感謝北京市第八十中學(xué)為我提供了較好的科研平臺(tái)。

        (指導(dǎo)老師:何斌 徐波)

        專家點(diǎn)評(píng)

        劉錦同學(xué)的麥克納姆輪與平整輪自動(dòng)切換裝置,是一項(xiàng)典型的發(fā)明項(xiàng)目。這個(gè)作品的完成,其一,體現(xiàn)了發(fā)明人具有批判性思維,善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題,并具有依據(jù)原有事物的不足提出如何解決問(wèn)題的創(chuàng)新意識(shí)。其二,體現(xiàn)了發(fā)明人具有較強(qiáng)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。劉錦同學(xué)通過(guò)麥克納姆主輪設(shè)計(jì)、傳統(tǒng)平整輪轂的應(yīng)用、連桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、輪轂支架設(shè)計(jì)、作品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等,為項(xiàng)目的實(shí)施奠定了方向與基礎(chǔ)。其三,體現(xiàn)了發(fā)明人具有一定的科研潛質(zhì)。作品制作過(guò)程中的工具與材料、制作與組裝等都準(zhǔn)確到位,特別是他還就作品的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,并得出較完整的結(jié)論,展現(xiàn)了一個(gè)很明晰的科創(chuàng)探索過(guò)程。

        這個(gè)項(xiàng)目的成功帶給我們這樣的啟示:新時(shí)代高中階段的科技創(chuàng)新,就是要使同學(xué)們的創(chuàng)新追求、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、批判性思維、跨學(xué)科知識(shí)與相關(guān)新技術(shù)的綜合應(yīng)用、較復(fù)雜問(wèn)題的解決能力得到整體提升,初步養(yǎng)成創(chuàng)新品格。

        猜你喜歡
        設(shè)計(jì)
        二十四節(jié)氣在平面廣告設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
        何為設(shè)計(jì)的守護(hù)之道?
        《豐收的喜悅展示設(shè)計(jì)》
        流行色(2020年1期)2020-04-28 11:16:38
        基于PWM的伺服控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        電子制作(2019年19期)2019-11-23 08:41:36
        基于89C52的32只三色LED搖搖棒設(shè)計(jì)
        電子制作(2019年15期)2019-08-27 01:11:50
        基于ICL8038的波形發(fā)生器仿真設(shè)計(jì)
        電子制作(2019年7期)2019-04-25 13:18:16
        瞞天過(guò)?!律O(shè)計(jì)萌到家
        設(shè)計(jì)秀
        海峽姐妹(2017年7期)2017-07-31 19:08:17
        有種設(shè)計(jì)叫而專
        Coco薇(2017年5期)2017-06-05 08:53:16
        從平面設(shè)計(jì)到“設(shè)計(jì)健康”
        商周刊(2017年26期)2017-04-25 08:13:04
        久久久久亚洲av成人网人人网站 | 嗯啊好爽高潮了在线观看| 日韩精品 在线 国产 丝袜| 精品卡一卡二卡3卡高清乱码| 国精品人妻无码一区二区三区性色 | 国产精品成人一区二区三区| 又硬又粗又大一区二区三区视频| 男女真实有遮挡xx00动态图| 少妇爆乳无码专区| 人人妻人人狠人人爽天天综合网| 国产乱妇乱子在线播视频播放网站| 人妻少妇av无码一区二区| 在线综合网| 精品亚洲女同一区二区| 亚洲高清一区二区三区在线观看 | 亚洲免费视频播放| 国产精品激情综合久久| 手机av男人天堂免费网址| 少妇人妻精品一区二区三区视| 久久老熟女一区二区三区福利| 免费人成视频网站在在线| 人妻少妇-嫩草影院| 久久久久久亚洲av无码蜜芽| 久久精品无码鲁网中文电影| 日本专区一区二区三区| 亚洲视频在线视频在线视频| 国产视频在线观看一区二区三区| 日本伊人精品一区二区三区| 无码h黄肉3d动漫在线观看| 免费久久人人爽人人爽av| 最近最好的中文字幕2019免费| 一个人看的www免费视频中文 | 欧洲人妻丰满av无码久久不卡| 久久青草亚洲AV无码麻豆| 精品国产一区二区三区a| 日本一区二区三区免费精品| 亚洲精品天天影视综合网| 色噜噜狠狠一区二区三区果冻| 秋霞午夜无码鲁丝片午夜精品| 精品熟妇av一区二区三区四区| 日本免费大片一区二区三区|