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2.1.2 主要器材的安装
1.关节的主要部件
一个机器人的典型关节由一个舵机,两个连杆,一个介于两个连杆之间用于减小摩擦力的连杆垫片,一个穿过连杆、连杆垫片与舵机输出轴用丝齿紧密配合的连杆定位扣以及将上述全部穿起来固定住的舵机螺钉组成。如图2-2所示。
2.关节的连接方式
根据实训时各个实训任务的不同,关节的连接方式也有所不同,通常分为偏转、仰俯和翻转。如图2-3所示。
(1)俯仰
俯仰即连杆绕X轴旋转,又称为Pitch。运动连杆的运动平面垂直于固定不动的连杆。
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图2-2 典型的一个关节的安装示意图
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图2-3 俯仰安装(绕X轴旋转)
按照安装顺序,俯仰安装由第一个连杆、金属宽U型卡、舵机、辅助连杆(保护用,非功能性)、连杆垫片、第二个连杆、连杆定位扣、舵机螺钉组成。金属宽U型卡的作用是将第一个连杆与其他组件有效固锁。
(2)偏转
偏转即连杆绕Y轴旋转,又称为Yaw。两个连杆在同一个平面或平行平面旋转运动,实现起来有两种方式。如图2-4所示。
一种是正偏转,两个连杆的运动轨迹基本在一个平面。按照安装顺序,正偏转由舵机、第一个连杆、连杆垫片、第二个连杆、连杆定位扣、舵机螺钉组成。
一种是差偏转,两个连杆的运动轨迹不在一个平面。按照安装顺序,差偏转由第一个连杆、舵机、辅助连杆(保护用,非功能性)、连杆垫片、第二个连杆、连杆定位扣、舵机螺钉、塑料U型卡组成。塑料U型卡的作用是将第一个连杆与其他组件有效固锁。
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图2-4 偏转安装(绕Y轴旋转)
a)正偏转 b)差偏转
(3)翻转
翻转即连杆绕Z轴旋转,又称为Roll。转动的连杆垂直于另一个连杆。实现起来有两种方式。如图2-5所示。它们都用塑料U型卡将舵机与不转动的第一个连杆有效固锁。
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图2-5 翻转安装(绕Z轴旋转)
a)正翻转 b)偏翻转
一种是正翻转,转动连杆的运动轴与另一个连杆的端点相交。按照安装顺序,正翻转由第一个连杆、轴接近连杆方向的舵机、固定用塑料U型卡、2孔保护连杆、连杆垫片、第二个连杆(转动的)、连杆定位扣、舵机螺钉组成。
一种是偏翻转,转动连杆的运动轴与另一个连杆的端点不相交。按照安装顺序,偏翻转由第一个连杆、轴远离连杆方向的舵机、固定用塑料U型卡、2孔保护连杆、连杆垫片、第二个连杆(转动的)、连杆定位扣、舵机螺钉组成。
3.机身和手爪的连接方式
(1)机身的连接
通常用三角形底座,加上长短两个立柱,以及固定立柱与舵机的螺钉完成机身的连接。通常情况下,带有卡扣的短节立柱在下方,与三角形底座相连卡住,带有角形座的长节立柱在短节立柱的上方。长短两个立柱可以用长内六角螺钉连接。如图2-6所示。
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图2-6 三角形底座与立柱的组装过程
一般情况下,可以用一个连杆横向安装在带有角形座的长节立柱上,并把一个舵机通过长节立柱的中心用连杆螺钉定位,此时的舵机通常为1号舵机,实现机身的回转作用。而短内六角螺钉可以固定安有舵机的连杆。如图2-7所示。
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图2-7 底座及第一个舵机和连杆的安装示意
(2)手爪的连接
手爪的连接通常由两部分组成。一部分是控制手爪开合的舵机的安装,一部分是控制手爪腕转舵机的安装。一般顺序是先安装控制手爪腕转的舵机,然后再安装控制手爪开合的舵机。如图2-8所示。
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图2-8 手爪的安装顺序