2021机械组培训

时间：2022-09-21 19:30:01 机械设备传感器配件 38外径角度位移传感器负荷传感器的推力关节轴承结构 0100可更换型荷重传感器 0010可更换型荷重传感器 a内置放大器的扭矩传感器

                            **NBUT 大一培训体系**

编写:20机械组程云龙起稿时间：2021-11.3

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- - - 2.4.3 双叠自锁垫片
  - 2.5 轴承
  - - 2.5.1 轴向力和径向力
    - 2.5.2 常用轴承介绍
    - - 2.5.2.1 法兰轴承
      - 2.5.2.1.1图片展示
        
        2.5.2.1.2特性
      - 2.5.2.2 平面推力球轴承
      - 2.5.2.2.1 图片展示
        
        2.5.2.2.2 特性
      - 2.5.2.3 深沟球轴承
      - 2.5.2.3.1图片展示
        
        2.5.2.3.2 特性
      - 2.5.2.4 交叉滚子轴承
      - 2.5.2.4.1 图片展示
        
        2.5.2.4.2 特性
        
        2.5.2.4.3 注意事项
      - 2.5.2.5 角接触轴承
      - 2.5.2.5.1 图片展示
        
        2.5.2.5.2 特性
  - 2.6 铜柱铝柱
- 三、了解官方物资(主要电控)
- - 3.1 输入系统
  - - 3.1.1 EoboMaster UWB 定位系统
    - - 3.1.2 图片展示
      - 3.1.3 介绍
  - 3.2 输出系统(大多数电机需要配合电调)
  - - 3.2.1RboMsater GM6020
    - - 3.2.1.1 展示图片
      - 3.2.1.2 特点
      - 3.2.1.3技术参数
      - 3.2.1.4 通常用途
    - 3.2.2 RoboMaster M3508 减速直流电机
    - - 3.2.2.1 展示图片
      - 3.2.2.2 特点
      - 3.2.2.3 技术参数
      - 3.2.2.4 通常用途
    - 3.2.3 RoboMaster M2006 P36直流无刷减速电机
    - - 3.2.3.1 展示图片
      - 3.2.3.2 特点
      - 3.2.3.3 技术参数
      - 3.2.3.4 通常用途
  - 3.3 控制核心(机械组只需掌握尺寸即可放置位置)
  - - 3.3.1 RoboMasterC型开发板(主要控制板)
    - - 3.3.1.1 展示图片
      - 3.3.1.2 特点
    - 3.3.2 RoboMasterA型开发板(19 20年使用以后应该很少用)
    - - 3.3.2.1 展示图片
      - 3.3.2.2 尺寸信息
      - 3.3.2.3 特点
  - 3.4 裁判系统只解释注意事项(详情阅读机器人制作规范)
  - - 3.4.1 灯条模块
    - 3.4.2 装甲板模块
    - 3.4.3 主控模块
    - 3.4.4 电源管理模块
    - 3.4.5 场地交换模块(只有地面机器人需要)
    - 3.4.6 测速模块
    - 3.4.7 相机图传模块
    - 3.4.8 超级电容管理模块
  - 3.5 其他配件
  - - 3.5.1 RoboMaster 17mm荧光弹丸充能装置
    - - 3.5.1.1 展示图片
      - 3.5.1.2 介绍
    /li>
- 四、导出工程图
- - 4.1 solid works将板材类零件图转换成工程图
  - - 4.1.1 步骤（加粗的一定一定一定要注意）
  - 4.2 solid works将管材类零件图转换成工程图
- 五、3D打印
- - 5.1 3D打印机和材料的分类（不附带图片展示请自行百度）
  - - 5.1.1 FDM 3D打印机
    - - 5.1.1.1 原理
      - 5.1.1.2 材料
      - 5.1.1.3 特性
    - 5.1.2 SLA 3D打印机
    - - 5.1.2.1 原理
      - 5.1.2.2 材料
      - 5.1.2.3 特性
  - 5.2 Flash Print
  - - 5.2.1 下载
    - 5.2.2 使用说明
- 六、机械结构的设计
- - 6.1 装配方式
  - - 6.1.1 螺栓连接
    - 6.1.2 铆钉连接
    - 6.1.3 榫卯连接
  - 6.2 机械传动
  - - 6.2.1 连轴
    - - 6.2.1.1 法兰连轴器
      - 6.2.1.2 梅花连轴器
      - 6.2.1.3 万向联轴器
      - 6.2.1.4 上交连轴
    - 6.2.2 同步带轮
    - 6.2.3 连杆
  - 6.3 材料的选择
  - - 6.3.1 板材
    - - 6.3.1.1 亚克力
      - 6.3.1.3 PC耐力板
      - 6.3.1.4 碳纤板
      - 6.3.1.5 玻纤板
    - 6.3.2 管材
    - - 6.3.2.1 铝方管
      - 6.3.2.2 不锈钢方管
    - 6.3.3 型材
    - 6.3.4 打印件
    - 6.3.5 机加工件
    - - 6.3.5.1 加工方式
      - 6.3.5.1.1车
        
        6.3.5.1.2 铣
        
        6.3.5.1.3 CNC
        
        6.3.5.1.4 线切割
      - 6.3.5.1.5 设计加工件思路
- 七、电机选型
- - 7.1 步进电机
  - 7.2 伺服电机
  - - 7.2.1 特点
    - 7.2.2 控制模式
    - 7.2.3 控制流程
    - - 7.2.3.1 一般工业上的流程
      - 7.2.3.2 我们一般简单使用的流程
    - 7.2.4 伺服电机的种类
    - 7.2.5 编码器
    - - 7.2.5.1 什么是编码器
      - 7.2.5.2 编码器分类
      - 7.2.5.2.1 增量编码器
        
        7.2.5.2.2 绝对编码器
      - 7.2.5.3 工作原理
- 八、一些经验
- - 8.1 开源
  - 8.2 板材的选择
  - 8.3 solid works一些小细节
  - - 8.3.1 Step
    - 8.3.2 Ctrl+S
    - 8.3.3 一般的装配体设计思路
    - 8.3.4 快速测量
    - 8.3.5 FeatureWorks-识别特征
  - 8.4上交连接件
  - 8.5 加工件降低成本的一种方式
  - 8.6 付世龙学长分享 # 21 22 赛季队长
  - - 8.6.1 拉马
    - 8.6.2 角接触轴承更换
- 九、更新日志

一、软件学习

1.1 solid works零件学习（2018版本）

学长提供系统的零件图部分教学视频

总共进行两次考核

第一次为草图绘制第二次为零件图功能的综合使用

二、标准件认识

2.1 MISUMI

链接：https://pan.baidu.com/s/1bFPMj90HsevNXPByze7KcQ

提取码：1234

2.2 螺丝

2.2.2 内六角螺丝

2.2.3 普通螺丝

常用

螺丝头有着较大的突出

突出的螺丝头可以作为一些机械限位（参考21年步兵云台pitch轴的机械限位）

2.2.4 平头螺丝

2.2.4.2 用途

加工板材及加工件时可以和商家提出沉孔需求可以达到基本和板材平面平行避免和其他物件干涉

*但要注意板材等太薄不建议做沉孔建议3MM厚度起

2.3 螺母

2.3.1 普通六角螺母

形状规则可以构成简单的螺栓结构

上交步兵底盘骨架的连接利用了其形状规则的特性在加工件中预留了六角螺母的槽位将两者进行了结合

2.3.2 防松螺母

2.3.2.1 原理

在传统60度牙尖顶端有一个30度的楔面这种结构使得螺栓在同螺母拧紧之后阴阳螺纹之间会获得相比传统螺纹更大的摩擦力所以有很好的防松效果

2.3.2.2 特点

较厚设计时候需要考虑到位

因为螺母防松自锁所以需要配合尖嘴钳等工具

所以设计时需要考虑到其他部分能不能留出位置让尖嘴钳伸进去进行拆装操作

包括螺丝刀能否伸到螺丝头处都需要考虑到

2.4 垫片

2.5 轴承

2.5.2 常用轴承介绍

2.5.2.1 法兰轴承

2.5.2.1.2特性

有单侧法兰面和轴承外圈连接

可以约束住单侧轴向位移（可以两个法兰轴承配合使用同时约束住两个方向的轴向位移）

可以承受轴向和径向两种负荷

2.5.2.2 平面推力球轴承

2.5.2.2.2 特性

具有很高的刚度且可以承受很高的轴向负荷

也可以在高转速环境下运作

但是不能承受径向负荷

2.5.2.3 深沟球轴承

2.5.2.3.2 特性

是最广泛用到的轴承

低摩擦低噪音高转速等特性

主要承受径向负荷可以承受一定的轴向负荷

2.5.2.4 交叉滚子轴承

2.5.2.4.2 特性

属于高精密轴承价格一般较贵

轴承的滚子在内轮与外轮间间隔交叉地彼此成直角方式排列它们能同时承受来自各方向荷重

一般用于机器人关节处

主要分为RA和RU两大类

RA有无安装孔需要自己设计加工件配合安装使用 RU有安装孔

2.5.2.4.3 注意事项

由于是价格昂的高精度轴承特别是RA类的加工件一定要提前定好内外公差配合的时候一定不能过于暴力否则会很容易让轴承直接报废

2.5.2.5 角接触轴承

2.5.2.5.2 特性

角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷

能在较高的转速下工作

但主要承受较大单向轴向负荷

接触角度越大承受负荷能力越大接触角度一般分为15° 30° 40°

NSK特别生产接触角度为25°的此类轴承

三、官方物资的认识（主要电控方面）

3.1 输入系统

3.1.1 EoboMaster UWB 定位系统

3.1.3 介绍

对机器人全场定位

有严格的安装位置要求参考官方文件

需要提前为机器人设计好安装位置且需要方便安装拆卸

3.2 输出系统（大部分电机都需要配合电调一同使用）

3.2.1RboMsater GM6020

3.2.2 RoboMaster M3508 减速直流电机

3.2.2.2 特点

尺寸直径25 高度 8（不含减速箱）

需要联轴驱动

具有减速箱有着很大的扭矩

也可以去减速箱

3.2.2.4 通常用途

轮组驱动（多会拆开换上角接触轴承）

工程爪子转动

哨兵底盘驱动

英雄拨弹仓驱动

去减速箱后可以驱动发射机构

3.2.3 RoboMaster M2006 P36直流无刷减速电机

3.3 控制核心（机械组简单掌握尺寸即放置位置即可）

3.3.1 RoboMaster开发板C型（基本为主要使用的控制板）

3.3.2 RoboMaster开发板A型（19 20年使用之后应该很少使用）

3.4 裁判系统只讲解注意点（详情自行阅读机器人制作规范）

3.4.2 装甲板模块

安装后需要稳定牢固

注意安装架和装甲板连接时卡扣需要卡紧再加上螺丝否则会导致触点接触不到装甲板离线等问题

3.4.5 场地交换模块（只有地面机器人需要）

都是放置在车底的

一般是放在车底正中间但是如果工程同学救援的需要可以向装甲板方向移动

3.4.6 测速模块

测速模块使通过两个光电门测速

如果需要设计枪管要把传感器的干预位置留出

固定一般是需要连接定位的

3.4.8 超级电容管理模块

超级电容可以给机器人提供短暂的超高功率

属于易损贵重物品不能带上飞机

机器人安放位置需要安全稳定

**1.**打开对应零件图—左上角文件—从零件制作工程图—删除左列“图示格式”—右下角比例一定要改成1：1—点开右侧第四个图标（视图调色板）—将正面的一个视图拖到合适位置—框住整张图可以发现全选了所有圆孔的圆心定位线 DEL删除—工具栏找到另存为—选择电脑合适位置—写好文件名（板材类名字养成规范统一先写厚度再写名称再写几份）eg：3mm Yaw 一份 —保存类型改为Dwg保存即可—关掉现在的工程图会提示你保存—全部不保存

2. 使用CAD打开保存好的Dwg格式文件—先打开所有相同厚度的—在CAD中新建页—框住单一零件的工程图（CAD框选方式有些不一样只需要点两下即可框选两点为对角线的矩形区域）—复制粘贴在新建页中 需要几份就粘贴几份—同理其他的相同厚度零件也是相同的操作粘贴到新建页中—简单合理的在新建页中排版—检查无误后保存或另存为—选择好电脑合适位置—文件名直接写厚度即可 eg：3mm 一份 —文件类型选择Dwg或者Dxf都可以—其它厚度的同样操作—如果有沉孔需求只需要截图标出来哪些孔位—截图放在同一个文件夹中重命名为多厚的沉孔 eg：3mm沉孔 —解压缩这个文件夹发给商家即可

4.2 solid works将管材类零件图转换成工程图

区别和板材的不大

主要在放视图的时候六个面都放上还要附加上左上或右上视图

一根铝方管一个文件

不需要像板材统一放到几毫米里

命名的时候标号份数厚度

最好再附带上step一同解压给商家

精度不高表面粗糙

打印速度慢

由于是属于分层打印

如果受剪切力需要注意

材料价格高

材料一般有毒无毒材料也有很大异味

光敏树脂材料较脆强度不高

5.2 Flash Print

5.2.1 下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1pV5KZRfAvlFBP9hdgFFEUw

提取码：1234

下载安装好之后不要更新 旧版本操作简单

拆卸需要使用钻头打坏不可重复使用

铆钉枪一般体积也较大不方便携带

6.1.3 榫卯连接

这是中国古代传承下来的一种很巧妙简单的连接方式

自行上网上看看不同的榫卯类型

榫卯用好后可以让板材拼接在一起

同时拥有着不错的强度

最重要的是减少了螺丝螺母的使用

会有不错的减重效果

当然也不用完全使用榫卯

榫卯和螺栓的配合使用

可以让结构和重量都有着不错效果

两个圆柱体连接处容易断裂

20年老英雄比赛场上法兰连轴断裂

6.2.1.2 梅花连轴器

以梅花连轴器为代表介绍着一类的联轴器

主要特点就是允许一定的偏心偏角传动

其中最后一行刚性联轴器是可以作为轮组的连轴的

但是缺点比较多

体积比较大很长会让连轴传动结构很长直接拉长轮组之间距离

因为轮组连轴需要的强度比较高

所以一般选用刚性联轴器

随之会失去偏心偏角的特点

因为这类联轴器不是通过键槽类型连轴

而是通过螺丝拧紧来紧轴的

理论上来说越久越好

所以如果轮组传动杆和电机固定杆同轴度不高的话

紧轴程度越大的话

相当于给电机和传动杆硬撇到同一轴心

这样对电机和传动杆都会有很大的损坏

但是不拧的太紧尤其不到很好的连轴效果

20年老步兵有一组轮组出现过这个问题紧轴太紧轮子根本转不动

6.2.1.3 万向联轴器

应该看到图片很好理解

可以达到不同轴传动的效果

具体怎么使用看你需要多少节万向节

强度也比较高

汽车的轮组驱动也是万向节连轴

具体使用方式很灵活

可以使用前先去看看相应节数的动画视频

设计的好可以很好的优化驱动电机的位置

但是使用的时候尽量别占用太多空间

6.2.1.4 上交连轴

YYDS

占用体积极小

需要注意的是轮组的装配顺序

参考上交步兵开源的技术文档

6.2.2 同步带轮

一般齿形选择：方型齿、公制方型齿、圆弧齿

一般我们用的就是圆弧齿如果没什么特殊需求都用圆弧齿

通过转速和功率找到要用几M的齿型

这边给出了6020的参数表

因为电控代码里根据不同情况会根据情况使用开环和闭环

所以选择都满足的齿型

就可以设计相应的齿轮和同步带

同步带的厚度建议比齿轮的厚度少1mm

同步带计算网站：http://www.hsdjmjx.com/news2.asp

所算出来的节线长最好是5的倍数这样方便购买

可以反向确定你的中心距

6.2.3 连杆

连杆的设计是没有天花板的

因为他完全取决于你的几何能力

连杆虽然巧妙

但是一般都需要大量的空间

对于我们这种空间即为珍贵的机器人

只用在极少部位且两岸结构简单

一般不会超过二连杆

主要用在pitch轴传动和悬挂的连杆

这个根据个人兴趣和能力来

给你扔一个连杆的模拟软件和配套的教学PDF

全英文的玩玩就好了

软件操作起来应该不会太难有点像几何画板

链接：https://pan.baidu.com/s/1YEQauR4i8Hw1PJFK_rCgdw

提取码：1234

基本上机器人不会用

6.3.1.3 PC耐力板

完全可以替代亚克力

它的透光率比亚克力还要高

也比亚克力更耐高温 PC 120度亚克力 70度

然后

同等厚度

PC耐冲击强度是亚克力板的30-50倍

6毫米开始PC厚板材就是防弹材料 3毫米PC板普通成年人用榔头也砸不碎

DDDD

6.3.1.4 碳纤板

各方面性能都很高确实轻

配得上他的价格

也可以加工碳纤管比如做无人机的机臂

碳纤导电碳纤导电碳纤导电

走线的话一定要包裹线管

不要有线材外露

线材与板材边角摩擦的地方

要么打磨圆滑点

要么柔软物品垫着

因为

碳纤导电碳纤导电碳纤导电

6.3.1.5 玻纤板

密度大概是碳纤的两倍

但是依然不是会很重

重点是

它有着碳纤差不多的性能

而且它便宜

也是我们用的最多的板材

颜色常用的为黑色绿色黄色

6.3.2 管材

6.3.2.1 铝方管

一般用作为机器人的骨架

对铝方管的镂空需要合理

自己根据实际情况把握

一般厚度都会选用1mm 或2mm

6.3.2.2 不锈钢方管

强度很高一般会选用铝方管强度对我们来说完全够了

我们之前用麻花钻钻孔钻孔都红了

钻断好几根钻头就钻了几个孔

6.3.3 型材

给你些铝型材草图直接拉伸需要长度即可

链接：https://pan.baidu.com/s/11_vLnGAxyr41e-tngy05lg

提取码：1234

只介绍方型铝型材

基本是用来搭建场地的

需要注意选型分国标和欧标的

角码螺丝也是分国标欧标的

要和铝型材同型号

可以让客服发配套链接购买

铝型材加万向轮

有两种方法

一种是直接让商家攻丝万向轮相应的螺纹

另一种是加上连接板

长这样

铝型材的常规加工方式

6.3.4 打印件

强度不高精度有一点需求的情况下选择

比如说弹舱和拨盘

外发一般选材尼龙和光敏树脂

设计的时候记得给头部合适的圆角

可以方便加工

6.3.5.1.2 铣

表面加工会有点粗糙

6.3.5.1.3 CNC

轴越多越贵

没什么其他可以说的

就是贵

6.3.5.1.4 线切割

适合大面积的切割

所以便宜速度快

表面一般有一些粗糙

6.3.5.1.5 设计加工件思路

首先需要满足设计需求

同需要考虑加工简易程度

一般都是先线切割再车再CNC

CNC使用越少越便宜工期越短

精度极高
反应迅速
价格高

7.2.2 控制模式

位置控制
速度控制
转矩控制 可以进行张力控制或者是压力控制

7.2.3 控制流程

7.2.3.1 一般工业上的流程

控制器通常会使用我们常说的PLC

7.2.3.2 我们一般简单使用的流程

一般来说我们使用的伺服电机大多会包含编码器

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