外文翻譯39附錄 1 外文翻譯鋼制構(gòu)件內(nèi)三維空間移動 2 腳機器人正 根本政明 正 湯原哲夫阿部幸雄摘要：我們的目的在于發(fā)展造船領(lǐng)域和一般結(jié)構(gòu)工程中所使用的三維空間移動機器人。本文闡述了一種可以向上向下移動的 2 腿機器人的設(shè)計與結(jié)構(gòu)。機器人帶有電磁吸盤。吸盤由大扭矩電動機帶動，以繞樞軸旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行移動。此外，許多試驗證明其運動功能可以實現(xiàn)在各種加強筋平面上運動。包括水平或豎直的平面。關(guān)鍵字：轉(zhuǎn)矩移動機構(gòu) 可垂直移動移動腿 電磁吸盤1．前言在家電產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)等小型批量生產(chǎn)的領(lǐng)域內(nèi)要節(jié)省人力或?qū)崿F(xiàn)無人化等目標(biāo)，采用 FA（工廠自動化）已經(jīng)取得了很大的成功。但是，在船舶、建筑等大型構(gòu)件的吊取安裝等領(lǐng)域內(nèi)，使用固定位置的上述方法，由于設(shè)備巨大，笨重而可能引起的一系列問題而缺少適用性。至今沒能得到廣泛運用。解決這個問題，目前有一個方法就是下面要介紹的可搬運行機器人。本文所介紹的機器人，不但能實現(xiàn)構(gòu)件平面內(nèi)的空間三維移動，還兼有翻越障礙物的能力。為此配置有行進(jìn)機構(gòu)、腳升降機構(gòu)、電磁吸盤、回轉(zhuǎn)機構(gòu)等。本文試對此種 2 腿機器人的設(shè)計、制作進(jìn)行概述。2．機構(gòu)及其構(gòu)成要素圖 1 所表示的是本文設(shè)計、制作的旋轉(zhuǎn)式 2 腳步行機器人的平面圖和剖面圖。外文翻譯40圖 1 兩腳機器人設(shè)計圖主體框架 1 的中央為大轉(zhuǎn)矩馬達(dá) 2。此外，兩側(cè)對稱配置安裝著一對電磁離合器 3。以及支撐腿 4。 （以下，對于左右相同的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行統(tǒng)一說明。 ）在大扭矩馬達(dá) 2、電磁離合器 3 和支撐腿 4 之間配置有直齒輪，即由齒輪23、32、34 及 43 組成齒輪鏈連接。腳 4 是由步進(jìn)電機 41、滾珠螺栓 42、滾珠花鍵 44 構(gòu)成的。滾珠花鍵 44 的前端安裝有腳 5，為保證腳 5 在鋼板上有充分且穩(wěn)定的吸附力，配置有 3 個圓形的電磁吸盤 51-1、2、3。此外，各電磁吸盤 51，各有一塊 Y 型固定板 52，其各正三角形的頂點位置配置有球軸承 53 來進(jìn)行支撐。由此，可以適應(yīng)傾斜或凹凸不平的路面。3．動作行程的控制方法這里的 2 腳機器人的基本動作行程，左右腿各部件的編號添加 a、b 字母進(jìn)行說明。以下說明均按照此規(guī)定。外文翻譯41右腿 4a 當(dāng)中一組 3 個由電磁鐵構(gòu)成的電磁吸盤 51 通電，外部鋼板 4 被磁力吸附固定。同時，左腿 4b 的電磁吸盤 51b 斷電，此外，步進(jìn)電機 41b 反轉(zhuǎn)，滾珠螺栓 42b 及球軸承 44b 之間，腳 5b 同外部鋼板 10 分離，向上抬起。變成圖 1 所示那樣。接下來，電磁繼電器 3a 通電，而且，3b 保持?jǐn)嚯姞顟B(tài)。大轉(zhuǎn)矩馬達(dá) 2 回轉(zhuǎn)，主體架 1 以右腿 4a 為中心進(jìn)行回轉(zhuǎn)。當(dāng)達(dá)到設(shè)定的角度（θ）的時候，大轉(zhuǎn)矩馬達(dá) 3 停轉(zhuǎn)。在這種狀態(tài)下，步進(jìn)電機 41b 開始正轉(zhuǎn)，左腿 4b 開始下降。當(dāng)于外部鋼板接觸后，接觸傳感器發(fā)出指令使步進(jìn)電機 41b 停轉(zhuǎn)。最后，電磁吸盤 51 通電吸合。以上是機器人主體移動一步的動作行程。下邊是一個具有代表性的步行例子。圖 2（a）和（b）分別是 θ=180o 回轉(zhuǎn)前進(jìn)和 θ90o 直角方向回轉(zhuǎn)前進(jìn)示例。通過設(shè)定角度（θ）及不同角度的組合可以實現(xiàn)任意位置的移動。圖 3 所示的是本 2 腳機器人的控制程序過程圖。運動模式有（1）手動和（2）自動兩種形式。在手動模式下，可按照操作手冊說明通過按鈕來進(jìn)行操作。在自動模式下，按照預(yù)先設(shè)定的步行計劃圖，運用匯編語言編寫程序，通過存儲器后，輸入按下開始按鈕，就可以自動的向目的地移動。存儲器用于保存機器人移動所需的程序，當(dāng)需要作業(yè)時可直接從存儲器中調(diào)入程序，使機器人有機動性。當(dāng)按動開始按鈕時，大扭矩馬達(dá)零點（θ） ，腳接地及抬起的上限位置以外文翻譯42及限位開關(guān)的設(shè)定，干擾信號的輸入等要從機器人的操作性、可靠性及安全性等方面考慮。圖 3 程序流程圖4．試驗機運行結(jié)果。表 1 規(guī)格速度 25m/min步幅 636mm步高 100mm載荷水平 50kg垂直 10kg機器人重量 150kg尺寸 L119 B502 H530實際試驗的數(shù)據(jù)及結(jié)果列于表 1。照片 1（a） （b）表示機器人在水平平面及垂直平面移動的情景。5．總結(jié)以上對 2 腳機器人的設(shè)計、制作及試運行結(jié)果進(jìn)行了論述。證實了該機器人在水平及垂直平面內(nèi)，移動的可能性。外文翻譯43下一步，將以通過計算機同機器人存儲器連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，以及實現(xiàn)搭載，進(jìn)行檢查、噴涂、清掃、焊接、修理等實際運用的方向發(fā)展，繼續(xù)研究。