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摘要:食品物性仿生檢測(cè)口腔是仿照人的口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)來(lái)檢測(cè)食物的硬度等參數(shù)。通過(guò)仿口腔咀嚼機(jī)器人的研究，研制能夠完全再現(xiàn)人類咀嚼過(guò)程的仿口腔咀嚼機(jī)器人.該仿生機(jī)器人的口腔環(huán)境在溫度、濕度、大小等各方面達(dá)到與真正人類的近似.仿生機(jī)器人口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)模式也是模仿人類對(duì)不同物性食品的咀嚼模式.在做到運(yùn)動(dòng)方式和咀嚼環(huán)境與真正人類近似的基礎(chǔ)上，為該仿生機(jī)器人口腔配置大量用于食品物性監(jiān)測(cè)的傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類食品的咀嚼過(guò)程中的實(shí)時(shí)全程跟蹤的物性智能化檢測(cè).同時(shí)進(jìn)行逆向研究，研究不同物性的食品對(duì)咀嚼運(yùn)動(dòng)方式產(chǎn)生的影響，進(jìn)而研究食品物性對(duì)牙齒健康、食品營(yíng)養(yǎng)吸收的影響，為食品的加工制造提供理論數(shù)據(jù)，使得加工制造的食品更符合食用對(duì)象的口味、更有利于食用對(duì)象的牙齒健康，更有利于人們對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)吸收. 該機(jī)器人是采用并聯(lián)機(jī)構(gòu)模型，并基于SPS型stewart模型而來(lái)。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的要求，完成對(duì)食品檢測(cè)機(jī)器人機(jī)械部分的設(shè)計(jì)，并完成機(jī)械部分的二維圖、三維圖。建立三維模型和裝配，并進(jìn)行簡(jiǎn)單仿真，使機(jī)器人口腔完成所要求的動(dòng)作；對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，評(píng)估方案的可行性，并根據(jù)各個(gè)零部件的受力情況和各種環(huán)境的因素進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行有限元分析；最后給出機(jī)構(gòu)的工程圖。
關(guān)鍵詞：stewart；咀嚼運(yùn)動(dòng)；并聯(lián)機(jī)構(gòu)
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論-3 1.1 研究的目的和意義-3 1.2 設(shè)計(jì)題目的簡(jiǎn)要分析-3 1.2.1 食品檢測(cè)機(jī)器人的主要用途-3 1.2.2 國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展-4 1.2.3 本課題要達(dá)到的目的-6 1.3 應(yīng)用前景-6 第2章 方案設(shè)計(jì)-7 2.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)-7 2.2 具體設(shè)計(jì)方案的確定-8 2.2.1 驅(qū)動(dòng)裝置-9 2.2.2 支架-9 2.2.3 動(dòng)平臺(tái)和靜平臺(tái)-9 2.3 重要零部件的工作原理-10 第3章 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 電機(jī)的選擇-13 3.1.1 載荷的確定-13 3.1.2計(jì)算分配到各個(gè)桿件上的力-13 3. 1.3 伸縮量的確定-14 3.1.4 運(yùn)動(dòng)速度的確定-14 3.1.5 計(jì)算功率的確定-14 3.1.6 電機(jī)型號(hào)的確定-14 3.2 絲杠的設(shè)計(jì)-15 3.2.1 絲杠的轉(zhuǎn)速-15 3.2.2 絲杠的參數(shù)計(jì)算-15 3.2.3 螺母的參數(shù)-16 3.2.4 電機(jī)扭矩的校核-16 3.2.5 螺旋傳動(dòng)許用壓強(qiáng)的校核-17 3.2.6 絲杠拉壓強(qiáng)度校核-17 3.2.7 壓桿穩(wěn)定校核-18 3.2.8 螺母強(qiáng)度校核-18 3.2.9 螺母和絲杠的零件圖-20 3.3 齒輪的設(shè)計(jì)-21 3.3.1 載荷系數(shù)K的確定-21 3.3.2 齒形系數(shù)YFa 和應(yīng)力校正系數(shù)YSa的確定-23 3.3.3 許用彎曲疲勞應(yīng)力[σF]的確定-23 3.3.4 齒輪傳動(dòng)的校核-25 3.3.5 齒輪的參數(shù)-27 3.3.6 齒輪的零件圖-28 3.4 滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)-29 3.4.1 小齒輪軸上的軸承設(shè)計(jì)-29 3.4.2 大齒輪上軸承設(shè)計(jì)-31 3.5 軸上鍵的設(shè)計(jì)-32 3.6 絲杠彎扭組合強(qiáng)度校核-33 3.7 滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)-34 3.7.1 滑動(dòng)軸承受力分析：-34 3.7.2 寬徑比的選擇：-34 3.7.3 計(jì)算圓周速度（線速度）-35 3.7.4 計(jì)算軸承的工作壓力-35 3.7.5 選擇軸瓦材料-35 3.7.6 初估軸承的動(dòng)力粘度-35 3.7.7 計(jì)算運(yùn)動(dòng)粘度-35 3.7.8 選定平均油溫-36 3.7.9 選定潤(rùn)滑油牌號(hào)-36 3.7.10 計(jì)算動(dòng)力粘度-36 3.7.11 計(jì)算相對(duì)間隙-37 3.7.12 計(jì)算承載量系數(shù)-38 3.7.13 確定偏心率-38 3.7.14 計(jì)算最小油膜厚度-38 3.7.15 確定粗糙度-38 3.7.16 許用油膜厚度-38 3.7.17 計(jì)算軸承與套筒的摩擦系數(shù)-38 3.7.18 查潤(rùn)滑油流量系數(shù)-39 3.7.19 計(jì)算潤(rùn)滑油溫升-39 3.7.20 配合選擇-39 3.7.21 總結(jié)-39 3.8 螺母與滑動(dòng)軸承內(nèi)徑過(guò)盈配合計(jì)算-40 3.8.1 能傳遞力的最小壓強(qiáng)-40 3.8.2 滑動(dòng)軸承的強(qiáng)度條件-40 3.8.3 螺母的強(qiáng)度條件-40 3.8.4 過(guò)盈量計(jì)算-40 3.8.4 滑動(dòng)軸承零件圖-41 3.9 大齒輪軸的校核-42 3.10直線軸承的選擇-42 3.11 伸縮桿強(qiáng)度的校核-43 3.12 聯(lián)軸器選擇-45 3.13 伸縮桿與螺母連接的螺釘強(qiáng)度校核-46 3.13.1 計(jì)算預(yù)緊力F0-47 3.13.2 計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力-47 3.14 與球幅連接的銷的強(qiáng)度校核-47 3.15 支架的設(shè)計(jì)-48 3.16 其他關(guān)鍵部件的有限元分析-50 3.17 其他關(guān)鍵零部件的零件圖-52 第4章 運(yùn)動(dòng)分析及干涉計(jì)算-59 4.1 設(shè)定坐標(biāo)系-59 4.2 運(yùn)動(dòng)反解舉例-59 4.2.1 算法簡(jiǎn)介-60 4.2.2 極限位置的參數(shù)計(jì)算-64 4.2.3 一個(gè)工作過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)方程-64 4.3 干涉計(jì)算-65 4.3.1 伸縮桿與動(dòng)平臺(tái)的干涉-65 4.4 根據(jù)軸頸與球副蓋的干涉設(shè)計(jì)球副蓋-67 4.5 球副蓋零件圖-69 4.6 運(yùn)動(dòng)仿真-69 參考文獻(xiàn)-71 致謝-73
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