2.2 驱动电机
机器人的动作需要依靠电机来驱动,因此电机在机器人中是必不可少的器件。常见的电机有直流电机、交流电机、步进电机、伺服电机,等等。其中,直流电机主要用来实现360°的不间断旋转运动,在机器人移动方面应用较多。
通常,直流电机本身有着较高的转速,扭矩相对较小。但是要带动机器人移动,速度无须太快,扭矩需要反而较大。为了解决这一问题,一般在直流电机上安装减速装置,在降低转速的同时增大了电机的扭矩,更符合对机器人的需求。
本实例所用的机器人采用25GA370直流减速电机作为机器人移动的动力来源,其具体的外形尺寸如图2-13所示。
图2-13 25GA370电机外形尺寸
单击“”按钮,在“新建SOLIDWORKS文件”对话框中单击“”(零部件)按钮,单击“确定”按钮,完成零部件建模的新建。单击“”按钮,输入文件名“驱动电机”,选择保存路径,单击“保存”按钮。
2.2.1 直流电机
1.电机本体
选择“草图”选项卡,选择“草图绘制”选项,在功能区出现“基准面”选择界面,如图2-14所示。基准面包括“上视基准面”“前视基准面”“右视基准面”。根据实际的需求进行选择,此处以“上视基准面”为例。
图2-14 基准面的选择界面
确定基准面后,单击“”按钮,在“图形区”选择 1 个圆心点,然后向外拉伸,左侧出现“参数”列表,如图2-15所示。
图2-15 绘制圆“参数”列表
拉伸到一定位置后,单击鼠标左键,然后在“参数”列表中根据要求修改半径:12.20mm,按“Enter”键确定,绘制完成,如图2-16所示。
图2-16 绘制完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸凸台/基体”按钮,在功能区出现拉伸后的效果图,左侧出现“参数”列表,输入拉伸的高度:30.80mm,按“Enter”键,如图2-17所示。单击“”按钮,拉伸完成。
图2-17 电机本体拉伸完成效果图
在“特征”选项卡中,单击“圆角”按钮,对电机本体上沿进行倒圆角,圆角半径:1.00mm,按“Enter”键,如图2-18所示。单击“”按钮,倒圆角完成。
图2-18 倒圆角效果图
2.底部转轴端盖
选择“草图”选项卡,单击“”按钮,以电机本体底面为基准面,以底端的圆心点为底部端盖的圆心点画圆,半径:3.25mm,如图2-19 所示。设置完成后,按“Enter”键,绘制完成。
图2-19 底部端盖圆绘制完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸凸台/基体”按钮,左侧出现“参数”列表,输入拉伸的高度:1.50mm,按“Enter”键,如图2-20所示。单击“”按钮,拉伸完成。
图2-20 底部端盖拉伸完成效果图
在“特征”选项卡中,单击“圆角”按钮,对底部端盖进行倒圆角,圆角半径:1.00mm,按“Enter”键,如图2-21所示。单击“”按钮,倒圆角完成。
图2-21 底部端盖倒圆角效果图
3.电机引脚
选择“草图”选项卡,单击“”按钮,以电机本体底面为基准面,在左右两侧各绘制一个2.00mm*1.00mm的矩形(中心点离边缘2.00mm),如图2-22所示。设置完成后,按“Enter”键,绘制完成。
图2-22 电机引脚绘制完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸凸台/基体”按钮,左侧出现“参数”列表,输入拉伸的高度:4.00mm,按“Enter”键,如图2-23所示。单击“”按钮,拉伸完成。
图2-23 电机引脚拉伸完成效果图
在“特征”选项卡中,单击“圆角”按钮,对电机引脚进行倒圆角,圆角半径:0.20mm,按“Enter”键,如图2-24所示。单击“”按钮,倒圆角完成。
图2-24 电机引脚倒圆角效果图
直流电机本体建模完成后的本体效果图,如图2-25所示。
图2-25 直流电机本体效果图
2.2.2 减速装置
1.减速箱
选择“草图”选项卡,单击“”按钮,以电机本体顶面为基准面,以顶面的圆心点为减速箱的圆心点画圆,半径:12.50mm,如图2-26所示。设置完成后,按“Enter”键,绘制完成。
图2-26 减速箱圆绘制完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸凸台/基体”按钮,左侧出现“参数”列表,输入拉伸的高度:25.00mm,按“Enter”键,如图2-27所示。单击“”按钮,拉伸完成。
图2-27 减速箱拉伸完成效果图
在“特征”选项卡中,单击“圆角”按钮,对减速箱上沿进行倒圆角,圆角半径:1.00mm,按“Enter”键,如图2-28所示。单击“”按钮,倒圆角完成。
图2-28 减速箱上沿倒圆角效果图
2.电机转轴套
选择“草图”选项卡,单击“”按钮,以减速箱顶面为基准面,以顶面的圆心点为减速箱的圆心点画圆,半径:3.50mm,如图 2-29 所示。设置完成后,按“Enter”键,绘制完成。
图2-29 转轴套圆绘制完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸凸台/基体”按钮,左侧出现“参数”列表,输入拉伸的高度:2.50mm,按“Enter”键,如图2-30所示。单击“”按钮,拉伸完成。
图2-30 转轴套拉伸完成效果图
2.2.3 电机转轴
选择“草图”选项卡,单击“”按钮,以电机转轴套顶面为基准面,以顶面的圆心点为电机转轴的圆心点画圆,半径:2.00mm,如图2-31所示。设置完成后,按“Enter”键,绘制完成。
图2-31 电机转轴圆绘制完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸凸台/基体”按钮,左侧出现“参数”列表,输入拉伸的高度:9.00mm,按“Enter”键,如图2-32所示。单击“”按钮,拉伸完成。
图2-32 电机转轴拉伸完成效果图
选择“草图”选项卡,单击“”按钮,以电机转轴顶面为基准面,以顶面的圆心点为圆心点画圆,半径:2.00mm,然后以圆心点偏移1.50mm画一条直线,如图2-33所示。
图2-33 电机转轴平削绘制完成效果图
在“草图”选项卡中,单击“剪裁实体”按钮,将下方的大半圆剪裁去除,如图2-34所示。
图2-34 剪裁实体完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸切除”按钮,左侧出现“参数”列表,输入拉伸切除的深度:8.00mm,按“Enter”键,如图2-35所示。单击“”按钮,拉伸切除完成。
图2-35 拉伸切除完成效果图
在“特征”选项卡中,单击“圆角”按钮,对电机转轴上沿进行倒圆角,圆角半径:0.50mm,按“Enter”键,如图2-36所示。单击“”按钮,倒圆角完成。
图2-36 减速箱上沿倒圆角效果图
2.2.4 定位安装孔
选择“草图”选项卡,单击“”按钮,以电机减速装置顶面为基准面,以中心点为直线的起始点,向左画一条8.50mm的直线,单击“”按钮,以直线终点为圆心,半径为1.50mm,如图2-37所示。设置完成后,按“Enter”键,绘制完成。
图2-37 安装孔绘制完成效果图
以电机减速装置顶面为基准面,以中心点为直线的起始点,再画一条垂直向上的镜像参考直线,如图2-38所示。设置完成后,按“Enter”键,绘制完成。
图2-38 镜像参考直线绘制完成效果图
单击“镜向实体”按钮,在左侧“参数”列表中,“要镜向的实体”选择已绘制好的圆,“镜向点”选择已绘制好的镜向参考直线,右侧镜向画出与左侧一样的圆,如图2-39所示。单击“”按钮,镜向完成,删除镜向参考直线。
图2-39 两个安装孔镜向圆绘制完成效果图
选择“特征”选项卡,单击“拉伸切除”按钮,左侧出现“参数”列表,输入拉伸切除的深度:8.00mm,按“Enter”键,如图2-40所示。单击“”按钮,拉伸切除完成。
图2-40 安装孔拉伸切除完成效果图
至此,驱动电机三维建模全部完成,整体效果如图2-41所示。
图2-41 驱动电机整体效果图