机械原理课程设计
机械原理课程设计20篇
第13章 机械原理课程设计题目汇编近几年来，随着机械原理课程教学改革的不断深入，机械原理课程设计的重点应放在机械系统运动方案的构思和设计上，以激发和培养学生的创新意识和创新设计能力,这已成为共识。
本书从这一认识出发，并根据《机械原理课程教学基本要求》中对机械原理课程设计提出的要求，汇编了二十个课程设计题目，供教师选用和参考。
13.1 四工位加工机床的刀具进给系统和工作台转位系统设计(1) 功能要求及工艺动作分解提示 1) 总功能要求实现对工件的装卸、钻孔、扩孔、铰孔。
2) 工作原理及工艺动作分解提示四工位加工系统的工作原理及工艺动作分解如图13.1所示。
该系统由安装工件的回转工作台和装有刀具的主轴箱及传动部分组成。
工作台有四个工位，能绕自身回转轴线作间歇转动。
主轴箱上装有三把刀具，对应工作台Ⅱ位置装钻头，Ⅲ位置装扩孔钻头，Ⅳ位置装铰刀。
刀具的旋转运动由主轴箱系统提供，主轴箱能实现静止、快进、进给、快退的工艺动作。
主轴箱完成一次静止、快进、进给、快退的循环运动，在四个工位上分别完成相应的装卸、钻孔、扩孔、铰孔工作，在刀具退出工件期间，工作台完成一次回转90度的转动。
依次循环四次，一个工件就完成了装、钻、扩、铰、卸等工序。
(2) 原始数据和设计要求1) 刀具顶端离开工件表面65mm 开始动作(图13.2)，快速移动60mm 距工件5mm 时匀速送进60mm ，然后快速返回，回程和工作行程的平均速比(行程速度变化系数)K ＝2。
2) 刀具匀速进给速度为2mm/s ；工件装卸时间不超过10s 。
图13.1 图13.23) 生产率为每小时约74件。
(3) 运动方案构思提示1) 工作台的间歇转动可采用槽轮机构、不完全齿轮机构，曲柄摇杆棘轮机构、蜗杆凸轮间歇机构、圆柱凸轮间歇机构等。
2) 主轴箱的移动可采用移动推杆圆柱凸轮机构、移动推杆盘形凸轮机构、摆动推杆盘形凸轮与摇杆滑块机构、曲柄滑块机构、带滑块的六杆机构等。
机械原理课程设计
机械原理课程设计
在机械原理课程设计中，我们将使用一台小型汽车发动机作为研究对象，并设计一个能够模拟汽车运动的机械装置。
这个装置将包括几个主要部分，分别是发动机、传动系统和车轮。
首先，我们将以发动机为中心展开设计。
发动机是汽车的核心组件，它通过燃烧燃料产生动力，驱动车辆前进。
我们将模拟发动机的工作原理，使用气缸、活塞和曲轴等零部件来展示内燃机的工作过程。
通过控制燃料的供给和排气的开关，我们能够控制发动机的转速和输出功率。
其次，我们需要设计传动系统，将发动机产生的动力传递给车轮。
传动系统通常包括离合器、变速器和传动轴等部件。
离合器用于分离发动机和变速器之间的传动，变速器则可以根据需求调整车辆的速度和扭矩输出。
传动轴将动力传递到车轮上，使车辆能够前进或后退。
最后，我们需要设计车轮和悬挂系统，以便车辆能够平稳地行驶。
车轮通常由轮毂、轮胎和刹车器组成，它们通过悬挂系统与车身相连。
悬挂系统可以减震和支撑车身，以提供舒适的驾驶体验。
通过模拟这一完整的机械系统，在课程设计中我们可以深入理解机械原理的运作方式。
同时，我们还可以通过调整各个部件的参数和结构，进行优化设计，以提高整个系统的性能和效率。
通过这样的设计过程，我们能够更好地理解机械原理的实际应用，并培养我们的设计能力和创新思维。
机械原理课程设计例
机械原理课程设计例一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握机械原理的基本概念、基本理论和基本方法，培养学生分析和解决机械工程问题的能力。
具体来说，知识目标包括：了解机械系统的基本组成部分，掌握机械运动和力学基础，理解机械设计的基本原则和方法。
技能目标包括：能够运用机械原理解决实际问题，具备基本的机械设计和制造能力。
情感态度价值观目标包括：培养学生对机械工程的兴趣和热情，增强学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械系统的基本组成部分、机械运动和力学基础、机械设计的基本原则和方法。
具体来说，教学大纲如下：第一章机械系统的基本组成部分1.1 机械系统的定义和分类1.2 机械系统的功能和性能1.3 机械系统的组成要素第二章机械运动和力学基础2.1 机械运动的类型和特点2.2 力学的基本概念和定律2.3 机械运动的描述和分析第三章机械设计的基本原则和方法3.1 机械设计的基本原则3.2 机械设计的方法和步骤3.3 机械设计的实例分析三、教学方法为了达到教学目标，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
通过这些方法的综合运用，激发学生的学习兴趣和主动性，帮助学生理解和掌握机械原理的知识。
具体来说：讲授法：通过教师的讲解，向学生传授机械原理的基本概念、基本理论和基本方法。
讨论法：通过小组讨论，让学生主动思考和探讨机械原理的应用和实际问题。
案例分析法：通过分析机械设计的实例，让学生了解机械设计的过程和方法。
实验法：通过实验操作，让学生亲身感受和理解机械运动的原理和现象。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：教材：《机械原理》，机械工业出版社参考书：《机械设计手册》，机械工业出版社多媒体资料：机械原理的动画演示、视频案例等实验设备：机械原理实验装置、力学实验装置等网络资源：相关学术论文、专利资料、企业信息等五、教学评估本课程的评估方式将包括平时表现、作业、考试等多个方面，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
机械原理课程设计任务
经验总结
分享团队成员在课程设计中的经 验和教训。
实际应用
解释为何这个问题在现实生活中很重要。
设计目标
设计和开发
性能优化
确定要设计和开发的物品或系统。 阐述优化性能的具体目标。
可持续性
说明设计在环境可持续性方面的 考虑。
设计方案
1
研究和分析
开展研究，分析设计要求和约束。
概念设计
2
生成多个概念设计，并进行评估和选择。
3
详细设计
制定详细设计并创建相应的图纸和模型。
机械原理课程设计任务
本课程设计任务旨在帮助学生加深对机械原理的理解，并培养解决实际问题 的能力。
课程设计任务简介
背景
解释为何机械原理课程设计是必 要的。
团队合作
讨论小组沟通和协作的重要性。
学习工具
介绍学生在课程设计中将使用的 工具。
问题陈述
挑战性问题
提出一个挑战性的机械原理问题。
解答方法
概述解决这个问题的方法和技巧。
相关设计要素
1 材料选择
2 结构设计
选择适合设计需
解释如何控制设计中的运 动。
性能测试计划
测试目标
明确测试的目标和指标。
测试方法
阐述测试所需的步骤和方法。
数据分析
解释如何分析测试数据以评估 设计性能。
结论
团队成果
展示团队完成设计任务的成果。
证书颁发
机械原理课程设计pdf陈明
机械原理课程设计pdf 陈明一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握机械基本原理，包括力的作用、简单机械的构成和功能；2. 掌握机械效率的计算方法，并能应用于实际问题；3. 掌握机械运动的基本类型，及其在实际中的应用。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析并解决简单的机械问题；2. 能够设计简单的机械装置，并进行效率评估；3. 能够通过实际操作，验证机械原理的相关理论知识。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械原理学习的兴趣，激发其探究欲望；2. 培养学生的团队合作意识，使其在合作解决问题中体验到学习的快乐；3. 培养学生尊重科学、严谨求实的态度，形成正确的价值观。
课程性质：本课程为初中物理机械原理部分，结合学生年级特点，注重理论知识与实际应用相结合，强调动手实践和合作探究。
学生特点：初中生正处于形象思维向抽象思维过渡的阶段，对机械原理有一定的好奇心，但需要具体实例和实践活动来辅助理解。
教学要求：教师应采用多元化的教学方法，如案例分析、小组讨论、实验操作等，引导学生主动参与，提高学生的实践能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在课程结束后能够达到预期的教学效果，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 简单机械原理：包括杠杆、滑轮、轮轴等基本类型及其应用；- 教材章节：第三章第三节《简单机械的应用》2. 机械效率的计算与评估：介绍机械效率的定义、计算方法及其在实际机械中的应用；- 教材章节：第三章第四节《机械效率的计算》3. 机械运动类型：平移、旋转等基本运动类型及其在生活中的应用实例；- 教材章节：第三章第五节《机械运动类型及其应用》4. 实践活动：设计并制作简单的机械装置，进行效率测试；- 教材章节：第三章实践活动《制作一个简单机械装置》教学大纲安排：第一课时：简单机械原理的学习与应用；第二课时：机械效率的计算与评估；第三课时：机械运动类型及其在实际中的应用；第四课时：实践活动，设计制作简单机械装置并进行效率测试。
2023年机械原理课程设计书
2023年机械原理课程设计书篇一：机械原理课程设计教学大纲《机械原理》教案适用班级：机本开课时间： 20 -20 学年第学期教学方式：多媒体教学附件： 1、机械原理课程设计教案2、机械原理课程教学大纲3、机械原理教学设计一览表4、机械原理教学进度表5、机械原理学习指南6、机械原理MCAI教案（单行本）7、班级情况一览表机电工程学院8月第一章绪论（1）总课次：1第二章机构的结构分析（3）第三章机构的性能分析（1）总课次：4篇二：《机械原理》教案(2)机械原理课程设计大纲课程类别：必修学时：1周课程性质：集中实践教学学分：2 适用专业：机械设计制造及其自动化执笔人： __一、基本目的与任务机械原理课程设计是工科院校学生在大学期间利用已学过的知识第一次比较全面的、具有实际内容和意义的课程设计，也是机械原理课程的一个重要的实践教学环节。
机械原理课程设计是将知识转化为能力的桥梁，其主要目的是进一步巩固和加深学生所学的理论知识，并将其系统化；培养学生综合运用所学知识独立解决实际问题的能力和初步培养学生进行创新设计的能力；使学生初步掌握机械运动方案设计，并在机构分析与综合方面受到一次比较全面的训练。
二、教学基本内容通过对某种简单机器（它的工艺动作过程比较简单）的分析，进行机械运动简图的设计，其中包括机器动能分析、工艺动作过程确定、执行机构的选择、机械运动方案的评定、机构尺度综合等。
具体内容包括：按照给定的机械总功能要求，分解成子功能进行机构的选型和组合;设计该机械系统的几种运动方案，对各运动方案进行对比和选择；对选定方案中的机构——连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、其他常用机构及组合机构进行分析和设计；制定机构运动循环图；画出机构运动简图。
每个学生应完成的设计工作量：1、机械运动简图、主要机构装配图一张（A1或A2图纸）2、零件工作图一至两张（A3或A4图纸）3、设计说明书一份三、教学要求1、机械总功能的分解根据所要设计的机械总功能要求，选定机械的工作原理并进行功能分解。
机械原理设计课程设计
机械原理设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过机械原理设计的学习，让学生掌握基本的机械原理知识，培养学生运用机械原理分析和解决问题的能力，以及创新设计的基本思维和方法。
在知识目标方面，要求学生掌握机械的基本组成部分，理解机械的运动和力的关系，了解机械的设计和制造的基本原理。
在技能目标方面，要求学生能够运用所学的机械原理知识，分析和解决实际问题，能够进行简单的机械设计。
在情感态度价值观目标方面，要求学生在学习过程中，培养对机械工程的兴趣，认识机械工程在现代社会中的重要作用，形成积极的科学探究态度。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械的基本组成部分，如机械的运动和力的关系，机械的设计和制造的基本原理等。
具体包括以下几个部分：第一部分，机械的基本概念和组成；第二部分，机械的运动和力的关系；第三部分，机械的设计和制造的基本原理；第四部分，机械的创新设计。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
在讲授法的基础上，引导学生进行思考和讨论，通过案例分析法和实验法，让学生能够将所学的理论知识应用到实际问题中，提高学生的问题解决能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和方法，我们将准备相应的教学资源，包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材将作为学生学习的主要资源，参考书将为学生提供更多的学习资料，多媒体资料将帮助学生更直观地理解机械原理，实验设备将为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等几个方面。
平时表现主要评估学生的课堂参与度、提问和回答问题的积极性等，通过观察和记录来进行评估。
作业评估主要评估学生的理解和应用能力，通过作业的完成质量来进行评估。
考试评估主要评估学生的综合运用能力，通过考试的分数来进行评估。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排将在每周的特定时间和地点进行，共计16周。
机械原理课程设计教案
机械原理课程设计教案一、课程目标1.理解和掌握机械原理的基本概念、原理和方法；2.能够运用所学知识进行机械运动方案的设计和分析；3.培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
二、课程内容和要求1.机械运动方案设计（1）机构选型与组合：根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合；（2）运动方案拟定：拟定多个机械系统的运动方案，进行对比和选择，最后选定一个最佳方案；（3）机构运动分析：对选定方案中的机构进行运动分析，包括速度、加速度、位移等；（4）机构力分析：对选定方案中的机构进行力分析，包括静力分析和动力分析；（5）机构优化设计：根据分析结果，对机构进行优化设计，提高机械的性能和效率。
2.机械原理课程设计说明书编写（1）封面：包括课程名称、设计题目、班级、姓名、学号、日期等信息；（2）目录：列出设计说明书的主要内容及其页码；（3）前言：简要介绍设计的目的、意义和主要内容；（4）概述：包括课程设计任务书、原始数据及设计要求等内容；（5）设计说明书正文：按照设计过程的顺序，依次介绍机构选型与组合、运动方案拟定、机构运动分析、机构力分析、机构优化设计等内容；（6）结论：总结设计的主要成果和创新点，提出改进意见和展望；（7）参考文献：列出设计中参考的文献资料。
三、教学方法和手段1.理论教学：通过课堂讲解、案例分析等方式，让学生理解和掌握机械原理的基本概念、原理和方法。
2.实践教学：通过机械原理课程设计，让学生在实践中运用所学知识进行机械运动方案的设计和分析，培养学生的创新思维和解决实际问题的能力。
3.辅助教学：利用多媒体课件、教学视频等辅助教学工具，提高教学效果。
四、课程考核和评价1.课程设计成果：根据设计说明书的内容和质量，评价学生的设计能力和创新能力；2.课堂表现：根据学生的课堂参与度、提问和回答问题的质量等，评价学生的学习态度和学习能力；3.平时作业：根据作业的完成情况，评价学生的知识掌握情况和学习习惯。
机械原理课程设计完整版
机械原理课程设计完整版一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握机械原理的基本概念、原理和应用，培养学生的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）了解机械系统的基本组成部分及其相互关系；（2）掌握机械原理的基本原理和定律；（3）熟悉机械设计的基本方法和步骤；（4）了解机械原理在工程实际中的应用。
2.技能目标：（1）能够运用机械原理解决实际问题；（2）具备简单的机械设计能力；（3）学会使用相关工具和软件进行机械设计。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队合作意识和沟通能力；（2）增强学生对机械工程的兴趣和热情；（3）培养学生关注社会发展和科技进步的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.机械原理概述：介绍机械系统的基本组成部分，如机械元件、机械结构、机械系统等，并分析它们之间的相互关系。
2.机械原理的基本原理和定律：讲解力学、动力学、热力学等基本原理，以及能量守恒、功的计算、摩擦力等基本定律。
3.机械设计的基本方法和步骤：介绍机械设计的方法和步骤，如设计原则、设计流程、设计规范等。
4.机械原理在工程实际中的应用：通过案例分析，使学生了解机械原理在工程实际中的应用，如机械传动、机械控制系统等。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机械原理的基本概念、原理和应用。
2.讨论法：学生进行分组讨论，促进学生思考和交流，提高学生的理解能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解机械原理在工程实际中的应用。
4.实验法：安排学生进行实验，培养学生动手能力和实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的多媒体课件，提高学生的学习兴趣。
机械原理教案课程设计
机械原理教案课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解并掌握机械原理基本概念，如力、运动、能量的相互关系。
2. 使学生了解常见简单机械的结构与工作原理，如杠杆、滑轮、齿轮等。
3. 帮助学生掌握机械效率的计算方法，并运用其分析实际机械系统的效率。
技能目标：1. 培养学生运用物理知识解决实际机械问题的能力。
2. 培养学生设计简单机械装置的能力，能结合实际需求进行创新设计。
3. 提高学生进行实验操作、数据采集和分析的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对机械原理的兴趣，培养其探究精神。
2. 培养学生合作学习、团队协作的意识，提高沟通表达能力。
3. 引导学生关注机械原理在生活中的应用，认识到科学技术对社会发展的作用。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为初中物理机械原理部分，以实验和理论相结合的方式进行教学。
学生处于好奇心强、动手能力逐渐提高的阶段，对机械原理有较高的兴趣。
教学要求注重理论与实践相结合，提高学生的动手能力和解决问题的能力。
二、教学内容1. 简单机械原理：介绍杠杆、滑轮、斜面等基本简单机械的定义、分类和工作原理。
关联课本第二章第一节内容。
2. 机械效率：讲解机械效率的概念，引导学生学会计算机械效率，分析影响机械效率的因素。
关联课本第二章第二节内容。
3. 动力与阻力：阐述动力、阻力的概念，分析二者在机械系统中的作用。
关联课本第二章第三节内容。
4. 能量转化与守恒：介绍能量在简单机械中的转化过程，强调能量守恒定律。
关联课本第二章第四节内容。
5. 创新设计：结合所学简单机械原理，指导学生进行简单机械装置的设计与制作。
关联课本第二章综合实践活动内容。
教学大纲安排：第一课时：简单机械原理（1）第二课时：简单机械原理（2）第三课时：机械效率第四课时：动力与阻力第五课时：能量转化与守恒第六课时：创新设计实践教学内容进度：第一周：简单机械原理（1）、（2）第二周：机械效率、动力与阻力第三周：能量转化与守恒、创新设计实践教学内容确保科学性和系统性，结合课本章节内容，循序渐进地引导学生掌握机械原理知识。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械原理课程设计设计说明书
设计题目：爬杆机器人
京江学院动力机械1001班
设计者：凌佩玲 3101106001
指导老师：王劲松
目录
1.设计题目……………………………………………１1.1设计目的………………………………………………１1.2设计题目简介…………………………………………１
1.3设计条件及设计要求…………………………………１
2.运动方案设计……………………………………２2.1机械预期的功能要求…………………………………２2.2功能原理设计…………………………………………２2.3运动规律设计…………………………………………３
2.3.1工艺动作分解……………………………………………３
2.3.2运动方案选择……………………………………………５
2.3.3执行机构形式设计………………………………………６
2.3.4运动和动力分析…………………………………………７
2.3.5执行系统运动简图………………………………………８
3.计算内容……………………………………………８
4.应用前景 (10)
5.个人小结 (11)
6.参考资料 (12)
附录 (13)
１.设计题目
１.１设计目的
机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸以及润滑方式等进行构思、分析和计算，并将其转化为制造依据的工作过程。
机械设计是机械产品生产的第一步，是决定机械产品性能的最主要环节，整个过程蕴涵着创新和发明。
目的：为了综合运用机械原理课程的理论知识，分析和解决与本课程有关的实际问题，使所学知识进一步巩固和加深。
１.２设计题目简介
课程设计名为爬杆机器人。
该机器
人模仿虫蠕动的形式向上爬行，其爬行
运用简单的曲柄滑块机构。
其中电机与
曲柄固接，驱动装置运动。
曲柄与连杆
铰接，其另一端分别铰接一自锁套（即
上下两个自锁套），它们是实现上爬的关
键结构。
当自锁套有向下运动的趋势时，
由力的传递传到自锁套，球、锥管与圆
杆之间形成可靠的自锁，阻止构件向下
运动，而使其运动的方向始终向上（运
动示意见右图）。
１.３设计条件及设计要求
首先确定机器人运动的机构原理及所爬行管道的有关数据，制定多套运动方案。
再查阅相关资料，通过精确的计算，对设计题目进行创新设计和运动仿真，最后在多方面的考虑下确定一套方案并完成整套课程设计说明书。
２.运动方案设计
该机器人模仿的动作是沿杆向上爬行，整个机构为曲柄滑块机构，而且目前
所设计机器人爬行的杆是圆杆。
２.１机械预期的功能要求
通过电机的驱动和减速，给予曲柄一个绕定轴旋转的主动力，在该力的驱使下带动连杆及相应的自锁装置，由两个自锁套的先后自锁和曲柄连杆机构带动机器人向上爬行。
２.２功能原理设计
通常情况下，一部的机器需要通过电机带动一系列复杂的机构使其正常运转，这其中涉及到很多简单且基本的机械机构。
当然，也可以直接通过电机带动整部机器的运转，这完全取决于机器所需完成的工作以及设计该机器时所面临的种种实际情况。
针对该爬杆机器人，提出了两套设计方案，分别是：由曲柄滑块机构带动和由气压元件直接驱动。
首先，来看一下曲柄滑块机构是如何工作的。
在平面连杆机构中，能绕定轴或定点作整周回转的构件被称为曲柄。
而通过改变平面四杆机构中构件的形状和运动尺寸能将其演化为不同的机构形式，就曲柄滑块机构而言，它是通过增加铰链四杆机构中摇杆的长度至无穷大而演变过来
的。
改机构实际上是由
一曲柄一端铰接在机
架上，另一端铰接一连
杆，连杆的另一端联结
一滑块，在曲柄为主动
件运动时带动连杆，连
杆又带动滑块，使其在
平面某一范围内做直
线往复运动（图１）。
其次是气动的原理。
该运动原理与上述的曲柄滑块机构相比，在保留两滑块作为自锁装置的前提下，省略了联结两滑块的传动装置，转而用两个汽缸直接带动两个滑块的上下移
动。
这样的设计更直接也更简洁，至于两者到底哪个更合理呢？
２.３运动规律设计
２.３.１工艺动作分解
首先，我们基于曲柄滑块机构的启示，想到了在曲柄与连杆的两端分别铰接上两个滑块（即作为自锁套），使两个滑块分别作为机架交替上升，从而实现爬杆动作。
其中上滑块与曲柄相连，相应的连杆接下滑块。
当机构具有向下运动的趋势时，下自锁套因受到自锁机构的限制而固定不动，把其受到的向下的力转化为向上的动力，推动机构反而向上运动。
于是，我们就把电机与曲柄固
接作为驱动装，连杆作为传动，两
滑块作为自锁装置。
该爬杆机器人
的设计装配图如图２：
那上下自锁套又是怎样自锁
的呢？
我们做成了如图所示的形状：
我们设计了两个如图３所示的构件，两者用铰链铰接，能使其自如地打开或收拢，再在它们套住圆杆之后用销钉在铰支端对边销住，这样方便装配和安装到圆杆上，也方便我们在调试过程中不断调整内部结构的具体尺寸。
可这仅仅只是一个滑块，那要怎样才能实现它所要起到的自锁作用呢？其实很简单，如上图所示：为双凸轮加紧装置。
上下滑块内各有一个凸轮，该凸轮由两段直径不同的圆弧和连接此两段圆弧的过度圆弧构成，当凸轮转到大圆弧与爬杆相接处时，顶紧爬杆固定，当转到小圆弧与爬杆相接触时，凸轮与爬杆间形成间隙，起到放松的作用。
通过电动机与曲柄和齿轮连接，控制曲柄的转动和上下两凸轮的转动，同时控制其中一个凸轮的大径与爬杆接触时，另一个刚好小径与凸轮接触。
实现一放松一夹紧的工作环境，两凸轮由同一个电动机带动，依靠曲柄传递动力。
于是，两滑块周而复始交替向上爬。
（见中下图）
在气动方面，由于没有
联结用的传动机构，因而直接由气动元件带动两自锁套往上移动。
我们选用两个汽缸作为主要的气动元件，利用作用力与反作用力的原理，由其带动上下两个自锁套分别自锁，达到机器人爬杆的最终目的。
（见右上图）
综上所述，可以选取“曲柄滑块机构”作为该爬杆机器人的最终运动方案。
２.３.２运动方案选择
上面所设计的爬杆过程都是在理想的情况下，很多实际因素都没有考虑进去：如摩擦力的大小（即管壁与凸轮接触面的摩擦系数），在曲柄过上下两滑块极限位置时，自锁套内由于小球在内部运动的关系，自锁套所要进行的向下运动
的位移，以及上下自锁套、曲柄和连杆的质量，还有电机的功率、转动速度，汽缸的推程大小、自重，所需气包的容量及连接方式等等。
现在我们结合两者的利弊，着重分析一下各自的优缺点。
就采用汽缸驱动而言，它形式简单、结构简便，从机械设计角度而言讲究尽量采用基本机构，设计的机构要简单、可靠。
而汽缸则融会了上述的优点，它由驱动机构直接带动两个自锁滑块，避免了两者间的连接机构，精简了构件之间的连接。
此外，该机构具有环保等特点，它利用空气作为动力源，无污染、运动时无噪音，而且运行速度快，可以在短时间内使机器人爬到杆的顶端，它还能够随身携带气包作为动力源，可以做到无线操作。
就采用曲柄滑块结构而言，它属于平面连杆机构，具有结构简单、制造方便、运动副为低副，能承受较大载荷；但平衡困难，不易用于高速。
我们设计的机构是由电机经减速直接驱动的，和利用气动原理相比它多了一套传动和连接机构，但该机构运用的原理简单，设计合理，而且它不仅能在自杆上爬行，更能在弯曲的管道外爬行，具体的示意图见下。
综上所述，我们小组经讨论决定：选取“曲柄滑块机构”作为该爬杆机器人的最终运动方案。
２.３.３执行机构形式设计
针对上述的种种实际情况，我们小组在设计此爬杆机器人的时候就全面考虑了各方面的因素，从而确定各构件的尺寸与制造构件的材料。
祥见下表
上述构件全部采用钣金造型，然后由焊接连接，使其加工制造简单，易保证较高配合精度。
可是这样一个爬杆机构是一个封闭的机构，那怎样才能把机器人安装到所要爬的管壁上呢？由此，我们设计的自锁套就多了一个连接装置，我们在两个形状对称的锥管对接处装上铰链，就像在ADAMS 里给两构件用一个铰链连接，然后在
屏幕上显示的那种铰链装置一样，这样自锁套就能
开合，自如地包拢住爬杆，然后在自锁零件的对面
接口处插上一个联结销，完整的一个自锁套就套在
了圆杆上。
联结销的形状见图4。
对于此类机构，一定的摩擦力也是保证自锁发
生作用的关键。
因此对各构件的材料也是有相当的
要求。
经过筛选，我们决定曲柄、连杆与锥管用铝
板来制造，凸轮的材料则用橡胶。
橡胶的表面比较
粗糙，且弹性性能较好，那么凸轮在自锁套作用时
能卡得比较牢靠，不会发生自转等打滑现象，使整个机构下滑而影响上爬的效果。
在自锁套需解锁时，由于橡胶具有很高的韧性，它能立刻恢复原来的形状，不会因无法恢复形变而使下一步上爬动作失效。