安徽省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽作品

1、第七屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽 服務(wù)社會高效、便利、個性化協(xié) 同 式 空 間 雙 臂 快 速 搬 運(yùn) 機(jī)學(xué) 校 名 稱：安徽工業(yè)大學(xué)團(tuán) 隊(duì) 名 稱：Ahut-Imagine 團(tuán)隊(duì)指 導(dǎo) 教 師：楊琦、劉慶運(yùn)目 錄CONTENTS1234選題依據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)電氣控制設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)及推廣價(jià)值1選題依據(jù)關(guān)鍵詞：商品載運(yùn)及助力機(jī)械裝置 主要是設(shè)計(jì)幫助快遞員進(jìn)行載運(yùn)和搬動物品等工作的輔助裝置。所設(shè)計(jì)的商品載運(yùn)裝置不僅要快捷，而且要保證投遞員和商品的安全，便于實(shí)現(xiàn)文明裝卸、文明分發(fā)、投遞各類快件；助力裝置主要指在搬運(yùn)商品的過程中可以減輕投遞員勞動強(qiáng)度、且能保障商品安全的小型與輕便的機(jī)械裝置。目前存在的主要問

2、題：目前存在的主要問題：快遞商品數(shù)量大、分揀效率低；快遞商品數(shù)量大、分揀效率低； 分揀載運(yùn)受空間地形因素限制較大；分揀載運(yùn)受空間地形因素限制較大； 人工成本高，存在人工成本高，存在“暴力分揀暴力分揀”； 2方案設(shè)計(jì)針對目前快遞分揀載運(yùn)過程中出現(xiàn)的問題結(jié)合載運(yùn)、助力主題，從需求出發(fā)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。 快遞商品數(shù)量大、分揀效率速度低 空間雙臂協(xié)同工作模式分揀載運(yùn)受空間地形因素限制較大空間滑軌式，多自由度快速移動 人工成本高、效率低、存在“暴力分揀”機(jī)械臂搬運(yùn)代替人力2機(jī)械結(jié)構(gòu) 本作品以步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動件，單邊機(jī)械臂以一對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動水平，豎直兩滾珠絲桿，兩絲桿通過360舵機(jī)云臺進(jìn)行聯(lián)接，豎直絲桿上裝有

3、懸臂梁與夾爪，通過兩絲桿移動和云臺轉(zhuǎn)動使單邊夾具能到達(dá)一定空間范圍內(nèi)任意一點(diǎn)位置。整體機(jī)構(gòu)簡介整體結(jié)構(gòu)展示圖機(jī)械結(jié)構(gòu)滾珠絲桿2滾珠絲桿具有以下優(yōu)點(diǎn):1、摩擦損失小、傳動效率高；2、傳動精度高；3、高速進(jìn)給和微進(jìn)給可能；4、軸向剛度高；滾珠絲桿本身不能自鎖，故本作品中使用步進(jìn)電機(jī)的自鎖功能。滾珠絲杠水平豎直方向移動2機(jī)械結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)云臺 云臺是一種可以用來安裝、固定的支撐設(shè)備，雙機(jī)械臂搭載在云臺上，可以精確調(diào)整轉(zhuǎn)動角度使機(jī)械臂達(dá)到最好的工作姿態(tài)，且可以承受一定的載荷，完成一系列連續(xù)的載運(yùn)分揀工作。旋轉(zhuǎn)云臺轉(zhuǎn)動云臺2機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械夾爪 機(jī)械爪是整個載運(yùn)分揀裝置的核心，本作品擬采用一種“一”字型簡易夾爪代

4、替實(shí)際工作夾爪，它可以在一定方向上自由轉(zhuǎn)動，對箱體等較為規(guī)則的商品快遞夾持精確，夾持的電動夾爪的夾持力可以調(diào)整，并可以實(shí)現(xiàn)力的閉環(huán)控制，夾持力的精度高，可用于高柔性的精細(xì)作業(yè)場合。機(jī)械夾爪機(jī)械夾爪3電氣控制設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì) 基本系統(tǒng)利用 STM32 為主控核心，主要由視覺識別處理模塊、機(jī)械運(yùn)動模塊，無線控制模塊；同時利用WIFI 模塊進(jìn)行圖像信息的傳輸，為用戶設(shè)計(jì)上位機(jī)界面實(shí)現(xiàn)了分揀搬運(yùn)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。STM32主控核心模塊設(shè)計(jì)3電氣控制設(shè)計(jì) 視覺識別 視覺識別控制 基于位置的視覺控制與基于圖像的視覺控制的混合控制，姿態(tài)偏差為3D信息，姿態(tài)控制采用基于位置的視覺控制，位置偏差為2

5、D信息，位置控制采用基于圖像的視覺控制?；旌弦曈X控制系統(tǒng)如右圖所示。運(yùn)動學(xué)模型混合式視覺控制系統(tǒng)3作品特點(diǎn)高效、快捷模塊化設(shè)計(jì)個性化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單，易于操作工作穩(wěn)定可靠空間定位精確3創(chuàng)新點(diǎn)1.1.可單臂工作，也可可單臂工作，也可雙臂高效協(xié)同雙臂高效協(xié)同工作，分揀載運(yùn)效率高，工工作，分揀載運(yùn)效率高，工作穩(wěn)定，同時整體結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)；作穩(wěn)定，同時整體結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)；2.2.視覺處理方面采用基于位置的視覺控制與基于圖像的視覺控視覺處理方面采用基于位置的視覺控制與基于圖像的視覺控制的制的混合控制混合控制，控制精確，可用于高柔性的精細(xì)作業(yè)場合；，控制精確，可用于高柔性的精細(xì)作業(yè)場合；3.3.本作品

6、可本作品可多機(jī)協(xié)同多機(jī)協(xié)同同時工作，既可在大型企業(yè)使用，同時也同時工作，既可在大型企業(yè)使用，同時也可以滿足中小型企業(yè)需要；可以滿足中小型企業(yè)需要；4.4.模塊化設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)，維護(hù)方便，可根據(jù)實(shí)際需求添加多種功能；，維護(hù)方便，可根據(jù)實(shí)際需求添加多種功能；3市場推廣價(jià)值 隨著我國目前經(jīng)濟(jì)與市場發(fā)展，新的高效空間的貨物的搬運(yùn)隨著我國目前經(jīng)濟(jì)與市場發(fā)展，新的高效空間的貨物的搬運(yùn)形式意義重大，本作品考慮企業(yè)實(shí)際需要求，提出一新型協(xié)同形式意義重大，本作品考慮企業(yè)實(shí)際需要求，提出一新型協(xié)同式空間雙臂搬運(yùn)機(jī)。本作品結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，便于批量制式空間雙臂搬運(yùn)機(jī)。本作品結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，便于批量制造，不易損壞，即使出現(xiàn)問題也可快速有效修理。驅(qū)動件少，造，不易損壞，即使出現(xiàn)問題也可快速有效修理。驅(qū)動件少，便于設(shè)計(jì)算法進(jìn)行控制，可通過不同算法結(jié)合不同傳感器實(shí)現(xiàn)便于設(shè)計(jì)算法進(jìn)行控制，可