安徽省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽作品

1、第七屆全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽 服務(wù)社會(huì)高效、便利、個(gè)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(dòng)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(lèi)快件；助力裝置主要指在搬運(yùn)商品的過(guò)程中可以減輕投遞員勞動(dòng)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(wèn)

2、題：目前存在的主要問(wèn)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(duì)目前快遞分揀載運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)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(dòng) 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(dòng)件，單邊機(jī)械臂以一對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)水平，豎直兩滾珠絲桿，兩絲桿通過(guò)360舵機(jī)云臺(tái)進(jìn)行聯(lián)接，豎直絲桿上裝有

3、懸臂梁與夾爪，通過(guò)兩絲桿移動(dòng)和云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jiǎn)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(dòng)效率高；2、傳動(dòng)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(dòng)2機(jī)械結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)云臺(tái) 云臺(tái)是一種可以用來(lái)安裝、固定的支撐設(shè)備，雙機(jī)械臂搭載在云臺(tái)上，可以精確調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)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(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)云臺(tái)2機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)械夾爪 機(jī)械爪是整個(gè)載運(yùn)分揀裝置的核心，本作品擬采用一種“一”字型簡(jiǎn)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(dòng)，對(duì)箱體等較為規(guī)則的商品快遞夾持精確，夾持的電動(dòng)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(chǎng)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(jué)識(shí)別處理模塊、機(jī)械運(yùn)動(dòng)模塊，無(wú)線控制模塊；同時(shí)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(jué)識(shí)別 視覺(jué)識(shí)別控制 基于位置的視覺(jué)控制與基于圖像的視覺(jué)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(jué)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(jué)控制?；旌弦曈X(jué)控制系統(tǒng)如右圖所示。運(yùn)動(dòng)學(xué)模型混合式視覺(jué)控制系統(tǒng)3作品特點(diǎn)高效、快捷模塊化設(shè)計(jì)個(gè)性化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(shí)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)；作穩(wěn)定，同時(shí)整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)；2.2.視覺(jué)處理方面采用基于位置的視覺(jué)控制與基于圖像的視覺(jué)控視覺(jué)處理方面采用基于位置的視覺(jué)控制與基于圖像的視覺(jué)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(chǎng)合；，控制精確，可用于高柔性的精細(xì)作業(yè)場(chǎng)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(shí)工作，既可在大型企業(yè)使用，同時(shí)也同時(shí)工作，既可在大型企業(yè)使用，同時(shí)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(chǎng)推廣價(jià)值 隨著我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)發(fā)展，新的高效空間的貨物的搬運(yùn)隨著我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)單，成本低廉，便于批量制造，不易損壞，即使出現(xiàn)問(wèn)題也可快速有效修理。驅(qū)動(dòng)件少，造，不易損壞，即使出現(xiàn)問(wèn)題也可快速有效修理。驅(qū)動(dòng)件少，便于設(shè)計(jì)算法進(jìn)行控制，可通過(guò)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