創(chuàng)新整理小幫手機(jī)器人設(shè)計(jì)說明書

1、 創(chuàng)新整理小幫手機(jī)器人 學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 1多功能家居整理小助手功能簡介 隨著社會不斷向前發(fā)展，科學(xué)技術(shù)日新月異，取得了人類前所未有的成就，人們的生活水平不斷提高，生活節(jié)奏也不斷加快。在人們的觀念中，對生活質(zhì)量的要求也越來越高。人們在忙碌的工作下，更多追求生活環(huán)境舒適和關(guān)注生活的輕松氛圍。但目前市場上還沒有能真正滿足人們在生活上所需要的小助手來很好地給予提供服務(wù)。而根據(jù)市場分析和人們的需求，我們小組設(shè)計(jì)出一款多功能家居整理小助手，它綜合化、多功能、全面化、環(huán)保型，多功能家居整理小助手主要用于家庭便捷服務(wù)，它不但可以幫助人們搬運(yùn)物品還可以進(jìn)行打掃衛(wèi)生的簡單操作，例

2、如它可以幫助主人投遞垃圾、拿所需物品也可以拿一些比較有危險性的物品例如炙熱的烤盤等等。在疲勞的時候，在有危險的時候動動手指就可以坐享其成是一件多么美妙的事情。2.多功能家居整理小助手設(shè)計(jì)方案與創(chuàng)新構(gòu)思多功能家居整理小助手主要借鑒于慧魚模型中三軸小助手的基本結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)自己的創(chuàng)意來改進(jìn)各個機(jī)構(gòu)，在改進(jìn)的機(jī)構(gòu)中，也有一些獨(dú)特的創(chuàng)新之處，例如，該小助手最突出的創(chuàng)新之處：由手柄遙控控制器和各個接收器全部控制小助手的整個運(yùn)動，這由繁瑣的程序控制過渡到簡單而輕松便捷的手柄遙控控制；由三自由度到六自由度的改進(jìn)，同時還在小助手底座增加了后輪驅(qū)動式小車，小車的前輪有轉(zhuǎn)換方向的四桿機(jī)構(gòu)，主要由伺服電機(jī)控制小5.

3、動力源 動力源是系統(tǒng)能量供應(yīng)部分，是按照系統(tǒng)控制要求向機(jī)械系統(tǒng)提供能量和動力使系統(tǒng)正常運(yùn)行。其中提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能。 3.2創(chuàng)新整理小幫手機(jī)器人組合模型多功能家居整理小助手的模型能夠展示科學(xué)原理和技術(shù)過程, 簡述了分選機(jī)構(gòu)小助手系統(tǒng), 設(shè)計(jì)并分析了分選機(jī)構(gòu)小助手的主要機(jī)構(gòu)。綜合應(yīng)用了機(jī)械技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等群體技術(shù),從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),以動力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和感知等組成要素為基礎(chǔ),對各組成要素及相互之間的信息處理、運(yùn)動傳遞、物質(zhì)運(yùn)動、能量變換機(jī)理進(jìn)行研究,使得整個系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成,并在手柄

4、遙控器和各個接收器的有序信息流控制下,形成物質(zhì)和能量的有規(guī)則運(yùn)動,在高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗意義上實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值的系統(tǒng)工程技術(shù)。3.3創(chuàng)新整理小幫手機(jī)器人分析這次機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目，我們所完成的是慧魚小助手中的多功能家居整理小助手，它能夠通過手柄遙控控制而實(shí)現(xiàn)各種功能的組合與切換，使人們順利實(shí)現(xiàn)所需要的效果，因此操作范圍大，靈活性好。3.3.1小助手組成該小助手為多功能家居整理小助手，其機(jī)械手爪有夾緊和松開物件的功能，由五個電機(jī)驅(qū)動五個自由度的運(yùn)動，由一個電機(jī)控制手爪的夾緊和松開以及兩個電機(jī)驅(qū)動四輪小車后輪。這樣既可實(shí)現(xiàn)整體的旋轉(zhuǎn)、水平、垂直運(yùn)動及手爪的傾斜、旋轉(zhuǎn)、夾

5、緊、松開運(yùn)動，也可實(shí)現(xiàn)小助手在地面上的空間全方位運(yùn)動。該小助手可通過手柄遙控控制，從而手柄遙控發(fā)出控制信號到各個相應(yīng)的接收器，再從接收器傳給各個電機(jī)，驅(qū)動小車以及小助手的運(yùn)動方向或行程，從而機(jī)械手可以夾取或放置物件。圖3.1 多功能家居整理小助手機(jī)構(gòu)組成3.3.2小助手工作空間形式該小助手的工作空間形式主要有五個自由度的運(yùn)動和機(jī)械手爪的夾松運(yùn)動以及小助手的地面運(yùn)動。（1）、自由度一：機(jī)械手臂的水平運(yùn)動，如圖3.2所示圖3.2機(jī)械手臂的前后運(yùn)動電機(jī)輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到絲桿，再通過螺旋機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為工作臺的前后運(yùn)動。（2）、自由度二：機(jī)械手臂的垂直運(yùn)動，如圖3.3所示圖3.3機(jī)械手臂的上

6、下運(yùn)動電機(jī)輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到絲桿，再通過螺旋機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為水平前后運(yùn)動，最后經(jīng)連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械手的上下運(yùn)動。（3）、自由度三：機(jī)械手基座的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，如圖3.4所示圖3.4 機(jī)械手基座的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動電機(jī)輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到蝸桿，蝸桿與齒輪嚙合傳動，齒輪轉(zhuǎn)動帶動整個底座進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。（4）、自由度四：機(jī)械手臂的360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，如圖3.5所示圖3.5 機(jī)械手臂的360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動電機(jī)輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合傳動，大齒輪轉(zhuǎn)動帶動整個機(jī)械手進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 （5）、自由度五：機(jī)械手臂的上抬下俯運(yùn)動，如圖3.6所示 圖3.6 機(jī)械手臂的上抬

7、下俯運(yùn)動電機(jī)輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到小齒輪，最后通過相應(yīng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動來帶動整個機(jī)械手臂的抬高下俯運(yùn)動。（6）、機(jī)械手爪的夾緊與放松運(yùn)動，如圖3.7所示圖3.7機(jī)械手夾緊與放松運(yùn)動電機(jī)輸出動能，經(jīng)減速箱調(diào)節(jié)速度并傳遞到傳動軸，將桿件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過螺旋機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為手爪的夾緊或松開運(yùn)動。（7）、小助手地面運(yùn)動，如圖3.8所示圖3.8小助手地面運(yùn)動電機(jī)輸出動能，經(jīng)齒輪嚙合傳動將動力傳遞到小車的兩個后輪，進(jìn)而驅(qū)動后輪運(yùn)動，從而便帶動小助手在地面運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)空間全方位運(yùn)動。3.3.3小助手機(jī)械傳動方式（1）、機(jī)械手臂的水平運(yùn)動機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)手爪（7）、小助手地面運(yùn)動傳動方式為：控制信號電機(jī)齒輪機(jī)構(gòu)小車后輪

8、3.3.4小助手位移控制方式該小助手整體與各個控制器連接，并通過手柄遙控器發(fā)射信號，將控制信號傳輸相應(yīng)的接收器，再將具體信號輸送到電機(jī)。為了防止超出行程，各主要機(jī)械運(yùn)動構(gòu)件附近安裝有限位行程開關(guān)，以限制運(yùn)動的極限位置，同時也是運(yùn)動的起始位置；當(dāng)各運(yùn)動構(gòu)件運(yùn)動碰到兩邊的限位行程開關(guān)后，小助手將停止運(yùn)動。同時，機(jī)械手上的四個限位行程開關(guān)都與小車上的四個小燈相連，這不僅提供了美觀，而且控制線路提供了可視度。3.3.5小助手地面運(yùn)動控制方式小助手的地面運(yùn)動主要是由四輪小車來控制，通過手柄遙控器控制小車左右前后運(yùn)動，同時，由于小車的前輪由四桿機(jī)構(gòu)組成并通過伺服電機(jī)控制，這樣便能更好地增加了小助手的靈活性

9、。四輪小車與五自由度小助手的結(jié)合，給小助手增加了更多的功能，為小助手能更好地在空間進(jìn)行全方位的運(yùn)動，也為家庭提供更高質(zhì)量的服務(wù)4.創(chuàng)新整理小幫手機(jī)器人應(yīng)用與發(fā)展前景 多功能家居整理小助手的應(yīng)用前景非?？捎^，在行走方面，加上液壓裝置和攝像頭等感應(yīng)器它就可以越過一些障礙物，例如走樓梯等。在它的身體上再添加一些功能例如吸塵、加濕功能，這樣它就能更好的打掃衛(wèi)生并保持室內(nèi)濕度；再如嵌入程序加上感應(yīng)器后它可以做飯等等，充分地給予人們的生活提供了全方面的服務(wù)，像保姆一樣貼心，不僅減輕了人們做家務(wù)的負(fù)擔(dān)，而且可以給人們帶來輕松舒服的生活。5.總結(jié)在這次的創(chuàng)新創(chuàng)造組合中，我們經(jīng)過合理分工和努力，最后在規(guī)定的時間內(nèi)完成了老師交給我們的任務(wù)，使得小助手按要求進(jìn)行運(yùn)行。在經(jīng)過裝配小助手的組裝實(shí)踐活動，學(xué)習(xí)和理解了小助手的主要由兩個部分組成：傳動系統(tǒng)和控制反饋系統(tǒng)，這使得我們更加了解傳動部分和控制反饋系統(tǒng)之間的協(xié)作運(yùn)行，弄清楚了小助手動作的工作原理和順序，使得實(shí)踐與理論結(jié)合起來，鞏固了機(jī)械專業(yè)的理論知識