机器谱

S082】多功能机械手传送带运输系统

图文展示3264(1)

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副标题

作品说明

作者:梁志成 唐东 陈麒光 吴伟刚

单位:内蒙古工业大学 机械学院

指导老师:武建新

1. 作品概述

      在实际生产中,生产线上的产品往往需要转运到仓储中心仓储,或者实现抽样检查等功能传统企业中的这些环节往往由大量工人完成,运输、抽检效率低,企业效益差。“多功能械手传送带运输系统”可以实现工厂生产线上的产品自动转运、自动抽检等多种功能,在产品生产的后期阶段提高了生产效率,有利于实现工厂生产自动化,更重要的是该机器人的实际生产运用会大大减轻劳动者的劳动强度,增强劳动者安全保障,进而给企业带来可观的经济效益。

      该机器人基于“探索者”机器人组件实现结构设计紧凑、合理,可以实现机械手和传送带多自由度的运动,并且安装了声控传感器、黑标传感器、触须传感器、红外避障传感器,可实现自动启动、自动寻线、自动检测产品所在位置、自动抓取并传送等功能。利用C语言为机器人编程,实现对机器人各动作的控制利用标准舵机和圆周舵机实现机器人各关节、各部件协调运动。

作品说明

多功能机械手传送带运输系统

2. 机器人设计

2.1 主体移动部件设计

      主体运动部件是以四轮前驱的小车实现的。底盘有俩个四杆机构通过一个电机驱动,通过一个连杆将两个四杆机构连接,该机构的主要功能是在机车运动到指定地点触发触须传感器,将轮子支起,实现机器人位置的固定,还可以减轻重物对车轮的压力。

2.2 机械手设计

      机械手的抓手是通过电机带动两个齿轮实现的,可以夹持大小形状各异的物体。

2.3 旋转升降运输带设计

      该装置可以实现运输带的旋转和升降,可以实现多自由度的运动。旋转机构是通过一个标准电机实现的,升降机构是通过一个四杆机构实现的传送带是通过一个电机带动两个传送轮以及俩根传送带实现的。

2.4 智能控制设计

      安装了声控传感器、黑标传感器、触须传感器、避障传感器。传感器连接方法如下图所示

2.4.1 黑标传感器

      小车前部安装了两个黑标传感器,输入黑标巡线程序,小车将沿着黑标行走。

2.4.2 触须传感器

      触须接触到障碍物后底盘支架将支起。

2.4.3 避障传感器

      遇到障碍物后机械手动作将物体夹持转动一定角度,传送带也转过一定角度,机械手松开,货物到达皮带上,皮带转动将物体运送到指定位置。

2.4.4 声控传感器

      传感器检测到声音后车轮开始运动。

2.4.5 舵机

      通过编程控制标准舵机转过合理的角度,控制圆周舵机以合理的速度运转。

3. 机器人设计图

3.1 实物图

3.2 三维建模图形

4. 程序设计

      该程序用于装有机械手、传送带装置的5个舵机以及一个红外避障传感器:

#include "config.h"

#include "lib_io.h"

#include "lib_arm.h"

int main(void)

{   int i;

Initial_ARM();

while (Input(1,1)==0)               

{

for (i=120;i<150;i++)

{

Servo(2,i);

Delay(20);

}

}

while(1)

{

while (Input(1,1)!=0)

{

for (i=20;i<50;i++)

{

Servo(2,i);

Delay(20);

}

for(i=100;i<120;i++)

{

Servo(3,i);

Delay(20);

}

for (i=110;i<111;i++)

{

Servo(1,i);

Delay(10);

}

for(i=120;i<150;i++)

{

Servo(2,i);

Delay(20);

}

for(i=111;i>0;i--)

{

Servo(1,i);

Delay (20);

}

for(i=110;i<180;i++)

{

Servo(3,i);

Delay(20);

}

for(i=0;i<20;i++)

{

Servo(4,i);

Delay(2);

}

for(i=50;i<60;i++)

{

Servo(5,i);

Delay(20);

}

Delay(3000);

Servo(5,76);

for(i=20;i>0;i--)

{

Servo(4,i);

Delay(2);

}

}

}

}


include "config.h"

#include "lib_io.h"

#include "lib_arm.h"

#define rignt   1-Input(1,1)

#define left   1-Input(4,1)

#define q   Input(3,1)

#define sheng Input(2,1)

int i;

void move_front(int l,int r,int zeng,int de)//机器人向前运动

{

  Servo(4,85+l+zeng);               

Servo(5,87-r-zeng);

Delay(de);                        //最小值是25

}

void stop_wait()                    //等待50毫秒   

{

int i;

for(i=0;i<10;i++)

{

Servo(3,8);

Servo(1,110);

Delay(5);

}

}

void xun_xian()                      //巡线程序

{

if(rignt==0)                       //右侧检测到黑线

{

  move_front(14,0,2,22);           //往右拐

  LedIn(1,1);

  LedIn(2,1);

  LedIn(3,0);

  LedIn(4,0);

  stop_wait();

}

else if(left==0)                  //左侧检测到黑线

{

  move_front(0,16,2,27);           //往左拐

  LedIn(1,0);

  LedIn(2,0);

  LedIn(3,1);

  LedIn(4,1);

  stop_wait();

}

else

{

  move_front(20,11,10,20);         //往前直走

  LedIn(1,2);

  LedIn(2,2);

  LedIn(3,2);

  LedIn(4,2);

  stop_wait();

}

}

int main(void)

{

int x,y;

Initial_ARM();

while (sheng==0);          //没有声音机器人一直等待;

while (sheng==1);

while(1)

{

while (q==0)

{

xun_xian();                             

}

while (q==1)

{

xun_xian();

for (x=60;x<75;x++)

{

Servo(6,x);

Delay(30);

}

Delay(10000);

for (x=75;x>30;x--)

{

Servo(6,x);

Delay(25);

}

}

}

}


该程序用于装有车轮四个圆周舵机和一个支架用标准舵机以及两个黑标传感器、一个触须传感器、一个声控传感器:

5. 机器人动作实现过程

      车身整体实现寻黑标行走,当触须传感器检测到障碍物后,底盘的四杆机构会将车身支起该动作延时十秒。在这十秒内车上的机械手通过红外传感器检测到物体时,会将手收合夹住物体,然后转过一定角度与此同时传送带也会转过一定角度,这时手和传送带起始端正好位于同一垂直位置,紧接着机械手的手松开将物体放到传送带上,手收回,传送带转回原位置,然后传送带利用一个机构升起一定角度,传送带滚轮开始转动,将物体传送到指定位置,传送装置整体放下,恢复原位。车底盘支架收回,小车继续行走。

6. 项目总结

      本项目设计的机器人是“多功能机械手传送带运输系统”基于ARM7的嵌入式运动控制系统集成了计算机技术、ARM技术、运动控制芯片技术、嵌入式操作系统技术等技术为一体的技术含量高的控制系统。控制单元具有低功耗、高性能等优点,也便于以后机器人功能的扩展,同时嵌入式作系统具有良好的实时性,可实现多任务的调度,这使机器人运动具有良好的实时性可靠性及抗干扰性。

项目设计的创新点:将仿生学原理和嵌入式技术应用到机器人的研究之中,使机器人硬件结构简单化,并对以后的功能扩展提供了理论基础这为研究其他类型的机器人提供了新的研究思路。探索者开放了包括控制器和9种传感器在内的所有电子部件 I/O 接口,并提供所有电子元件电路图,供用户学习使用,可进行单片机、传感器、数字/模拟电路等课程的各种实验极大方便了有二次开发需求的用户。

在创作过程中,我们遇到了很多问题,在老师同学的帮助下以及小组成员的共同努力下都一一解决,增强了我们的动手能力以及创新能力。我们设计的“多功能机械手传送带运输系统”实现了货物传送的改良,进一步实现了流水线生产的自动化程度。

* 本项目未获得作者开源授权,无法提供资料下载

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