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四自由度(SCAR)分拣机器人结构本体设计
发布时间:2018-09-27 点击: 发布:中国论文期刊网

1、选题目的和意义

   分拣作业是大多数流水生产线上的一个重要环节。基于机器视觉的机器人分拣与人工分拣作业相比,不但高效、准确,而且在质量保障、卫生保障等方面有着人工作业无法替代的优势;与传统的机械分拣作业相比,机器人分拣有适应范围广、随时能变换作业对象和变换分拣工序的优势。日本以及欧美一些发达国家,在机械、食品、医药、化妆品等生产领域应用机器人分拣已经相当普及,而我国目前真正付诸实施的机器人分拣系统还几乎是空白,因此,根据目前我国的市场需求状况和相关技术基础,研究、开发和应用机器人分拣技术有着十分重要的意义。

2、国内外研究现状综述

    随着各国经济结构的不断变化,各行各业的销售重心都在发生着巨大的转变,机器人技术的研究企业也不例外。

(1)国外研究现状

  世界上第一台机器人于1954年在美国诞生,虽然它只是台实验的样机,然而它体现了了现代工业机器人的主要特征。随后机器人便以强大的生命力迅速发展。20世纪70年代,机器人进入工业生产的实用化时代。到80年代,机器人进入普及时代,汽车、电子等行业开始大量使用机器人,推动了机器人产业的发展。机器人的研究开发,无论就水平和规模而言都得到迅速发展,高性能的机器人所占比例将不断增加。在自动分拣机器人国外起步较早。美国ESM公司及Sortex公司分别于20世纪30年代及40年代研制了一种光电分选机,主要应用于农副产品分选、金属分选、和矿石分选等。日本佐竹公司于1979年首次推出这种产品,且目前生产的GS系列大米分选性能优越,技术指标稳定,得到广泛应用。
哥伦比亚大学的P.Allen,A.Timcenko等人研制的抓取小火车的pum560机器人。研究人员为Puma560机器人配备了视觉能力,并采用立体视觉定位玩具火车,并从连续图像序列中分析出火车的运动特征,使得它能够抓取运动中的玩具小火车。
  德国的S+S公司研制的自动分拣机使用高频检测线圈、激光射线技术、高速线扫描摄像机等技术能够识别物料中杂质的忠烈并对其定位。当杂质检出时,使用不同的快速反应机械或气动剔除设备来分离杂质。在过程和监控中,采用先进的双通道数字信号处理器。
该机械臂采用步进减速电机做驱动器件,对机械臂的运动控制也就是对步进减速电机的分布式控制。它可以采用开环和闭环的方式。闭环控制可以使机械臂的运动和输入的指令期望的运动参数尽可能的吻合,但是控制部分和机械部分的结构相对复杂。开环控制方式就比较简单,而且在满足电机不失步的情况卜,电机的定位精度很高因此机械臂的驱动控制可以采用开环控制。

总结

机器人的结构设计对整个控制系统的性能有很大的影响,因此其结构的合理与精心设计是整个控制系统实现的关键之一。在结构的具体设计中,还要考虑各部分的弹性变形、摩擦、问隙和传动误差等问题。本文设计的机械臂机构简单,较容易控制。可以应用在机器人控制试验和教学等领域;加上合适的机械手爪还可以组成简单的装配的机械臂。如果在系统中加装反馈装置,还可以组成控制精度更高、系统更稳定的闭环机器人控制系统。基于成本及精度等的考虑可选择电位器实现位置的反馈“

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