輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),輪式,移動(dòng),挪動(dòng),提升,晉升,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì) 大 連 大 學(xué) 本科畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )開(kāi)題報(bào)告 論 文 題 目： 輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械 工程 學(xué)院 專 業(yè) 、班 級(jí)： 機(jī)英 141 學(xué) 生 姓 名： 劉鵬輝 指導(dǎo)教師（職稱） 張 立 （ 副教授 ） 2018 年 1 月 3 日 填 1 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告要求 開(kāi)題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng) 工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。 一、選題依據(jù) 1.論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題； 2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。 四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通 過(guò)分析、研 究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相 關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開(kāi)題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1.開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開(kāi)始后的前四周內(nèi)完成； 2.開(kāi)題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過(guò)； 3.開(kāi)題報(bào)告不合格或沒(méi)有做開(kāi)題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論 文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4.開(kāi)題報(bào)告通過(guò)后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5.開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫(xiě)在統(tǒng)一紙張 上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 2 一、選題依據(jù) 1、 研究領(lǐng)域 機(jī)械設(shè)計(jì) 2、 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 理論意義 ： 輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)廣泛用于倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸碼垛車間當(dāng)中，主要由底盤(pán)系統(tǒng) 做水平運(yùn)動(dòng)、提升機(jī)構(gòu)做垂直運(yùn)動(dòng)、機(jī)械手做抓取物體夾持物體運(yùn)動(dòng)。 對(duì)于物流行業(yè) ， 為了節(jié)約空間，現(xiàn)已采用立體化倉(cāng)庫(kù)，而這種倉(cāng)庫(kù)對(duì)于人的挑戰(zhàn)就是作業(yè)空間問(wèn)題， 操作人員在達(dá)到一定高度之后就不能自由工作，為提高效率，避免危險(xiǎn)，需要有這樣 的一套設(shè)備來(lái)填補(bǔ)這個(gè)領(lǐng) 域的空缺。 應(yīng)用價(jià)值 ： 其主要目的是提高作業(yè)效率和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，以提高作業(yè)的自動(dòng)化 程度。輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)屬于機(jī)械設(shè)計(jì)范疇，其機(jī)械部分主要由可移動(dòng)的底盤(pán) 小車、提升機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)械手組成，可實(shí)現(xiàn)貨物的抓取和堆放。 隨著現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 的快速發(fā)展 ， 使得整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)也 愈來(lái)重要 ， 該設(shè)計(jì)能夠有效地減少人工和提高工作 效率 ， 以適應(yīng)快速發(fā)展的新型行業(yè) 。 3、 目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì) 目前國(guó)內(nèi)的提升機(jī)構(gòu)主要分為三種： （ 1） 、鏈條提升機(jī)構(gòu)。這種提升方式只適用于高度比較低的堆垛機(jī)，因?yàn)殒湕l的 單價(jià)成本要比鋼絲繩單價(jià)成本高出好多 ，另外，鏈條在提升過(guò)程中會(huì)發(fā)出較大的聲響， 噪音大。所以一般堆垛機(jī)較高時(shí)很少采用。 （ 2） 、曳引式提升機(jī)構(gòu)。曳引式提升機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積小巧，傳動(dòng)電機(jī) 相比卷筒式要小許多，而且提升高度不受限制，但是堆垛機(jī)與電梯不同的是要水平行 走，所以配重裝置勢(shì)必會(huì)晃動(dòng)產(chǎn)生噪音 （ 3） 、卷筒式提升機(jī)構(gòu)。卷筒式提升機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)載貨臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)的常用機(jī)構(gòu)，一 般由卷筒、減速電機(jī)、鋼絲繩及滑輪組組成，其工作原理是：減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn) 纏繞鋼絲繩，再通過(guò)鋼絲繩和滑輪組提升重物。 由于三種提升機(jī)的組成部件；工作方式；機(jī)械結(jié)構(gòu)不同，所以應(yīng)用 于不同的工作 環(huán)境。根據(jù)具體的工作環(huán)境要求，從工作載荷、操作方式、驅(qū)動(dòng)方式、工作空間等方 面進(jìn)行分析選擇。 未來(lái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方向要以目前的不足作為參考 。那么結(jié)合現(xiàn)在的車輪底盤(pán)技術(shù)，未來(lái) 的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)將會(huì)采取這種結(jié)構(gòu) 。另一方面的發(fā)展方向就是要改進(jìn)傳統(tǒng)的控制方式，采 取新型的控制方法，例如 PLC 控制。使體統(tǒng)整體更加簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、準(zhǔn)確。 3 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題 （ 1）、 輪式可移動(dòng)小車設(shè)計(jì) （ 2）、 提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 3）、 抓取及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè) 計(jì) （ 4）、 座椅系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 5）、 用 Solidworks 軟件對(duì)抓取及夾緊系統(tǒng)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，并作爆炸視圖和動(dòng)畫(huà) 演示。 （ 6）、 繪制或者生成主要零部件的二維工程圖。 2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路） （ 1）、 抓取及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，夾緊力的計(jì)算 （ 2）、 提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 3）、 小車系統(tǒng)減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 4）、 利用 Solidworks 軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。 3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 在初步準(zhǔn)確完成所需要設(shè)計(jì)的項(xiàng)目并完善工程圖的情況下。使 輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu) 能夠完成移動(dòng)和提升 的功能，對(duì)崎嶇的路 面具有較好的適應(yīng)能力，并且配備機(jī)械手能 夠自動(dòng)完成抓取動(dòng)作，采用新型的控制方式。最終使得產(chǎn)品能夠得到社會(huì)廣泛認(rèn)可， 能夠投入市場(chǎng)進(jìn)行批量生產(chǎn)。 4 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 主要是搜集文獻(xiàn)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和書(shū)籍，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研并參觀現(xiàn)有研究成果，在老師 指導(dǎo)下開(kāi)展設(shè)計(jì)研究工作，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，力學(xué)計(jì)算，三維軟件等進(jìn)行仿真模擬。 本設(shè)計(jì)要求機(jī)械手能夾起的最大重量為 300N，被夾持的目標(biāo)物體應(yīng)多為圓柱形的，圓柱形 的最大直徑應(yīng)該控制在小于 200mm 之下。機(jī)械手在 非工作狀態(tài)下的速度可以達(dá)到 2m/min，而且 在工況時(shí)速度為 0.5m/min。 2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 第 1 周 了解題目研究的主要內(nèi)容和理論意義及應(yīng)用價(jià)值，查閱有關(guān)文獻(xiàn)。 第 2 周 查閱文獻(xiàn)、閱讀文獻(xiàn)，了解研究的內(nèi)容及實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線 第 3 周 撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述并完成開(kāi)題報(bào)告 第 4 周 修改開(kāi)題報(bào)告及文獻(xiàn)綜述準(zhǔn)備開(kāi)題答辯。 第 5 周 輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制設(shè)計(jì)草圖。 第 6 周 小車底盤(pán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減速器的設(shè)計(jì)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，繪制草圖 第 7 周 提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，繪制草圖。 第 8 周 抓取及夾緊 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及夾緊力的計(jì)算。 第 9 周 抓取及夾緊機(jī)構(gòu)的三維工程圖設(shè)計(jì) 第 10 周 座椅可調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 11 周 繪制座椅系統(tǒng)三維工程圖。 第 12 周 修改并完成總體裝配圖并生成 avi 爆炸視圖的視頻文件。 第 13 周 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14 周 提交論文、圖紙、查重報(bào)告，準(zhǔn)備答辯 5 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) 1 張碩生，余達(dá)太 . 輪式移動(dòng)機(jī)械手的優(yōu)化構(gòu)形 J. 北京科技大學(xué)學(xué)報(bào) .， 2000， 22(6) :565-568. 2 鄺先驗(yàn)，劉贛華，吳翠琴 . 輪式移動(dòng)機(jī)械手的控 制 J. 科技廣場(chǎng)， 2005 :97-98. 3 朱磊磊，陳軍 . 輪式移動(dòng)機(jī)器人研究綜述 J. 機(jī)床液壓 . 2009， 37（ 8） : 242-247. 4 李小明 . 輪式移動(dòng)機(jī)器人調(diào)速系統(tǒng)的控制研究 D. 蘭州交通大學(xué)， 2011. 5 盧宗慧，徐星蕾，盧泓翰，饒金海 . 堆垛機(jī)提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) J. 制造業(yè)自動(dòng)化 . 2011， 33(5): 129-130. 6 王笑竹 ,張健 .升降式立體車庫(kù)提升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) J.機(jī)械工程師 ,2017(04):25-27. 7 王與衛(wèi) . 礦井提升機(jī)直 流調(diào)速拖動(dòng)及其電控系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì) D.太原理工大學(xué) ,2007. 8 Xiang-Dong Chang,Yu-Xing Peng,Zhen-Cai Zhu,Xian-Sheng Gong,Zhang-Fa 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Experimental investigation of mechanical response and fracture failure behavior of wire rope with different given surface wearJ. Tribology International,2017. 9 K. Lochan,B.K. Roy,B. Subudhi. Robust tip trajectory synchronisation between assumed modes modelled two-link flexible manipulators using second-order PID terminal SMCJ. Robotics and Autonomous Systems,2017,97. 10 Z. Hendzel,. Rykaa. Modelling of Dynamics of a Wheeled Mobile Robot with Mecanum Wheels with the use of Lagrange Equations of the Second KindJ. International Journal of Applied Mechanics and Engineering,2017,22(1). 11 蔣玲玲 ,鄭喜貴 ,陳海濤 .某型堆垛機(jī)械手的液壓回路動(dòng)作改進(jìn)分析 J.機(jī)床與液 壓 ,2017,45(22):87-89+92. 12 李銘陽(yáng) , 連 若 綺 , 胡頔 , 唐彪 . 跳 躍 滾 動(dòng) 復(fù) 合 輪 式 移 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) J. 中 國(guó) 科 技 教 育 ,2017(06):26-27. 13 廖煒雋 . 基 于 圓 柱 坐 標(biāo) 型 碼 垛 機(jī) 械 手 控 制 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計(jì) J/OL. 輕 工 科 技 ,2017(12):37-382018-01-04.http:/ 14 張碧濤 ,何衛(wèi)鋒 .一種包裝堆垛機(jī)械手的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 J.包 裝工程 ,2017,38(07):142-145. 15涂繼鵬 ,劉祖國(guó) ,張大斌 .基于 ANSYS 的煙框提升機(jī)框架力學(xué)特性分析 J.貴州大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ),2017,34(02):32-34. 16岳志凱 .提升機(jī)主軸結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 J.機(jī)械管理開(kāi)發(fā) ,2017,32(11):29-30+58. 17張波 .提升機(jī)卷筒失效分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 J.機(jī)械管理開(kāi)發(fā) ,2017,32(11):25-26+49. 18鄭建生 ,楊衛(wèi) ,徐勝 .輪式機(jī)器人定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的姿態(tài)調(diào)整 J.電子器件 ,2017,40(01):158-161. 19王猛 ,靳伍銀 ,王安 .輪式機(jī)器人軌跡跟蹤控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控 制 ,2017,25(10):102-104+107. 20季彬銘 ,潘寶珠 ,王愛(ài)紅 ,許惟超 ,孫靜 .體感型智能輪式機(jī)器人設(shè)計(jì) J.科技創(chuàng)新與應(yīng) 用 ,2017(12):87. 6 附：文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 0 引言 輪式移動(dòng)提升機(jī)構(gòu)廣泛用于倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸碼垛車間當(dāng)中，其主要目的是提高作業(yè)效率 和減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，以提高作業(yè)的自動(dòng) 化程度。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì) 進(jìn)行了大量的研究，并取得了一些成果。分析了輪式移動(dòng)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀 ,對(duì)各類 輪式移動(dòng)機(jī)器人之間的關(guān)系作了初步探討。同時(shí)在提升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究方面，研究了 堆垛機(jī)提升機(jī)構(gòu)的種類 ,各機(jī)構(gòu)工作原理。本文在以上基礎(chǔ)上，各類輪式移動(dòng)機(jī)器人 的性能進(jìn)行了比較，展望了輪式移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展方向。進(jìn)一步介紹提升機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) , 各機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。 隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步 ,機(jī)器人在當(dāng)前生產(chǎn)生活中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 移動(dòng)機(jī)器人是研發(fā)較早的一種機(jī)器人 ,移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有輪式、履帶式、腿式、蛇行式、 跳躍 式和復(fù)合式 3。其中履帶式具有接地比壓小 ,在松軟的地面附著性能和通過(guò)性能好 , 爬樓梯、越障平穩(wěn)性高 ,良好的自復(fù)位能力等特點(diǎn)。但是履帶式移動(dòng)平臺(tái)的速度較慢、 功耗較大、轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)地面破壞程度大 3。腿式機(jī)器人雖能夠滿足某些特殊的性能要求 , 能適應(yīng)復(fù)雜的地形 ,但由于其結(jié)構(gòu)自由度太多、機(jī)構(gòu)復(fù)雜 ,導(dǎo)致難于控制、移動(dòng)速度慢、 功耗大。蛇行式和跳躍式雖然在某些方面 ,如復(fù)雜環(huán)境、特殊環(huán)境、機(jī)動(dòng)性等具有其獨(dú) 特的優(yōu)越性 ,但也存在一些致命的缺陷 ,如承載能力、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性等 3。相比之下 ,輪式 移動(dòng)機(jī)器人雖然具有運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性與路面的路況有 很大關(guān)系、在復(fù)雜地形如何實(shí)現(xiàn)精確 的軌跡控制等問(wèn)題 ,但是由于其具有自重輕、承載大、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)和控制相對(duì)方便、 行走速度快、機(jī)動(dòng)靈活、工作效率高等優(yōu)點(diǎn) 3,而被大量應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、反恐防爆、 家庭、空間探測(cè)等領(lǐng)域。起升機(jī)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)物料垂直升降，是任何起重機(jī)不可缺少的 部分，因而是起重機(jī)最主要、也是最基本的機(jī)構(gòu)。目前國(guó)內(nèi)的堆垛機(jī)使用鏈條提升、 鋼絲繩卷筒提升以及鋼絲繩曳引輪提升三種 5。 1 移動(dòng)機(jī)構(gòu)的國(guó)內(nèi) 發(fā)展概況探究 機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展從無(wú)到有，從低級(jí)到高級(jí)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷深入發(fā) 展。移動(dòng)式機(jī)器人特別是 自主式移動(dòng)機(jī)器人已成為機(jī)器人研究領(lǐng)域的中心之一。 移動(dòng)式機(jī)器人的未來(lái)是朝著智能化，情感化發(fā)展的，影響移動(dòng)式機(jī)器人發(fā)展的主 要因素有：導(dǎo)航與定位，多傳感器信息的融合，多機(jī)器人協(xié)調(diào)與控制策略等。 中國(guó) 與國(guó)外相比，目前還存在一定的差距，雖然掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控 制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件， 但可靠性低于國(guó)外產(chǎn)品；機(jī)器人應(yīng)用工程起步較晚，應(yīng)用領(lǐng)域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術(shù)與 7 國(guó)外比有差距。中國(guó)的智能機(jī)器人和特種機(jī)器人也取得了不少成果。但是在多傳感器 信息融合控制技術(shù)、 遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī) 械等的開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步。隨著社會(huì)文明程度的提高，對(duì)機(jī)器人的要求也會(huì)越 來(lái)越高。中國(guó)要做好充分的準(zhǔn)備迎接新的技術(shù)挑戰(zhàn)。 2 移動(dòng)機(jī)構(gòu)的國(guó)外 發(fā)展概況探究 美國(guó)國(guó)家科學(xué)委員會(huì)曾預(yù)言 : “ 20 世紀(jì)的核心武器是坦克 ,21 世紀(jì)的核心武 器是無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng) , 其中 2000 年以后遙控地面無(wú)人作戰(zhàn)系統(tǒng)將連續(xù)裝備部隊(duì) ,并 走向戰(zhàn)場(chǎng)” 。 為此 , 從 80 年代開(kāi)始 , 美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局 (DARPA) 專門(mén) 立項(xiàng) , 制定了地面天人作戰(zhàn)平臺(tái)的戰(zhàn)略計(jì)劃 10。 從此 , 在全世界掀開(kāi)了全面研究 室外移動(dòng)機(jī)器人的序幕 , 如 DARPA 的 “戰(zhàn)略計(jì)算機(jī)” 計(jì)劃中的自主地面車輛 (ALV) 計(jì)劃 (1983 1990) , 能源部制訂的為期 10 年的機(jī)器人和智能系統(tǒng)計(jì)劃 (RIPS) (1986 1995) , 以及后來(lái)的空間機(jī)器人計(jì)劃 日本通產(chǎn)省組織的極限環(huán)境下作業(yè)的 機(jī)器人計(jì)劃 歐洲尤里卡中的機(jī)器人計(jì)劃等。 初期的研究 , 主要從學(xué)術(shù)角度研究室外機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)和信息處理 , 并建 立實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證。 雖然由于 80 年代對(duì)機(jī)器人的智能行為期 望過(guò)高 , 導(dǎo)致室外 機(jī)器人的研究未達(dá)到預(yù)期的效果 , 但卻帶動(dòng)了相關(guān)技術(shù)的發(fā)展 , 為探討人類研制 智能機(jī)器人的途徑積累了經(jīng)驗(yàn) , 同時(shí) , 也推動(dòng)了其它國(guó)家對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的研究與 開(kāi)發(fā)。 進(jìn)入 90 年代 , 隨著技術(shù)的進(jìn)步 , 移動(dòng)機(jī)器人開(kāi)始在更現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上 , 開(kāi) 拓各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域 , 向?qū)嵱没M(jìn)軍 10。輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)具有運(yùn)動(dòng)速度快、能量利用率高、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便和能借鑒至今已很成熟的汽車技術(shù)等優(yōu)點(diǎn) 10。 3 提升機(jī)構(gòu)的分類及特點(diǎn)研究 1 鏈條提升機(jī)構(gòu) 5 鏈條提升機(jī)構(gòu)主要由提升電機(jī)（包括減速器 ）、傳動(dòng)鏈輪、傳動(dòng)鏈條、雙聯(lián)鏈輪、 提升鏈條和改向鏈輪組成。提升鏈條選用雙排滾子鏈，安全系數(shù)大于 5 ，它與載貨臺(tái) 和上下橫梁上的改向鏈輪組成一個(gè)封閉結(jié)構(gòu)。當(dāng)提升電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)鏈條驅(qū)動(dòng)雙聯(lián)鏈輪 旋轉(zhuǎn)時(shí)， 使提升鏈條運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)載貨臺(tái)（包括貨叉、貨物）升降。載貨臺(tái)主要 由型鋼、鋼板焊接而成，主要用于安裝貨叉和一些安全保護(hù)裝置。為了保證載貨臺(tái)平 穩(wěn)上下運(yùn)行，在它的每個(gè)側(cè)面裝有沿立柱的 4 個(gè)導(dǎo)向輪和 2 個(gè)頂輪。 相比鋼絲繩而言，采用鏈條提升方式的車庫(kù)在升降過(guò)程中穩(wěn)定性好很多，這主要 與鏈條與鋼絲繩的結(jié)構(gòu)不同有關(guān)。但是這種提升方 式只適用于高度比較低的堆垛機(jī)， 因?yàn)殒湕l的單價(jià)成本要比鋼絲繩單價(jià)成本高出好多，另外，鏈條在提升過(guò)程中會(huì)發(fā)出 較大的聲響，噪音大。所以一般堆垛機(jī)較高時(shí)很少采用。 8 2 曳引式提升機(jī)構(gòu) 5 曳引式提升機(jī)構(gòu)是當(dāng)今電梯業(yè)廣泛采用的提升方式，主要由曳引力裝置、曳引輪、 鋼絲繩、導(dǎo)向輪和反繩輪等構(gòu)件組成。曳引鋼絲繩一端連接載貨臺(tái)，另一端連接配重 裝置，載貨臺(tái)、配重裝置和荷載的重力使鋼絲繩壓緊在曳引輪繩槽內(nèi)產(chǎn)生足夠的摩擦 力驅(qū)動(dòng)重物沿導(dǎo)軌做上下運(yùn)動(dòng)。 曳引式提升機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)體積小巧，傳動(dòng)電機(jī)相比卷筒式要小許多，而 且提升高度 不受限制，但是堆垛機(jī)與電梯不同的是要水平行走，所以配重裝置勢(shì)必會(huì) 晃動(dòng)產(chǎn)生噪音，而且配重裝置需要設(shè)到立柱里面沿著立柱內(nèi)壁上下行走，維修和安裝 比較麻煩。 3 卷筒式提升機(jī)構(gòu) 5 卷筒式提升機(jī)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)載貨臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)的常用機(jī)構(gòu)，一般由卷筒、減速電機(jī)、鋼 絲繩及滑輪組組成，其工作原速電機(jī)驅(qū)動(dòng)卷筒旋轉(zhuǎn)纏繞鋼絲繩，再通過(guò)鋼絲繩和滑輪 組提升重物。 4 幾種機(jī)械手結(jié)構(gòu)比較 分析 隔軸 機(jī)械手的電機(jī)安裝于中心軸附近，采用同步帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的方式來(lái)驅(qū)動(dòng) 各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械手，該 機(jī)械手能大 地降低整機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。機(jī)械手 主要由大 臂、小臂、手方軸、轉(zhuǎn)軸、拾取器、 3 組電機(jī)、拉伸式電磁鐵、轉(zhuǎn)臂架等組 成，電機(jī) III 通過(guò)一對(duì)減速齒輪帶動(dòng) 臂旋轉(zhuǎn)，電機(jī) II 通過(guò)一級(jí)同步帶帶動(dòng)小臂旋轉(zhuǎn)， 電機(jī) I 通過(guò)一級(jí)同步帶帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸，再通過(guò)二級(jí)同步帶帶動(dòng)手方軸旋轉(zhuǎn)，拉伸式電磁 鐵帶動(dòng)手方軸上下運(yùn)動(dòng)，拾取器通過(guò)氣動(dòng)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)上下擺動(dòng) 14。 圓柱型四自由度碼垛機(jī)械手結(jié)構(gòu) 。結(jié)構(gòu)包括：末端執(zhí)行器，小臂，大臂，底座 。 其原理如下：底座通過(guò)氣缸伸縮實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)作用；大臂主要通過(guò)氣缸伸縮實(shí)現(xiàn)升降作用； 小臂的作用是實(shí)現(xiàn)前后伸縮；末端執(zhí)行是機(jī)械手抓取工作，主要是通過(guò)氣缸伸 縮實(shí)現(xiàn) 抓取 13。 堆垛機(jī)械手 通過(guò)檢測(cè)吸盤(pán)和平衡氣缸內(nèi)氣體壓力，能自動(dòng)識(shí)別機(jī)械手臂上有無(wú)載 荷，并經(jīng)氣動(dòng)邏輯控制回路自動(dòng)調(diào)整平衡氣缸內(nèi)的氣壓，達(dá)到自動(dòng)平衡的目的。工作 時(shí)，重物猶如懸浮在空中，可避免產(chǎn)品對(duì)接時(shí)的碰撞。在機(jī)械手臂的工作范圍內(nèi)，操 作人員可將其前后左右上下輕松移動(dòng)到任何位置，人員本身可輕松操作。同時(shí)，氣動(dòng) 回路還有防止誤操作掉物和失壓保護(hù)等連鎖保護(hù)功能。非常重要的一點(diǎn)是，氣動(dòng)平衡 吊整機(jī)無(wú)須電控系統(tǒng)，只需壓縮空氣和真空源（視工作情況）即可工作，非常方便 11。 5 總結(jié) 在移動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究發(fā)面 ，由于國(guó)內(nèi)外的發(fā)展時(shí)間與工業(yè)水平差距很大，所以 9 在一定程度上，國(guó)內(nèi)的發(fā)展水平距國(guó)外相差較大。其中主要體現(xiàn)在一下幾個(gè)發(fā)面： 1、 可靠性。我國(guó)產(chǎn)品的可靠性只停留在能夠基本滿足使用的狀態(tài)，而國(guó)外的可靠性要求 已經(jīng)達(dá)到了很高的標(biāo)準(zhǔn)； 2、應(yīng)用領(lǐng)域。因?yàn)槲覈?guó)起步較晚，所以一系列的系統(tǒng)化內(nèi) 容還不夠成熟，所以更沒(méi)有辦法去研究更寬闊的應(yīng)用領(lǐng)域。而國(guó)外的應(yīng)用范圍研究較 為成熟，甚至已經(jīng)應(yīng)用到軍事領(lǐng)域； 3、新型技術(shù)的應(yīng)用。這一點(diǎn)主要是針對(duì)于智能 化方面，傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)我們都能達(dá)到，但是在與其他技術(shù)相結(jié)合的程度不夠，導(dǎo)致 達(dá)不到自動(dòng)化，智能化 。 目前國(guó)內(nèi)的提升機(jī)構(gòu)主要分為三種： 1、鏈條提升機(jī)構(gòu) 2、曳引式提升機(jī)構(gòu) 3、卷 筒式提升機(jī)構(gòu)。由于三種提升機(jī)的組成部件；工作方式；機(jī)械結(jié)構(gòu)不同，所以應(yīng)用于 不同的工作環(huán)境。根據(jù)具體的工作環(huán)境要求，從工作載荷、操作方式、驅(qū)動(dòng)方式、工 作空間等方面進(jìn)行分析選擇。 幾種常見(jiàn)機(jī)械手的特點(diǎn)： 1、 隔軸機(jī)械手采用同步帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的方式來(lái)驅(qū) 動(dòng)各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械手，該機(jī)械手能大地降低整機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 2、 圓柱型四自由度碼垛機(jī)械手主要是通過(guò)氣缸伸縮實(shí)現(xiàn) 各種動(dòng)作。 3、 堆垛機(jī)械手通過(guò) 檢測(cè)吸盤(pán)和平衡氣缸內(nèi)氣體壓力，能自動(dòng)識(shí)別機(jī) 械手臂上有無(wú)載荷，并經(jīng)氣動(dòng)邏輯控 制回路自動(dòng)調(diào)整平衡氣缸內(nèi)的氣壓，達(dá)到自動(dòng)平衡的目的。