无线遥控搬运机器人的设计与制作
无线遥控机器人的结构和功能
无线遥控机器人主要是代替人实现对货物的堆放,堆放过程中要实现对货物的夹取、运输、摆放三个步骤。图1所示为模拟工作环境及货物尺寸的虚拟建模。无线遥控机器人的结构设计共有这几部分组成:行进采用车轮滚动实现、结构框架、移动机械工作台、机械手。
传动机构采用电机驱动,整体包括5个减速电机。两电机提供机器人行进动力,一个实现工作台的水平移动,一个实现机械手的上下平动,一个为机械手的夹取提供动力。
三维建模、运动受力仿真
基于SolidWorks强大的三维建模功能、ADAMS精确的虚拟仿真技术,采用SolidWorks软件建立机器人的虚拟机构模型,并导入ADAMS软件中进行运动受力仿真分析。
丝杆螺母机构、滑轮导轨起重结构:SolidWorks 建立丝杆螺母机构模型,并另存为parasolid(*.x_t)文件,以便导入ADAMS中运动仿真分析。
滑轨采用直线导轨,配合滑轮的起重支撑作用,再由电机提供动力,实现整个机械手的升降。
实物模型制作中遇到的问题及其解决办法
主要原因如下:加工精度达不到要求、理论设计过程中摩擦因素考虑不全面、电机输出扭矩达不到预想的要求。
1、电机的选用
无线遥控搬运机器人采用12V直流电源,电机均采用额定电压12V、额定电流1.5A的减速电机,型号为ZGA37RG14.78i-3500、ZGA37RG40i-5000等。考虑到电机的自锁功能,在机械手的升降过程中,可以实现机械手的空间定位。
2、机械手机构的设计
初次设计机械手模型为铰链四杆滑块机构,最终采用滑轨收缩原理,为了防止机械手夹取时因过度夹紧而给货物太大压力,在滑轨收缩处添加弹簧以抵制缓冲压力。
3、起重机构
为实现货物的高度堆放,机械手必须能有一定的升降高度,此处采用卷扬机原理,导轨联合滑轮实现机械手的升降。
模型的制作及调试
模型制作完毕后,经过一系列的测试及调试,预期的功能得到了实现,证明之前三维建模以及仿真分析的结果是正确的。