三维搬运机器人及其控制系统设计分析
三维搬运机器人及其控制系统设计分析
摘要：伴随社会进步、收入水平提高以及人工智能与机器人技术的成熟，人们开始追求更
高的生活品质，机器人的种类与数量在不断攀升。论文设计了一种适用于家庭的三维搬运机器
人，主要从结构组成与系统设计分析其完成任务的各部分的传动与程序原理。
关键词:三维搬运机器人;可折叠机械臂;结构;控制系统;智能家居;语音控制;
Abstract：With the social progress, the improvement of income level and the maturity of
artificial intelligence and robot technology, people begin to pursue a higher quality of life, and the type
and number of robots are on the rise. This paper designs a kind of three-dimensional handling robot
which is suitable for the family. It mainly analyzes the transmission and program principle of each part
to complete the task from the structure composition and system design.
1 引言
近年来，中国人口红利逐渐消失，人口老龄化、劳动力不足以及人力成本上升等原因，人
们对家政服务的需求提高，家政市场在扩大的同时，服务价格也在提升，导致对服务机器人需
求逐步增加。伴随着收入水平持续提高以及智能 AI 技术的成熟，人们也有意愿追求更高品质
的生活。机器人越来越频繁地出现在银行、机场、大型卖场、工程建设、餐厅等领域。
本文设计了一种日常生活帮助部分特殊人群完成平时难以完成工作的机器人，可以帮助使
用者完成危险工作，避免危险的发生。同时，可以提供更全面的帮助，可适用于更多领域。
2 机器人结构设计
2.1 机械臂结构设计
三维搬运机器人是自主设计的一款简单的专用于家庭搬运机器人，是由齿轮、杠杆、马
达、电池、履带、热塑性树脂等零件材料组装设计而成。该搬运机器人伸展最高为 180cm，最
低可收缩 60cm，单机械臂长度为 120cm，机械底盘高度为 40cm，升降台最高可至 20cm。
机械臂底部平台设置为不可逆的卡扣单向旋转保证机器精确旋转角度；平台上安装了垂直
旋转云台连接实时图传发射器，通过信号传输可在其他设备收到机器人实时图传；机械臂设计
为多段折叠关节结构机械臂的结构变化实现各高度下的物品抓取。
机械爪与机械臂连接部分设置大功率舵机使爪部整体为可翻转结构，机械爪下部设有图像
传感器用于判断夹取物体的大小及形状，传动使用单电机齿轮带动双齿轮对转，齿轮动杆配合
带动连杆完成夹取动作，爪内边缘设置有软胶贴片的限位开关，可保证对被抓取物品大小判断
出现偏差时进行及时改变夹取动作，不易在夹取物品时出现损坏。
2.2 伸降平台结构设计
外壳设置箱体盖，可用于检查或者更换内置零部件；履带外围设置外壳，则考虑到使用者
的安全性以及履带的防尘保护作用。马达则分别带动左右两边履带，令其可灵活转向行驶，而
左右两边马达则内焊一根连杆方可固定；将履带设置为机械手行驶运动轮，相较于普通车轮可
分担更多的压力，以及行驶更为稳定。
为保证三维搬运机器人在收缩状态下体积的最小化，且不影响其运行完成更高的任务，机
械臂下部设计安装升降台部分；升降台由可再升平台、前推杆、后推杆、连杆、马达组成。前
推杆、后推杆分别支撑平台的前后部分，由连杆将前推杆、后推杆固定连接，起到共同支撑的
作用。推杆水平部分具有小凹槽，将推杆置于推杆导槽中与马达卡扣固定。
2.3 外壳结构设计
摘要：
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三维搬运机器人及其控制系统设计分析 摘要：伴随社会进步、收入水平提高以及人工智能与机器人技术的成熟，人们开始追求更高的生活品质，机器人的种类与数量在不断攀升。论文设计了一种适用于家庭的三维搬运机器人，主要从结构组成与系统设计分析其完成任务的各部分的传动与程序原理。 关键词:三维搬运机器人;可折叠机械臂;结构;控制系统;智能家居;语音控制; Abstract：With the social progress, the improvement of income level and the maturity of artificial intelligence and robot techn...
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作者：闻远设计
分类：非标机械电气自动化
价格：2光币
属性：3 页
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时间：2023-03-29
