喷洒机器人的设计含sw三维图+二维+说明书

喷洒机器人的设计

摘要

本文设计一种喷洒机器人，该机器人通过底座固定在小车架体上，其中底盘能够实现360度旋转，旋转机构主要是通过齿轮啮合减速并旋转，通过电机抱闸锁定旋转位置。机械臂的折叠通过拉杆实现，拉杆的强度相对较高通过铸铁加工成本较低，经济性较好。驱动系统由车轮、支架、减速器等主要部分构成。减速机选用蜗轮蜗杆一级减速机，蜗轮蜗杆能够实现自锁。行进到位置后停止转动，蜗轮蜗杆减速机输出轴通过联轴器连接车轮，车轮即停止转动实现自锁。该驱动系统采用双前驱的结构形式，前端两个轮子分别采用电机单独驱动，同时正转即是前进、同时反转即是后退，一正一反转动可实现左右转弯。通过对各机构进行分析计算校核，并对喷洒机器人进行SW三维建模，并输出二维CAD图纸。文中还对控制系统各模块做了简单阐述。
关键词：喷洒机器人，行走机构，旋转，折叠

Design of spray robot

ABSTRACT

In this paper, a spray robot is designed. The robot is fixed on the trolley frame through the base, in which the chassis can achieve 360 degree rotation. The rotating mechanism mainly decelerates and rotates through gear mesh, and locks the rotating position through the motor brake. The folding of the mechanical arm is realized by the pull rod, the strength of the pull rod is relatively high, the processing cost of the cast iron is low, and the economy is good. The driving system consists of wheel, bracket, reducer and other main parts. The first stage reducer of worm and worm is selected for the reducer, and the worm and worm can realize self-locking. The output shaft of the worm gear reducer is connected with the wheel through the coupling, and the wheel stops rotating to realize self-locking. The driving system adopts the structure of double front drives. The front two wheels are separately driven by motors. At the same time, forward rotation means forward, while reverse rotation means backward. One forward and one reverse rotation can realize left and right turns. Through the analysis, calculation and verification of each mechanism, and the SW 3D modeling of the spray robot, and output 2D CAD drawings. In addition, the modules of the control system are briefly described.

KEY WORDS: Spray robot, walking mechanism, rotation, folding
目录

前言1
第1章绪论2
1.1研究背景2
1.2国内外研究现状2
1.3发展前景3
第2章喷洒机器人总体方案设计4
2.1机器人组成结构4
2.2机器人整体结构图5
2.3关于材料的选用6
第3章喷洒机器人驱动系统设计7
3.1驱动结构设计7
3.2蜗轮蜗杆减速机传动比的确定8
3.2.1各轴功率计算8
3.2.2各轴转速的计算8
3.2.3各轴输入扭矩的计算8
3.3蜗轮蜗杆的设计9
3.3.1关于蜗轮蜗杆齿数的确定9
3.3.2验算车轮的速度9
3.3.3减速机构传动中心距计算9
3.4蜗轮轴的设计11
3.4.1轴的材料选择11
3.4.2轴径的初步计算11
3.5滚动轴承的校核12
3.6键联接的强度校核12
3.7蜗杆轴输入端联轴器的选择13
第4章喷洒臂及其旋转机构设计14
4.1喷洒臂整体方案的确定14
4.2喷洒臂旋转机构设计16
4.2.1选定齿轮类型﹑精度等级﹑材料及齿数16
4.2.2按齿面接触疲劳强度计算17
4.3喷洒臂折叠设计19
5控制系统的设计21
5.1可编程控制器(PLC)的简介及选择21
5.2变频器的介绍及选型21
5.3控制电路设计21
5.4蓄电池的选用22
5.5行走避障原理22
5.6防撞电路23
6基于SolidWorks的三维建模24
6.1 SolidWorks软件简介24
6.2 SolidWorks实体造型24
结论24
谢辞27
参考文献28

前言

本文主要研究喷洒机器人的机械结构，目的是设计一种能够服务于公园、农业种植等喷洒农药环境下的小型喷洒机器人。通过喷洒机器人的使用能够代替人工作业，实现自动化喷洒。当前人工成本逐年提高，且纯人工作业效率低，如果能够通过机器人代替人工作业，势必会减少恶劣工作环境下人工紧张的局面。目前各种环境下的机器人层出不穷，但是关于喷洒作业的机器人研究还是相对较少，通过查阅文献资料，总结机器人、喷洒等专业方向知识，设计一款适合小型喷洒的机器人。目前生产制造的主要发展方向就是智能制造,即我们所说的工业4.0时代，智能制造的核心内容就是工业机器人。使用工业机器人可以有效提高工作效率，减少人工作业的强度、降低生产成本。随着国内工业机器人的普遍应用，工业机器人集群协作模式对控制中心的运算、协调能力提出了更高的要求。工业机器人云服务平台，是由前列的信息技术、计算机技术及新兴云计算、联网等技术融会贯通的产物，是一种源于互联网的、指向工业机器人的服务框架产物。机器人云服务平台通过云计算在内的当代信息技术前沿理念，在普遍的网络资源环境下，协助机器人卸载运算计量的工作，使控制中心的运算能力大大提高，将产品打造成高附加值、低成本和全机球化制造的服务。

第1章绪论

1.1研究背景
早期的机器人主要以模仿人手的动作，进行简单的抓取零件的作业，定位精度也不是十分准确，只能简单地实现抓取。随着我国步入改革开放，一直到近期的不断发展。机器人也从原先的非常简早期的机器人主要以模仿人手的动作，进行简单的抓取零件的作业，定位精度也不是十分准确，只能简单地实现抓取。随着我国步入改革开放，一直到近期的不断发展。机器人也从原先的非常简单的发展到现在复杂的机器人。现在应用在汽车行业，发动机装配机器人，其定位精度已经可达0.05毫米，其结构是六轴机器人，每个关节都采用非常精准的私服电机实现准确定位，定位后又通过位置信息反馈进行二次确认。针对现在国家的工业自动化发展趋势，高精密机器人主要应用在汽车行业，电子行业等比较精密的行业。其中电子行业的机器人种类最多，从简单的两轴、三轴、一直到六轴、七轴的机器人应有具有。机器人的快速发展也得益于PLC编程程序的进步。机器人每个零件的加工精度必须保证在IT5级左右，只有这样加工出来的机器人才能保证定位准确,PLC和机械加工是机器人的关键构成部分。

1.2国内外研究现状
2012年亚马逊公司通过自动化物流提供商Kiva花重金买下了机器人仓储业务后，通过机器人来对仓库的货物配货和盘点等工作。当今亚马逊公司的几十个仓库里，努力工作的Kiva机器人超过15000个。正因如此，亚马逊成为全世界最有效率的仓库。亚马逊把仓库分割成两大部分：一部分是员工只用在特定的位置对货物进行盘点和配货。另一部分是Kiva机器人将货物分拣到员工身边。GreyOrange的主要自动化工业机器人推出了三种：一种是用于包裹的分析和快速分拣的机器人系统Sorter,第二种是高速动态的尺寸维度称重系统Profiler,第三种是用于存储和检查的机器人Butler。他们可以对要派发的用户