哈工大创新创业训练中期报告

编号：
哈尔滨工业大学
大学生创新创业训练计划项目中期检查报告
项目名称：多功能收作业机器人
申请级别：校级（国家级、校级、院系级）
执行时间：2013年4月至2013年10月
负责人：学号：
联系电话：电子邮箱：
院系及专业：机电学院工业工程专业
指导教师：职称：
联系电话：电子邮箱：
院系及专业：
哈尔滨工业大学本科生院
填表日期：2013 年 09 月 11 日
一、课题组成员：（包括项目负责人、按顺序）
二、指导教师意见：
三、专家组意见：
四、项目研究中期报告
1、项目简介
第六届全国大学生机械创新设计大赛的主题为“幻·梦课堂”，内容为“教室用设备和教具的设计与
制作”。

我们根据对日常课堂教学和学习情况的观察，和对未来若干年以后课堂教学环境和状态的设想，鉴于平常老师收取作业工作量大，以及考试收发试卷时监考教师注意力难以集中（在收发试卷的同时，需要监控考场秩序）的问题，设计制作了多功能收作业机器人（以下简称收作业机器人），实现收取作业或试卷和清点数目两大基本功能。

其中收取物品并搬运的功能是现代生产技术中的重要组成部分，被应用于生产生活中的各个领域。

清点数目功能参照复点机的工作原理，在现实生活中也已得到广泛应用。

本项目便是将这两部分巧妙组合起来，以实现自动收取作业、试卷及清点数目的功能，最终达到减轻教师工作量
的目的。

2、立项背景
搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。

最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。

搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。

搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。

搬运机器人被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。

部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。

搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。

它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。

复点机是一种高速、不拆捆的数钞机，它是应用真空负吸原理设计的。

工作时，机器接通电源，夹钞板自动打开。

机器处在待机状态。

当待数的钞票送入数钞位置，触动启动开关，夹钞机构把钞票送到数钞头旁，真空泵启动，机器开始数钞。

由真空系统形成的负压将一张钞票吸住，通过转盘的旋转将吸住的钞票掀拨过去，同时把负压信号送到微机系统进行数钞计数。

机器数完钞票后自动回到待机状态，液晶显示屏显示出本次数钞的结果。

3、项目实施方案
收作业机器人由行走机构、整理机构和计数机构三大部分组成（如
图）。

其中行走部分由底盘、电机、车轮、控制电路板、传感器等组
成。

车轮与电机相连，同电路板和传感器安装于底盘上。

由传感器检
测机器人位置，使其能够实现沿指定路线行走、在指定位置启动和停
止的功能。

整理机构由支架支撑于运动机构的上部，由盛放作业的平
台以及实现整理作业功能的机械结构组成。

计数机构置于盛放平台边
缘，其结构和原理类似于复点机，可是准确清点所收发作业的数目。

4、项目进展情况及初步成果
从项目开题至今，已经完成了收作业机器人的设计草图，并做出来三维模型，如下：
并完成了控制小车巡线运动的电控电路图，如下：
并且已经购买了制作收作业机器人所需要的零件及设备如下：
车轮电机套件、角铝电池、万用表、螺丝刀等工具、U转串、电烙铁等。

5、特色与创新
(1)收作业机器人利用巡线技术可以实现沿指定轨道运动，并准确定位的功能。

(2)车身设计成邮箱形状，在邮箱的入口里侧安置一对光电开关，当作业投进邮箱时遮挡开关，以此实现
计数功能。

(3)合理设计箱体的尺寸，可以实现作业比较整齐的摆放。

6、项目实施过程中的心得与体会
从本次创新创业活动开题至今，我们从中受益良多，尤其是是我们意识到了小组成员默契合作的重要性。

从项目之处的功能设定到后来的技术实现，在这个过程中每位小组成员充分发挥了我们的想象力和创造力，提出了各种实现的方案。

例如：我们小组预计制作的是一个多功能收作业机器人，它的功能之一便是
能够自动的清点所收作业的数目。

我们最开始的设计思路是将作业收取到一个平台上，再通过分离才能实现计数。

然而由于作业纸张比较软而且很薄，所以要想实现分离其实是比较困难的。

后来经过我们小组的共同讨论，我们发现仿照邮箱的设计来实现这一功能。

我们在邮箱的入口里侧安置一对光电开关，当同学将作业投进邮箱时遮挡开关便可以实现计数的功能。

同时我们再将箱体的尺寸合理设计，这样就可以使得收集上来的作业可以比较整齐的摆放在一起。

而这一切就是小组成员一起讨论的结果。

同时通过这次创新创业训练项目使我们更加熟练了各种制图软件的操作，提高了利用软件绘制图形、进行设计的能力。

7、经费使用情况。