机械毕业设计1503校园垃圾拾捡机构行走机构设计说明书

本科毕业论文（设计）题目：校园垃圾拾捡机构行走机构设计

学院：工学院

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指导教师：称：副教授

二0一四年五月

摘要

校园垃圾拾捡机构是为了保持校园环境清洁而设计的一种由抓取机构固定在行走机构上构成的一类的小车机器人的专门工作机构。

校园垃圾拾捡机构是一辆采用直流伺服电机驱动的四轮平面移动小车，该机构采用前轮转向后轮驱动，车上装有摄像头，超声波传感器和碰撞传感器等，用以控制校园垃圾拾捡机构行走机构而躲避障碍物，通过识别废纸、果皮、塑料等垃圾通过控制抓取机构拾捡垃圾放置于垃圾箱内。

关键词: 行走机构；校园垃圾拾捡机构；机器人

Abstract

Picking up trash on campus is a special body of a mechanism in order to keep the school environment clean and designed by grasping mechanism fixed on the running gear consisting of a class of car robot.

Picking up trash on campus is an organization driven by DC servo motors to move four flat cars, the agency uses rear-wheel drive front-wheel steering, the car is equipped with cameras, ultrasonic sensors and collision sensors, picking up trash on campus organizations to control travel agencies and avoid obstacles by identifying waste paper, peel, plastic and other garbage picking up garbage placed in the trash by controlling the grasping mechanism.

Keywords:Walking agencies;Campus garbage pick up agencies; robot

目录

1 绪论 .............................................................. - 4 -

1.1移动机器人概述 (4)

1.2课题研究意义 (4)

2 校园垃圾拾捡机构总原理 ............................................ - 5 -

3 校园垃圾拾捡机构行走机构设计与计算 ................................ - 6 -

3.1行走机构的工作原理 (6)

3.2方案设计 (7)

3.3电动机选型 (8)

3.4设计链传动 (9)

3.5链轮的设计及计算 (11)

3.6轴的设计及计算 (12)

3.7机架支脚端盖设计 (16)

3.8轴承选择 (16)

3.9联轴器的选择 (17)

3.10减速器的选择 (17)

3.11转向梯形设计键的选用与校核 (17)

3.12键的选用与校核 (21)

3.13纹紧固件选型 (21)

3.14防松装置 (22)

3.15密封件选择 (22)

3.16一些标准零件一览表............................................ - 23 -

4 总结 .............................................................. - 24 - 参考文献 ............................................................ - 24 - 致谢 ............................................................. - 26 -

1 绪论

1.1 移动机器人概述

校园捡拾垃圾移动机器人是用智能化控制技术，在校园环境下机器人系统的自主运动、规划和控制机构的执行。平台小车的移动用来扩展抓取机构的工作空间，使机抓取机构能以更合适的姿态抓取垃圾，同时校园捡拾垃圾移动机器人中的抓取机构的加入也极大提高了移动机器人的性能。

1.2 课题研究意义

把校园捡拾垃圾移动机器人抓取机构安装在移动平台上，这种把抓取机构安装在行走机构的移动平台上的方法使抓取机构拥有很大的操作工作空间。并同时小车具有移动和操作功能，这样使它好于一般的机器人和传统机械手。因此，研究这类机构的控制问题有十分重要的理论价值和实践意义。

2 校园垃圾拾捡机构总原理

2.1 机构总原理图

图2.1 机构总原理

2.2 捡拾垃圾机构的操控过程

校园捡拾垃圾机构工作时，启动遥控控制按钮，点动小车的开关按钮，把电源接通，校园捡拾垃圾机构行至校园内的工作区域，启动小车操作自动化控制按钮，这时机器进入自主运动运动状态。

校园捡拾垃圾机构通过视觉传感器摄像头传达垃圾所在位置：当在抓取机构所能抓取的范围内没有发现有垃圾时，小车后轮驱动电机启动小车向前行进，寻找垃圾，直至发现在其范围内发现垃圾时，驱动电机关闭小车停止移动，然后启动抓取机构控制系统，抓取机构通过传感器调整抓取机构位置使爪子对准垃圾，爪子闭合抓取垃圾，机械手随转台向垃圾箱方向转动，转到垃圾箱上方触碰到一行程开关，将垃圾放入垃圾箱内，随后机械手随转台转回到自由初始状态。小车继续行进寻找垃圾目标。

校园捡拾垃圾机构在工作过程中，通过周围装有的传感器发现有障碍物时，转向电机启动，控制机构转向，避开障碍物。