特種作業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)與相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文主要針對兩類特殊的機(jī)器人進(jìn)行研究。第一類是烹飪機(jī)器人，它以一種能夠普遍使用的、可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)烹飪不同菜肴的機(jī)器為目標(biāo)，既可以提高飲食質(zhì)量又可以實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)、還可以改善烹飪?nèi)藛T條件的自動(dòng)化機(jī)器；第二類是排水管道敷設(shè)光纜機(jī)器人，它以直徑200毫米到700毫米的地下污水管道為作業(yè)對象，研究如何在這些管道內(nèi)完成光纜敷設(shè)作業(yè)。具體研究內(nèi)容如下： 一、針對自動(dòng)烹飪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，主要分析機(jī)構(gòu)總體運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)、鍋具旋轉(zhuǎn)攪

2、拌菜肴、蓋鍋機(jī)構(gòu)和基本動(dòng)作流程等。具體的研究內(nèi)容主要包括： 機(jī)構(gòu)的總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)自動(dòng)烹飪機(jī)的功能要求，確定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括鍋具整體運(yùn)動(dòng)單元、機(jī)架單元、蓋鍋運(yùn)動(dòng)單元、送料動(dòng)作單元、中間出料動(dòng)作單元和爐具升降單元。 鍋具旋轉(zhuǎn)攪拌菜肴動(dòng)作分析對利用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的非均勻運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的慣性力實(shí)現(xiàn)菜肴的攪拌均勻的原理、實(shí)現(xiàn)方案、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析，確定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合適參數(shù)； 蓋鍋機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)蓋鍋機(jī)構(gòu)包括三個(gè)子動(dòng)作：鍋蓋動(dòng)作

3、、輔助工具升降和輔助工具旋轉(zhuǎn)。由于蓋鍋時(shí)鍋具運(yùn)動(dòng)的中心不固定，如何使得鍋蓋能夠既保證蓋鍋時(shí)鍋蓋較少限制鍋具運(yùn)動(dòng)，又使得鍋蓋重量最輕是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。這里采用鍋蓋與其動(dòng)作機(jī)構(gòu)分離的方案。重點(diǎn)對蓋鍋動(dòng)作的原理進(jìn)行分析，確定其合適的幾何參數(shù)； 中間出料機(jī)構(gòu)的分析利用鍋具動(dòng)作和中間出料機(jī)構(gòu)配合來實(shí)現(xiàn)中間出料動(dòng)作是設(shè)計(jì)的目標(biāo)；首先將物料從鍋中倒入油格，再將控過油的物料提升到鍋具上方，再回投放到鍋內(nèi)是研究分析的重點(diǎn)。利用齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)

4、，利用電磁鐵實(shí)現(xiàn)倒物料動(dòng)作，通過回位時(shí)結(jié)構(gòu)限位作用實(shí)現(xiàn)料斗的復(fù)位是機(jī)構(gòu)的動(dòng)作方案。 機(jī)構(gòu)基本動(dòng)作組合與炒菜流程分析將由電機(jī)實(shí)現(xiàn)的各個(gè)基本動(dòng)作進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)烹飪基本動(dòng)作，通過烹飪基本動(dòng)作的組合和相關(guān)參數(shù)調(diào)整，利用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)烹飪操作自動(dòng)化。 在對自動(dòng)烹飪機(jī)器人結(jié)構(gòu)及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的功能樣機(jī)，初步實(shí)驗(yàn)表明自動(dòng)烹飪機(jī)在少許人工輔助的條件下，可以實(shí)現(xiàn)多種菜肴的烹飪操作。 二、排水管線敷設(shè)光纜機(jī)器人對