毕业设计（论文）开题报告-电子垃圾回收利用的高速分拣机械手

若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 中国矿业 大学 毕业设计（论文）开题报告 课 题 名 称：电子垃圾回收利用的高速分拣机械手 学 生 姓 名： 孙世浩 学号： 03121014 指 导 教 师 职称： 所 在 学 院： 机电学院 专 业 名 称： 机械设计制造及自动化 中国 矿业大学 2016 年 3 月 3 日 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 说 明 1根据中国矿业 大学 毕业设计 (论文 )管理规定 ，学生必须撰写 毕业设计（论文）开题报告 ，由指导教师签署意见、教研室审查，学院教学院长批准后实施。 2 开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材 料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5. 课题类型填：工程设计类；理论研究类；应用（实验）研究类；软件设计类；其它。 6、课题来源填：教师科研；社会生产实践；教学；其它 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 课题 名称 电子垃圾回收利用的高速分拣机械手 课题来源 社会生产实践 课题类型 机械设计 选题的背景及意义 原来电子垃圾的回收利用基本是靠化学分解得到有用的部分，未进行系统有效的分类这样做不仅浪费化学药品，还浪费了电子垃圾大部分有用的部分，所以现在电子垃圾的回收利用需要系统的分类，而这系统的分类极大消耗人力，随着如今人 力成本的增加，应运而生的是利用机械手完成简单而枯燥的分拣动作。而此次所设计的电子垃圾的回收利用高速分拣机械手就是完成这种简单而枯燥的动作。不仅节约了人力成本节约了化学药品的成本，而且大大提高了效率。 研究内容拟解决的主要问题 主要做的是电子垃圾的识别，抓取，松放和分类。不同的电子垃圾有不同的形状，也就决定了有不同的爪头。比如抓取电池的爪，比较宽、深度比较浅，而抓取喇叭的爪头可以做成有磁性的，抓取电子垃圾中的芯片可以用吸盘的方法。 而电子垃圾的识别是利用摄影成像的方法确定不同的爪头抓取不同 的垃圾，其中需要位移传感器测量抓取物与爪头之间的距离，水平方向和竖直方向，而电子垃圾是放在皮带机上的，所以需要无间隙传输数据，就是实时传输数据，以确保抓取的准确性。松放的时候同样需要利用位移传感器测定抓取物和分类箱之间的距离。对于一般爪头，抓取和松放是利用气压缸的伸缩带动连杆机构完成相应动作。对于吸盘式爪头只需要吸盘上下移动接触吸取物即可，所以可以是气压缸，液压缸，丝杠螺母，齿轮齿条。这里我使用的是气压缸因为希望做成可以更换爪头的通用的机械手臂。 而爪头的上下移动和水平方向的前后左右移动设计成齿轮齿 条的方式，好处是便于保修上油，经久耐用，动作稳定。缺点是噪音较大动作不够迅速。但是此种方法足以满足高速分拣的要求。 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 研究方法技术路线 据实际工业情况，对所设计的机械手进行模拟仿真，设计出满足需求的分拣机械手。首先机架整体是一个长方体型，皮带机在长方体的下方通过，机架的顶梁上是水平方向上的齿条，齿面向上，齿轮在齿条上方 ,由步进电机或伺服电机直接驱动，通过联轴器连接。齿轮轴两端有高速轴承，轴承与下方的连杆相配合，这根连杆与水平方向前后放置的齿条相连，并设有加强刚度的连杆，下图中没有画出。而这根齿条的上方仍然有 一齿轮，此齿轮直接由步进电机或伺服电机直接驱动 ， 通过联轴器间接 。如下图所示红色为滚子，蓝色轴承。这根前后放置齿条的长度大于机架宽度的长度，齿轮轴两端有高速轴承，轴承与下方的连杆相配合 ，连杆下方连着两个气压缸，高点的气压缸控制爪上下的移动，低点的气压缸控制爪的抓取和松放。 如上图，整个机架是由三角铁通过螺栓螺母的配合铰接而成，机架的四个脚是由四个圆盘支撑，圆盘和三角铁的连接是插入试，并通过螺栓螺母铰接。 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 研究的总体安排和进度计划 上图为爪部的简图，设计要求是设计成四爪的，通过气压缸活塞的上下移动，驱动连杆的移动，再通过平行四边形机构保持爪头的平行动作。 设计的安排有： 1、按照 50g,50*50*50形的抓取物的重量尺寸计算合适的爪的重量和尺寸，以及相应的气压缸 的选型计算及气压阀的选型，在计算选型水平方向前后放置的齿轮齿条合适的型号，根据重量和负载，磨损计算得出相应电机的功率，选出合适的电机型号。最后通过总重量计算数据，选择合适的水平方向左右放置的齿轮和齿条，在计算选择与之对应的电机功率和型号。 2、机架总体高度为 2m，宽度为 1m，长度为 1m，水平方向左右放置的齿条为 1m，水平方向前后放置的齿条为 2m，前后各多出 照以计算出的数据，画出装配图（用三视图描述），用 纸张大小。包含所有机构及机架。 3、画出气压系统图，包含使用的气压阀及其他气压元件，要求 使用 4、画出电控系统图，包括单片机、控制开关、显示屏、显示灯、电源、电机、电磁阀等电子元件以及相关驱动电路，要求使用 纸张大小。 5、写出相应的单片机程序：模式 1，写出模拟工作时的运行程序，要求使用汇编语言，写出模拟皮带机上几个点的抓取，在移动到收纳箱上方，以及爪松放等相关动作的模拟程序。 模式 2，写出手动控制机械手臂的控制程序，电机速度上的要求分为三挡：高速移动，快速移动，微调移动，分为三种小模式由三个按键控制。还要设置分别控制爪的前后左右上下移动以及抓取和松放的八个按键，前后移 动，上下移动，左右移动三组键位互不冲突，可以同时完成相应动作，例如向前运动时，既可以上下移动，也可以左右移动。抓取和松放只有等前后左右上下移动完成以后才可以施行相应动作，也就是说当爪移动