快餐自动买取机械系统设计【含CAD高清图纸和说明书】
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快餐自动买取机械系统设计1绪论1.1本课题的提出和研究意义在快餐配送体系中，以前的人工操作已经不能满足现代社会高效率、低成本生产方式的要求。随着相关学科的发展及各种先进技术的应用，快餐自动买取机械系统的研究与开发越来越受到广泛的重视，机械自动化已经成为先进制造业不可缺少的自动化体系，研究开发的快餐自动买取机械系统得到了广泛的应用，利用快餐自动买取机械系统进行工作可以实现典型的配送工序,如抓取,插入和传送等动作。快餐自动买取机械系统具有机构合理，性能完善等优点，必将加速产品化的进程；改善工人的劳动环境，降低工人的劳动强度；大大提高劳动生产率。这将意味着食品配送工作的生产自动化的开始，开辟了食品配送贩卖应用的新领域。.1.2目前研究的概况和发展趋势国外快餐自动买取机械系统的发展状况及趋势目前，自动贩卖机在各国销售的商品种类繁多。一架自动贩卖机可带來的利润，少则是成本的十几倍，多則可高达好几百倍，所以千完別小看一台小小的机器。日本自动贩卖机的数量全球排名第1，若以人口比例计算，平均每20人便有1台自动贩卖机。此外，要数种类繁多，也非日本莫数，包括米、雨伞、卫生纸、鸡蛋及盆栽植物等，都可透过机器交易。在东京街头，因为手机普及，已不太容易找到公共电话亭，但是每三、五步路，路旁就一定有自动贩卖机，似乎现代日本人没有自贩机就活不下去。 日本自动贩卖机工业惠说，到去年十二月止，日本全国自动贩卖机共四百廿七万四千二百台，比前一年稍微减少，主要是廿四小时便利超商增加之故。不过自贩机在九年代以后成了日本人生活的一部份，却是不争的事实。 日本街头的自动贩卖机，大多贩卖一些清凉饮料，冬天则改卖热腾腾的咖啡，等于是在外面跑业务的上班族不可或缺的加油站。但是随着日新月异的技术开发，日本开始出现一些令人眼睛一亮的自动贩卖机。 除了生鱼片寿司在自动贩卖机贩售，是业界最大的创新产品外，东京电器街秋叶原最近出现的黑轮（关东煮）自动贩卖机，现在也成了日本热门的消费话题。 吃黑轮是日本饮食文化的一环，因为相当普及，连便利超商都贩卖，冬夜里在回家的路上，捧着热腾腾的黑轮边走边吃，是日本人最快意的享受。现在，黑轮居然可以在自贩机上买到。 设置黑轮贩售机的秋叶原一家商店老板说，最早只是看大家喜欢黑轮，他突发奇想：如果把黑轮装进罐头里，然后放到自贩机上卖，不晓得会有什麽结果？ 没想到这个构想引起广大回响，许多人千里迢迢到秋叶原，排长龙就是为了想买一罐黑轮试试。一传十、十传百，这家原本门可罗雀的小商店，把过去卖电池的自贩机改成卖黑轮后，变成了秋叶原炙手可热的店铺。 东日本车站不久前推出雨伞自动贩卖机，也受到注目。据说，这是因为日本经常突如其来的下雨，有一些上班族在回家出车站时才发现正在下大雨，这时候雨伞自动贩卖机提供了乘客相当大的便利。 在神户地区，一家专门卖烧肉的平沼商店曾经推出烧肉酱自动贩卖机，也博得好评。老板说，那是因为阪神大地震之后，很多人由于吃不到烧肉而精神燥郁，他设置烧肉酱自贩机以后，民众随时可以买到沾的酱料，至少给受灾户很多鼓舞。 去年日本能登半岛发生大地震，可口可乐在当地推出地区贡献型自动贩卖机，成了大家重要的情报来源。 这种自贩机上面装了特大的电光板，随时播放最新的生活情报给大家知道。这种贩卖机在发生紧急状况时还可以经由远地遥控，不需投币也可以取饮水，在缺水的情况下提供了当地的救灾之用。国内快餐自动买取机械系统的发展状况及趋势回顾中国快餐业的发展，在社会各界和快餐行业的共同努力下，历经多年的艰辛探索，不断进取，使我国快餐业取得了迅速发展和积极成果。主要表现为：（1）完成了对现代快餐的基础认识。从肯德基、麦当劳进入中国市场，揭开了我国现代快餐的发展历程，推动了传统中式快餐向现代快餐的发展步伐。广大快餐企业和相关部门在借鉴中起步，在摸索中积累，在挫折中前进，付出了极大的艰辛与努力，初步形成了中国现代快餐的概念、特征和发展思路，完成了产品结构、市场定位、管理模式、经营方式和相关部门配合等方面的基本探索与理性认识。（2）初步形成了现代快餐的发展思路。以标准化、工厂化为目标，以连锁规模化为途径，以管理科学化为基础，结合快餐自身特点和运用知识经济现代手段发展现代快餐的模式已成为行业发展的主流，构筑了现代快餐的基本特征，并在全国各地众多快餐企业的实践基础上，在各方面的支持配合下不断得到扩大与发展，为现代快餐的发展创造了有利的条件。（3）保持了快餐市场强劲的发展势头。在1996年，全国专业快餐公司只有800个左右，快餐网点40万家，快餐业年营业额约400亿元。到1999年，全国快餐企业与经营网点达80多万家，快餐业营业额实现750亿元，营业额比上年增幅20以上，高于餐饮行业7个百分点。网点与营业额的快速增长充分显示出海内外快餐业投入和快餐市场的不断扩大（4）经营领域不断拓宽。经过多年的实践和探索，我国快餐业发展面向社会提供更加广泛的供应服务，经营方式和服务领域不断拓宽。从店面形式上看，有连锁店、便餐店、社区店与送餐、外卖、小吃广场等。从服务对象上看，从流动人口、外出人口为主向单位后勤与家庭厨房延伸。从品种结构上看，有餐饮成品、半成品、方便食品等等。快餐已成为主食工程、早点工程、餐桌工程、厨房工程的重要内容。快餐内涵更加丰富多样，服务功能不断增强，地位明显提高。（5）形成了一批市场欢迎和认可的快餐企业。随着快餐行业的发展和现代快餐模式的建立，全国大中城市都涌现出一些典型的代表企业。如上海新亚大包、北京马兰拉面、香妃鸡、深圳面点王、东北饺子王、桂林米粉、郑州烩面、西安老孙家羊肉泡馍等。虽然，这些企业的发展仍需接受市场的考验和不断发展完善，但已初步具备了发展的良好基础，得到消费者的认可与欢迎。（6）中式快餐发展的产业化进程加快。中国快餐发展的实践证明，联合起来，加强合作，走产业化发展道路，共同促进快餐市场的发展是十分必要的。行业内外对这一点的认识更加明确，联合联动的呼声与趋势更为强烈。通过一至六届快餐研讨会和两届快餐博览会的召开，聚集了更为广泛的基础力量。海内外快餐企业、供应厂商、科研、教育和政府部门、新闻单位等齐心协力共创中国快餐发展的大业，使快餐发展势头越来越好，越来越实，产业链中的各相关因素都已进入快餐行业，通过组织协调和合理运作，必将带来产业化发展的新局面。正视问题，克服困难求发展。当前，我国快餐业发展中存在的主要问题是：(1)社会发展的大环境对快餐业仍有一定的制约因素。主要表现在：第一，我国的经济发展仍处于发展中国家水平，处于市场经济的初级阶段，人均收入不高，1999年全国城镇居民可支配收入人均5854元，农民收入2000多元，快餐业的发展受到消费水平与消费能力的制约。第二，地区和人均发展不平衡。从地区看，深圳、广州、上海等城市人均收入去年超过一万元，一些中西部地区人均收入不到5000元。体现在快餐业发展上，沿海城市较内陆与中西部地区发展要快，大城市要比中小城市快。即使在一个城市中，消费水平不一和发展不平衡的特点也很突出。第三，对连锁快餐发展的社会配套支持不足，市场法规不健全，配送系统不完善，消费环境不规范，企业投入与发展基础还不强。第四，我国经济结构的调整，一大批下岗职工的出现，仍需解决基本的生活保障问题，家庭预期支出较大，消费需求不旺，市场仍需引导和开拓。所以，快餐作为社会发展到一定阶段的产物，需要与社会发展同步。从目前情况看，适度发展的因素较多，但是随着社会的不断进步与发展，潜力依然很大，前景也将越来越广阔。(2)中式快餐发展受基础条件的限制，进展较慢。从总体上看，中式快餐企业发展的资金支撑、技术开发和管理体系问题是当前面临的主要问题，还难以保证在连锁推进的过程中开一家店，生意火一家店，生存一家店。一旦一家或几家店出现问题，企业就难以承受负担，往往陷入经营的被动局面。而行业上的基础条件，人才保证与理论指导方面又未跟上，使更多的中式快餐企业苦于认识和人力上的不足，发展到一定程度，再上台阶、求发展就很困难，造成品种开发缓慢，科技水平不高，管理与培训体系薄弱的状况，发展速度也受到限制，步履艰难，规模效应难以发挥，与社会需求存在差距。(3)社会化组织程度低，产业化推动仍未形成。快餐业发展需要社会化与产业化的推动，才能提高实力，增强合力，最终形成竞争力，步入良性发展轨道。而我国快餐业的社会化组织程度仍然较低，一方面是企业间分散闭塞，各自为主，没能形成联合体，这种局面虽有所改善，但以投资与利益为主体的联合联动仍未有突破性的进展。另一方面专业性组织和相关的社会服务性机构发展缓慢，也未能对行业与企业发展起到有力的指导与支持作用。第三，相关行业的产业链条作用更多地处于供需关系方面，没有形成社会化大生产所要求的集合能力，相互支持具有局限性，使不断提高的社会消费需求与以小生产为主的经营方式之间的矛盾比较突出，对行业的大发展产生了约束作用，尤其是使中式快餐向标准化、工厂化、规模化与科学化目标推进过程中的条件和基础都有待加强。1.3本论文主要研究内容1.重点解决的问题快餐自动买取机械系统的各部分结构设计快餐自动买取机械系统控制方案设计2.拟开展研究的几个主要方面针对输送、推料机构装配要求完成快餐自动买取机械系统的总体方案设计及工作原理主要运动部件的结构设计系统控制及设计计算3.本论文（设计）预期取得的成果通过学习及查阅有关资料和设计计算，完成快餐自动买取机械系统的总体方案设计及其各部分结构设计完成驱动装置的选择和设计，并且完成其控制系统方案的设计和自动送料装置的设计。使其能够完成自动配松快餐的任务。以达到满足预期目的要求。2. 快餐自动买取机械系统总体方案设计快餐自动买取机械系统是属于高机电一体化产品，合理分配机械、电子、各部分所承担的任务和功能，对提高系统的整体性能、结构简化、成本降低起着举足轻重的作用。因此，快餐自动买取机械系统采用系统的观点进行整体功能分析，可以实现结构优化，是实现经济性、灵活性和高可靠性系统设计的重要环节和关键步骤。2.1快餐自动买取机械系统任务要求和结构设计快餐自动买取机械系统设计是自动贩卖机研究与应用的一个重要领域. 快餐自动买取机械系统的装配操作是一种约束运动类操作,因此在规划和控制时必须考虑接触约束和各种不确定性因素的影响。快餐自动买取机械系统是一个相对独立的工作系统。售货机的内部存储一定种类和数量的小型商品，顾客投入一定数量的纸币或硬币，售货机利用自身的纸币机构或硬币机构辨别货币的真伪，确认为真币后，接受并存储货币，然后根据控制系统接受到的顾客的选择指令，由输送机构送出相应的商品，并在交易完成后由纸币机构和硬币机构进行找零针对该快餐自动买取机械系统，为了使它具有较高定位性和较好的使用性能，在结构设计上进行合理布局设计。它的整体布局结构合理，如图2.1。 图2.1总体布局图2.2送料机构系统设计传动装置的作用主要是将驱动元件的动力传递给相应的执行部件，以实现各种预定的运动。目前常用的传动方式有:皮带轮传动、链条传动、齿轮齿条传动、蜗轮蜗杆传动、行星齿轮传动、谐波减速传动以及螺旋传动等。谐波齿轮传动具有体积小、结构紧凑、效率高、能获得大的传动比等优点，但存在扭转刚度较低且传动比不能太小的缺点。行星齿轮传动具有结构紧凑、效率高的优点是用于中等减速比传动，但存在齿轮间隙，难以实现正反转过程中精确位置要求，因此限制了它的广泛应用。蜗轮蜗杆机构常用于要求有大的传动比且传动过程中要求机构自锁的场合，这种方式安全性能高，但同样存在齿侧间隙，而且效率较低。皮带轮传动可以实现过载保护，可是存在弹性滑动，和链传动一样使用一段时间后易松弛，传动运转过程中还产生动载荷，因此，二者常用于传动精度要求不高的场合。滚珠丝杠传动具有传动效率高、摩擦阻力小、运转平稳且能够有效消除传动间隙，无传动“爬行”现象和不自锁等优点，但是价格较高。因此滚珠丝杠螺母被广泛应用于要求较高的数控传动系统中。另外，在数控传动系统中，同步齿形带传动由于其具有稳定的工作性能也得到了广泛的应用。本次设计的目的是利用快餐自动买取机械系统的自动买取任务，考虑物料的形状和特性，我采用宽皮带进行上料，根据查阅资料。这种装置结构简单，安装方便。如图2.2。图2.2送料机构图2.3推料机构系统设计推料机构的作用主要是将驱动元件的动力传递给相应的执行部件，图2.3是推杆式送料器，用于将送料机构送来的餐盘从后往前运动进行推料。送料装置将餐盘送到推料机构前的铁板上的传感器后，凸轮由高点转入低点，摆杆在拉簧的作用下带动底座左移，和其连接的机件也一起移动。碰块左移式，遇到挡块绕轴逆时针方向传动，通过转柄和转轴的方头使转轴转动，并从位置2移到位置1。这时，从送料机构送来的餐盘，正好落到执行机构前方.由于簧的作用使转轴复位，之后凸轮有低点转入高点，底座右移，执行机构将餐盘送到客人取餐处，在右移送餐盘过程中。如此循环推料。 图2.3所示。图2.3推料机构图3.送料机构系统设计3.1链的传动设计与计算1.选用滚子链传动，选用两级圆柱齿轮减速器，选= 8，电动据转速为1440,可得=180由于丝杠轴转速为0.5,由 v=可得 = 48所以链传动比为=3.752.选择链轮齿数, 假定链速v=0.63,由机械设计表9-8选取小链轮齿数=17，从动链轮齿数=3.7517643.计算功率由表9-9查得工作情况系数=1，故=P=11.5kw=1.5 kw4.确定链条链节数Lp初定中心距=30P，则链节数为Lp= +=+=102.4 取Lp=103节5.确定链条的节距P由机械设计图9-13按小链轮转速估算，链工作在功率曲线顶点左侧时可能出现链板疲劳破环，由表9-10查得小链轮齿数系数为Kz=0.89, =1.01,选取单排链，由表9-11查得多排链系数Kp=1.0，故的所需传递的功率为 = =1.67kw根据小链轮转速=180及功率=1.67kw，由图9-13选链号为08A单排链，同时也证实原估计链工作在额定功率曲线顶点左侧是正确的6.确定链长L及中心距aL=1.31 ma= +=385mm中心距减小量=（0.0020.004）a=（0.0020.004）385=0.771.54 mm实际中心距=-a=385-（0.771.54）=384.23383.46mm取=384 mm7.验算链速v=0.6，与假设相符。8.验算小链由表9-4查得小链轮孔许用应力最大直径=34 mm,大于电动机轴径D=30 ，故合适。9.作用在轴上的压轴力Fp = ,有效圆周力=1000=1000（）=2500N按垂直布置压轴力系数=1.05，故Fp =1.052500=2625N3.2皮带轮的计算以确定3.2.1皮带轮的选择根据工作任务，以及皮带轮的精度等级要求，选择轴径d=200,导程L=8，全长为400的皮带轮。3.2.2皮带轮支撑方法的选择因为皮带轮行程长628mm,最大速度为0.5mm/s，所以皮带轮的支撑方法有固定固定型和固定支撑型，但是，固定固定型的构造比较复杂，而且部件精度和组装精度的要求非常高，所以皮带轮的支撑方法选择：固定支撑型。3.3导向精度与轴向间隙的确定3.3.1导向精度的确定：皮带轮的导程精度按JIS规格进行管理。为了满足位置决定精度0.15mm/1000mm：0.15 /1000=0.45/300。所以必须选择0.45mm/300mm以内的导向精度。根据皮带轮的精度等级，选定C7等级，即积累导向误差为0.45mm/300mm。精度等级C7的轧制皮带轮与精度皮带轮，选择价格较低的轧制皮带轮来使用。3.4电机的型号选择与计算工作机所需要的功率为 kw从电动机到工作机的传动效率为=0.99=0.86电动机实际至少需要的功率为=1.16kw由,由于送料机构传动所需动力不大，选择电动机的功率为1.5 kw，而二级圆柱齿轮减速器的传动比为电动机转速选择范围为：4802400r/min。查机械设计手册，选取方案：方案电动机型号额定功率同步转速满载转速电动机质量总传动比1Y90L-41.51500144028163.5变速箱的设计计算3.5.1传动比分配总传动比=nm/nw=1440/180=8则各级传动比分配 = =(1.11.5) 取=1.3 ； 得= 3.2； =2.5高速级圆锥齿轮传动比：= 3.2； 低速级圆柱齿轮传动比：=2.53.5.2各轴转速=1440r/min = / =1440/3.2=450r/min= / =450/2.5=180r/min=/ =180/3.75=48r/min3.5.3各轴输送功率P0=Ped=1.5kwP1= P01=1.50.99=1.485 kwP2= P123=1.4850.990.95=1.40 kwP3= P224=1.400.990.97=1.34 kwP4= P325=1.340.990.95=1.26 kw3.5.4各轴的转矩=（9550P1）/ =9.85N.m=（9550P2）/ =29.7N.m=（9550P3）/ =71.1N.m=（9550P4）/ =250.7N.m3.5.5齿轮设计（1）低速级圆柱齿轮设计1.小齿轮材料选择40Cr，调质处理，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，调质处理，硬度为240HBS；小齿轮齿数，大齿轮齿数：大齿轮齿数：，取2.按接触强度设计 1)确定参数a.选取载荷系数b.取齿宽系数c.d. e. 选取接触疲劳系数为： ,f.计算接触许用应力：取失效率为1，安全系数S=12)计算a.代入较小的计算：b.速度c.齿轮宽度d.模数： b/h=72.66/6.81=10.67mm e.，7级精度齿轮查图得动载系数 直齿轮，假设，由机械设计表10-3得由于载荷是间断性的，有冲击，取使用系数.查表机械设计手册，7级精度齿轮，非对称布置小齿轮，由， 查机械设计书中图10-3得f. 按实际载荷系数计算得到小齿轮分度圆直径： g .模数：3.按弯曲强度设计1)参数确定a.查图得 b.取弯曲疲劳系数：， c.取安全系数,K=2.624.d.查齿形系数 ， ， 2)计算 由于按接触疲劳强度计算的模数比按弯曲疲劳强度计算的大，取齿轮的模数则：,取其为32轴中心距：齿宽：，取，3)验算： 所以合适。（二）高速级圆锥齿轮设计1.小齿轮材料选择40Cr，调质淬火处理，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢，调质淬火处理，硬度为240HBS；小齿轮齿数=25，=252.5=62.5，取.2.按接触强度设计1）确定参数a.选取载荷系数Kt=1.3b.取齿宽系数d=1c.d. e. N1=60nJLn=6014401830010=2.07109N2 = N1/=6.47108f.选取接触疲劳系数为：g.计算接触许用应力：选取失效概率为1%, 安全系数S=12)计算a.代入较小的计算：mmb.速度c.齿轮宽度 d.模数： e.齿宽与齿高之比b/h=102.51/10.03=10.22f. ，7级精度齿轮查图得动载系数直齿轮，假设N/mm，由机械设计表10-3得由于载荷是间断性的，有冲击，取使用系数,查表机械设计手册，7级精度齿轮，非对称布置小齿轮.由， 查机械设计书中图10-3得g. 按实际载荷系数计算得到小齿轮分度圆直径： h .模数：3.按弯曲强度设计1)参数确定a.查图得 b.应力循环次数：，取弯曲疲劳系数：， c.取安全系数 d.查齿形系数 ， ， 两者相比较大齿轮的大。2)设计计算 由于按接触疲劳强度计算的模数比按弯曲疲劳强度计算的大，取齿轮的模数则：分度圆直径：轴中心距：齿宽：，取，3)验算： 所以合适。（三）、轴的设计及轴承、联轴器的选择1.求输出轴上的功率P3、转速n3和转矩T3前面已详细计算：P3= 1.34 kw= 180r/min=71.1N.m2.求作用在齿轮上的力低速级大齿轮的分度圆直径为 d4=288mm而Ft=2T3/d4=(271.1)/288N=497.9NFr=Fttan=181.2N初步确定最小直径.选取轴的材料为45钢，取，则：= =mm=22.4mm输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径dG-H，为了使所选轴的直径dG-H和联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，查手册，因转矩变化较大，取，则N.M=120.87 N.M 3.按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5844-2002，选取UL5型轮胎式联轴器，其公称转矩为：160N.M。半联轴器的孔径dH =25mm，故取=25mm，半联轴器的长度L=62mm，联轴器与轴配合的孔的长度为L=44mm4.轴的结构设计 5.由所选的轴承型号为210型,查得,两轴承间距离为230mm。所受剪力图、弯矩图、扭矩图、弯扭合成图如下：6.按弯曲合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度。应用第三强度理论有： 取轴的计算应力为已选定的轴的材料为45钢，调质处理，查得。因此，故安全。7.精确校核轴的疲劳强度1）危险截面判断截面受弯矩、扭矩均最大，但截面尺寸较B截面大，故只要校核B截面即可（弯矩按轴上最大弯矩计算，偏向安全）。2）截面B右侧抗弯截面系数：抗扭截面系数：弯矩M为： 扭矩T为： 截面上的弯曲应力为：截面上扭转应力为：由轴的材料查得，。截面处有轴肩过渡，查应力集中系数得：， 轴的材料的敏性系数为， 故应力集中系数为：查得尺寸系数，轴按磨削加工，表面质量系数取轴未经强化处理，即，则综合系数为：碳钢的特性系数：，取，取于是，计算安全系数的值： 故可知其安全。a)截面左侧抗弯截面系数：抗扭截面系数：弯矩M为： 扭矩T为： 截面上的弯曲应力为：截面上扭转应力为：由轴的材料查得，。截面处有轴肩过渡，查应力集中系数得： ， 轴的材料的敏性系数为， 故应力集中系数为：查得尺寸系数，轴按磨削加工，表面质量系数取轴未经强化处理，即，则综合系数为：碳钢的特性系数：，取，取于是，计算安全系数的值： 4.推料机构由于设备 受客观条件所限制，送料机构和推料机构的传动装置所要设计及其计算步骤几乎一样，送料装置那里已经有详细的说明，在这里就简单的是、叙述一下。4.1电机的型号计算与选择（1）工作机所需要的功率为 kw从电动机到工作机的传动效率为=0.99=0.86电动机实际至少需要的功率为=1.16kw由,由于推料机构传动所需动力不大，选择电动机的功率为1.2 kw，而二级圆柱齿轮减速器的传动比为电动机转速选择范围为：4802400r/min。查机械设计手册，选取方案：方案电动机型号额定功率同步转速满载转速电动机质量总传动比1Y90l-61.210009602816（2）减速器选择应用广泛的两级圆柱齿轮减速器，选其传动比. （3）V带根据带轮的宽度选取顶宽为17的普通V带的13种类。4.2执行装置的设计与计算 执行装置主要由摆杆，滑轮，底座及上面的长条不等边角钢组成。通过摆杆的左右摇动来带动滑轮左右移动，从而实现推料的目的。摆杆全长为660mm，以中下部摆杆的支撑点为界点，上半部分长L1=505mm, 下半部分L2=155mm，他们之比为,而凸轮的最大直径d=41mm，从而可以求出滑轮的推料移动距离L3=3.2641134mm，得出推杆实际的移动距离L4=134+210=334mm，在推料行程中只要满足300mm就可以了，所以说L4=334mm满足题意。在摆杆的左右摇摆中，它的摇摆角度为。5.控制系统的设计客人选餐 人工配餐 客人付账 送料机构自动找零感应装置推料机构客人取餐6结论一学期的毕业设计即将结束，通过这一学期的学习，研究，探索和实践，我收益匪浅。在导师陈殿华教授的耐心指点下，我终于完成了 “快餐自动买取机械系统”的设计，对三年半的理论学习有一个量的沉淀，质的提高。我所设计的快餐自动买取机械系统设计是参考了近几年自动贩卖机领域取得重大成果的基础上，结合普通“推料机构”和“传动机构”，和生产实习过程中所接触的自动选物机进行综合分析和优化后设计的。快餐自动买取机械系统设计是自动贩卖机研究与应用的一个重要领域. 快餐自动买取机械系统的装配操作是一种约束运动类操作,因此在规划和控制时必须考虑接触约束和各种不确定性因素的影响。通过查阅，冯光涛,张伟军，赵锡芳，秦志强.所著的送料机构操作的规划与控制一文使我对推料装配操作的规划和控制策略有了比较深刻的理解,作者对一些典型的装配操作任务进行了分析.文末提出了需要进一步深入研究的一些问题，这对我的设计有很大的帮助。做毕业设计时，我用到了理论课的知识，通过实践，把理论能够联系起来，形成一个整体，不再是分散的，这样认识就更进了一步。在设计的过程中，我不断地确立，不断地否定，又重新确立，又重新否定，计算和画图同步，通过理论计算确定大小范围尺寸，又通过画图，联系到实际的可行性，这样对整个系统的认识从了解到熟悉到深刻。设计完成后，我认识到设计就是这样一个过程，理论到实践再到理论再实践，不断地循环往复。通过本次毕业设计，深深的感觉到设计工作是一个综合性知识和能力运用的过程，而不是简简单单的计算过程。在设计过程中，暴露了自己许多问题专业知识不扎实、运用能力不强和查找资料不全面。在老师的帮助下，弥补了很多专业知识。同时，通过本次课程设计，提高了自己分析问题、解决问题的能力，提高了自己的计算机制图能力。致谢历时半年的毕业设计在陈殿华导师的指导下终于画上了圆满的句号，心中不由充满成功的喜悦，整个设计内容凝聚了陈殿华导师和我的心血与汗水。通过本次毕业设计，使我掌握了机械设计的一般方法和要求，提高了自己的分析问题和解决问题的能力。同时，熟练掌握了CAD制图软件，对以前所学习的机械专业知识得到了很好的巩固。此课题设计的所有工作，从课题的选择、构思、整体结构的分析和研究，到论文的写作等阶段都是在陈殿华教授的细心指导下完成的。陈老师平日里工作繁多，但他还是严格要求我，在我做毕业设计的每个阶段，从课题选择到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我很好的建议和指导。他严谨的治学态度、渊博的学术知识、诲人不倦的敬业精神以及宽容的待人风范使我获益颇多。感谢我的导师陈殿华教授，对我的谆谆教诲，使我受益非浅，并将永远激励我奋发向上。通过四年的专业学习，我对机械各方面的知识进行了系统的学习，更加热爱这个专业，在这里，感谢所有指导和帮助我的老师。参考文献1郑大宇，王巍.基于网络的自动售货机的实现方法J.哈尔滨商业大学报（自然科学版），2005.11.2陈洪涛.无线自动售货机运营支撑系统J.大连理工大学硕士学位论文，2005.6.3裴进灵.一种新型自动售货机的研制J.科技情报开发与经济,2003(12).4 郑大宇，刘立晶.自动售货机送出机构设计及优化J.黑龙江商学院学报（自然科学版），2000（9）5 蔡自新.机器人原理及其应用M.中南工业出版社，1988，8 6 李绣峰,刘桂雄,李玩雪,谢存禧.机器人装配作业位置调整技术J.华南理工大学学报(自然科学版),1999,(1).7 马香峰.机器人机构学M.北京，机械工业出版社，1991，9。8 杨化树,曲新峰.工业机器人技术的应用及发展J.黄河水利职业技术学院学报,2004,(4).9 陈一民.工业机器人通用控制器研究开发J.上海大学学报(自然科学版) ，1998，10 郑时雄,刘桂雄,阎华,温伟成.机器人视觉在自动装配线中的应用J.光学精密工程,1998,(1).11 费仁元，张彗慧.机器人机械设计和分析M.北京工业大学出版社，1998, 912 牡野洋.自動機械機構学M，日刊工業新聞社，1996：5268 13楠田喜宏.人間協調WAM J., 2006.(172). 14 吉田章一. 塗装実態対処法 J. 塗装技術, 2004,(43).15 藤江正克.二 C.東京:日本機械学会1997.5962. 16下河辺明. 位置決二C. 東京:日本機械学会1997.6368.17 松浦富康圧造高機能精密部品製造技術：圧造机械最新技術 J. 素形材，2005，(6)附录1 外文翻译连杆机构的动力学1.序言振动有时是由以外的事故引起的。由于振动引发连接部件松弛，脱落，激励振动引起的疲劳振动等，防止那种情况的方法有很多，认真检查设备中会在不容易看到的地方或视线看不到的机械内部发生的场合会联系到事故。因此。机械和那个型号对于机构的设计阶段来说，为了预防振动进行动力学分析很重要。机械开始振动，有时会持续振动，有必要加一些动力，另外突发事故是在极短的时间内发生的，有时能捕捉到运动量的变化，像这样的力。运动量全都是质量项和运动项（变位，速度，加速度）的积累的形状。因此，机械振动和机械各部分会引起小的碰撞。机械整体有时会出现机械的特定部位出现变化。机械整体的轻量化，有时机械特定的部位的重量分布会起变化，运转项和重量项哪个有时会发现改变双方更重要呢。机构的机械设计应该在降低振动技术这点上。一般如果改变机械的尺寸或机构的加速度，会改变运动项，全都会出现加速度减小，惯性力小，力学的特性优良，抑制振动的方法。变化人力速度，使用私服马达和脚踏马达，构成饱含机构的反馈回路，这是制度体系的问题。人力速度在一定场合，对于变化机构的尺寸，改变机构的运动特性，减小振动，在本文中，机构的运动被用在固定的场合，改变品质，改变机构的运动特性的方法，质量和运动的两方的设计，动特性的试验同样的方法。机构的动力学的设计的方法的叙述。2.机构的动力学2.1连杆机构的动力学连杆机构代表不等速运动机构，组合机构和复合机构的要素来把使用的，因此不等速运动机构比等速机构的振动容易。所以在这里连接机构的比较，是讲述那个动力学的分析方法。让连杆机构高速运动，大型变动的惯性力会发生，这个惯性力是被振动的机构的组成部分，作为激振动力和激振动力矩，是双作用力产生变化，根据这样的振动现象，机构会出现误差，同样，噪音也会发生。并且由于振动机构的结合部松弛，运动副部件有细小的缝隙和运动副作用力的变化以及对偶数间的相对振动等振动波形的高调波成分的共振会发生。像这样为了降低机构的振动，减小惯性力或惯性扭矩的大小是很必要的，机构的材料，尺寸，质量分配等，从机构设计开始的阶段就应该考虑降低振动的策略。连杆机构是开回路机构（作为主要连续机器人机构）和闭回路。机构是区分平面机构和空间机构（包含并存机构的机械装置），这里面，讲述的是最基本的机构闭回路平面1个自由度4节机构。如果解决连杆机构的运动分析和力学如图1所示，需要分析机械的构造组成，内部游移和弹性3方面的特性。机构的分析是机构的组成，内部机构以及机构各部分的尺寸和质量，重心位置，惯性力矩参与的场合，入力角度，入力角速度，对外力做出的功等需要求出。 杆组 加工部 运动副部的摆动连杆和轴的弹性图1.连杆机构的运动分析和力学2.2机构动力学的设计方法如图2所示，根据机构的综合运行必要的运动，决定机构的骨架的场合，机构的激振力和激振扭矩等机构的运动的动特性，大型，波型运行机构的内部（运行质量分配），把这个说成是动力学的设计。换言之所谓的动力学设计是运动项和动特性参与，求质量项的未知数方程的问题，无论用动力学分析和最简化的手法得到最终解决的方法，和运动项，质量项的双方作为变数来求最终解的方法，深远的意思包含动力学的设计。机构.总和 杆组 机构的动特性 加工部 图23. 激振力及激振力矩简化的设计方法连杆机构的激振力是可动连杆的惯性力的总和，除掉激振力，在机构运动中使奇偶故全体的重心平稳，再分配各连接让平衡锤静止，并且激振力矩和机构的运动力矩的时间微分变位零，完全清零，但是激振力和激振力矩同时清零有困难。激振力和激振力矩即使不为零，那个波形如果接近正弦，相位只为，又回到垂点，同时吧机构变为来运动。激振力和激振力矩减少，并且高调波其共振防止噪音。3.1激振力的波形制御激振力的x成分 psx ，y方向psy如下式子Psx= , Psy= -（1）在这里， 是根据机构运动分析求出的量值，依存时间，把这个 称为运动项。一方面是关于各连接的质量和重心称为质量项，加振力是用运动项和质量项来表达的。参考机构的尺寸，来确定运动激振力所用的激振力波形，求各连杆质量和重心位置的问题称为激振力制御。即为式子（1）中运动项 是已知，把psx，psy指定为求的质量项问题，根据式子（1）中中有6个，psx，psy指定的6点，式子数和未知数数量一样求。把psx，psy使用在各个场所，2L6的场合是，是有预定多少个的必要。2L6的场合是根据未知数多少来确定的不能用最小二乘法求解，特别激振力所望波形制御的场合，指定值的数量很有必要。求解制御激振力的式子(1),如下所示，从这个质量，重心位置（u,v）来求得质量分配，是6个，质量参数有9个，质量参数内部的3个是任意选定的。3.2激振力矩的波形制御作为运动各连接的重心是惯性力，和共同重心旋转的惯性扭矩来作用的，这个惯性扭矩是使机构整体回转的发生回转，把这个叫激振力矩。关于确定入力的轴的机构的加振力矩，如下式所示，M0= -（2）在这里，是运动项，是质量项，因此激振力的制御和用同样方法的激振力矩的制御，式子（1）和式子（2）组合，激振力成分和激振力矩同时可能制御。4.抑制运动副作用力方向的急速变化作用在机构的运动副部上的力，一般大作用方向变化的变动力，根据机构的质量分配那个作用方向急速变化，并且运动副部为了使机构打滑减少存在。这个运动副作用力方向的急速变化引起的相对振动分离冲突，机构的噪音和运动副部磨损的原因，特别是移动空间的对偶部，有润滑的问题，相对振动分离，冲突等容易发生。因此，关于曲柄和运动副讲述的为根据调整质量分配来抑制运动副作用力方向的急速变化。4.1指定运动副作用力方向的方法曲柄和轴套间的运动副作用力的成分各连接力用力矩，式子（3）连接长，就从回转数决定的系数J,K, 和各连接的质量惯性力矩，从重心称为质量的参数的乘积的形式。Fx12= Fy12= -(3)= - (4)并且运动副作用力方向为式子（5），因此评价作用方向变化的度合，像式子（6）的入力曲柄角度的变化，对于运动副作用力方向的变化的变化率和的评价被采用。= ( Fy12/Fx12 ) -(5) =-(6)把式子（3）N个输入曲轴对齐角度表示矩阵，运动副作用力向量（2n1）,是运动项矩阵（2n7）和质量项向量（71的乘乘积的形式）。运动项矩阵是决定连接的长度和回转数，指定所望的作用力方向，合成运动副作用力的x轴，y轴成分7个以上，式子（3）是关心到质量向量建立1次方程的解。4.2运动副作用力的最低化本方法是运动副作用力的大小和方向变化多数的非线性计划问题，影响大小和方向变化的表示质量分布的制约条件，那个条件内运动副作用力的大小和方向变化一样，得到机构的质量分配的方法。对连杆机构的运动副作用力有影响的质量项是各连接的质量，惯性力矩，重心位置。因此，变数杆的质量项，即= - (7) 对运动副作用力的大小。输入回转角一样，作用力方向也一样，首先，分割机构的输入角为k个，对输入角中的运动副作用力的大小F和作用力方向指定。下面把包含这个指定值和制御变数的计算值的差二者相乘变为最小化的决定问题应该考虑一下，这个问题的目的开数参与下面的式子。f(x)=- (8)因此，W1，W2根据目的成分的重要系数，各目的关数成分的重要度来被决定的。如果把连杆简化运动副作用力变小，并有强度限制。因此，对制御变数参与下限值作为不等式的条件，下限值构成连杆材料的强度，形状，加工难易程度来决定的。在
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