用于瓶裝奶檢測和搬運的多自由度智能機械手的三維建模設計

鄧睿 蔡穎華 李娜 秦薇 胡詩悅

摘要：機械手應用于工業生產，能更好地輔助工人完成工作。現介紹一種用于檢測和搬運瓶裝奶的智能機械手裝置的總體結構和工作原理，并基于整體結構設計，給出三維建模和整體裝配效果圖，從而將機械手的外觀與各部件之間的裝配關系直觀地展現出來。

關鍵詞：多自由度;瓶裝奶;智能機械手;三維建模

0? ? 引言

瓶裝奶具有易儲存攜帶、較為環保且瓶子可循環利用的優點[1-2]。為了能夠簡單快捷地進行瓶裝奶搬運操作，提高工作效率，設計了一種具有檢測功能的智能機械手裝置，并給出了三維效果圖，以便理解。

1? ? 總體結構及工作原理

1.1? ? 總體結構

如圖1所示，設計了一種在生產線上同時具備檢測和搬運瓶裝奶功能的智能機械手裝置，共有主箱體、第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂和機械爪盤五部分。主箱體由40方管焊接而成，四周是用1.5 mm A3鋼板的折彎鈑金焊接封箱，正前方是活動箱門鈑金，側面左下角割出活動小方門，打開后其內固定安裝有電源插口和急停按鈕，上端活動安裝有第一機械臂。第一機械臂外表面固定安裝有控制面板，上端活動安裝有第二機械臂。第二機械臂上端固定安裝有第三機械臂，第三機械臂中部設有轉軸，右端端口處固定安裝有機械爪盤[3]。

1.2? ? 工作原理

裝置整體通過接外部電源供電，機械手開始工作，移動至瓶裝奶上方。第一機械臂上下左右移動到達夾持位置，機械爪盤信號發射器發射信號檢測瓶裝奶，若瓶裝奶的體積達到合格標準，則會擋住信號發射器發射的信號，機械爪盤會夾緊瓶裝奶，將其搬運到合格產品線，否則，控制器會改變運動軌跡，將瓶裝奶放到不合格產品線，機械臂退回原位，完成工作后關閉。

2? ? 三維建模

2.1? ? 箱體建模

2.2? ? 箱體鈑金建模

2.3? ? 零件整體裝配

最終三維建模效果如圖9所示。

3? ? ?結語

本文介紹了一種用于瓶裝奶檢測和搬運的智能機械手裝置的總體結構和工作原理，基于機械手整體結構設計，建立了三維模型效果圖，將機械手的外觀與各部件之間的裝配關系直觀地展現了出來。

[參考文獻]

[1] 王建衛.多關節型搬運機械手結構設計分析[J].科技創新與應用，2015（17）：54.

[2] 孫桓.機械原理[M].6版.北京：高等教育出版社，2001.

[3] 鄧睿，路和，曹艷，等.一種用于檢測和搬運瓶裝奶的智能機械手裝置：CN209491756U[P].2019-10-15.

[4] 張學文.CATIA機械零件參數化設計[M].北京：機械工業出版社，2017.

[5] 謝龍漢，單巖，周超明.CATIA V5零件設計[M].北京：清華大學出版社，2005.

[6] 李占輝.關于沖壓模具設計中的機械運動分析[J].科技致富向導，2013（2）：125.

收稿日期：2020-04-23

作者簡介：鄧睿（1977—），女，四川德陽人，副教授，研究方向：機電結構優化及控制技術應用。