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1、慧鱼气动机器人的组装设计实验报告慧鱼气动机器人的组装设计实验报告关键词：关键词：慧鱼组合模型；气动型机器人；本次实验为气动机器人设计及其在控制器下的实现，即现实生活中的液压机器实验室化。当气动机器人在工作中若遇到需要进行动作时，会通过信号输入元件将讯息传回电路板中进行判断，再配合计数器的动作使机器人能作出相应的反应。无疑，自动化控制理论可以使机器人变聪明。先用机械传感器探测到机械运动，气动马达执行动作，这样，我们必须在发现信号和执行信号之间建立一个合理的连接，即程序。通过运用程序编辑软件 llwin3.0 我们发现各种功能模块组成的流程图编程模式，易于入门级用户使用。各功能模块和子流程间可以进
2、行数据交换，不仅可以用变量方式，也可以用图形化连接方式。编程操作更容易理解。子流程存储在一个库文件中，可以任意调用而不必知道其内部工作原理。这种气动机器人能运用到各个地方，比如传送机器人可以将物体从一个地方挪动到另一个东方；信件分拣机器人可以自动分拣信件；流水线机器人可以将物体在指定的线路中不停运转，以供工人进行操作设计工作原理设计工作原理机器人指的是可程式控制的机械，整体来说可分为两大部分，分别为机械架构及软体的控制的两大部分。（一）机械架构（一）机械架构本设计移动机器人之机械构架采用德国慧鱼创意积木所组成，它的优点在于方便组装，能在设计阶段能起到一定的辅助作用，减少设计成本以及更好的观察到
3、设计的可行性及其优缺点，以便更好改进设计中的缺点。一般机械所用到的零组件如齿轮、马达、气动机、光感开关等，都可以在慧鱼创意积木中找到，且功能毫不逊色。搭建最初的控制机器人，是非常重要的环节，一定要格外认真才行。连接各个电气元件时一定要严格按照说明书操作，然后检查两三遍以确保准确无误。在进行机械构件搭接时，我们要特别注意连接的平滑度，尤其是齿轮与紧固件的连接，不要太用力。首先针对我们所需的机械架构做规划，收集所需用到之慧鱼创意积木零件，其次将其组装成机械架构，接入电脑，等待软件的控制。（二）软体控制（二）软体控制程序的整体采用了主/从结构的编程方式，主要是为了解决多个不同的循环和循环之间的信息交
4、互。图图 1 1 为智慧型微电脑界面板，它的主要功用在于储存 LabVIEW 程式使程式经由此介面板驱动机器人，达到预设之动作。图图 1 智慧型微电脑界面板智慧型微电脑界面板智慧型微电脑介面板细部说明如下：1、此装置是所有电脑控制套件的控制逻辑核心，他负责与 PC 间的通讯和运算，将电脑所编辑的程式转换成控制命令来控制马达等。2、此装置有八个数位输入，两个类比输入可接收 05 欧姆的电阻值，四个可逆马达输出控制，控制马达 dc relay 等。3、电源供应电池或充电器的方式，大小为 9 伏特 5 瓦。4、可在 On-line（以传输线与 PC 连线） ，也可在 Off-line（不需与电脑连线
5、）两种模式下作业。慧鱼模型操作规程：慧鱼模型操作规程：1、实验前先按照清单清点零件个数；2、熟悉零件分装方式，了解零件分装的大致规律；3、每次仅取出要用到的零件；4、拆除模型后将零件放回相应的袋子；5、按照清单清点零件。一、一、气动门机器人气动门机器人气动门机器人，是一种通过判断是否有人需要进入门内而开启或关闭的机器人，气动门机器人比传统的机械门机器人有更好的操作性，自动化程度高，具有更强大的动力。具体工作情况如下：当我们进入一扇门时，只需要轻轻一推，传感器就将我们的动作传送到计算机中，同时门将自动打开。当人离开门时，触动光感元件，门就将自动关闭，同时等待下一次的开门指令。图图 2 2 气动门
6、机器人气动门机器人 模拟图模拟图二、传送机器人二、传送机器人传送机器人，是一种可以将物体从一处送到另一处的机器人。传送机器人相比于传统的人工传送系统自动化程度更高，具有更快的工作效率。具体工作情况如下：当传感器感应到有物体需要进行转运时，钳夹会将物体夹起来，通过转动转轴来使物体运送到预定目的地上方，松开钳夹，物体掉落，成功将物体运送到目的地。图图 3 3 传送机器人传送机器人 模拟图模拟图三、信件分拣机器人三、信件分拣机器人信件分拣机器人，是一种通过光感元件对物品进行分类的机器人，信件分拣机器人比传统的人工分拣信件系统自动化程度更高，具有更快的工作效率。具体工作情况如下：当信件通过传送带传送至
7、分拣口时，触动光感元件，光感元件将信号输入电脑进行运算，判断其具体分类，并将信号输出至气动发动机，推送信件至其同类处，然后等待下一次光感元件的信号输入。图图 4 4 信件分拣机机器人信件分拣机机器人 成品图成品图四、采集机器人（创新）四、采集机器人（创新）到此，我们已经做了三个实验，分别实现了门的开关、物品的传送与分拣，那么，怎样将物品收集起来呢？于是我们想到了采集机器人。具体工作方式如下：首先光感元件感应到有物体可供采集，其次经过人眼的识别允许采集，那么挡板放下，压缩机压缩，挡板将物体推送至采集板上，然后挡板上升至合适位置停止。此时采集板倾斜，由于重力原因，物体将自动下滑至收集箱中，采集完成
8、。最后采集板放下，等待下一次的指示信号输入。当我们将大体结构组装完成时，发现仍有两件事使模型在采集物体的时候出现问题：当挡板上升时，转轴会出现打滑的现象，这样挡板就无法升至预定目的地。当物体过重时，采集板的升力不够，这样就无法将物体采集进收集箱。于是，我们便想到如下方法：对于问题，我们构建两个转轴，利用两转轴的相对运动来使挡板进行运动。对于问题我们加固了转轴与采集板间的连接强度，并加大了气压机的进气压（即对同一个气压机使用两个气动马达）。这样，采集机器人基本上可以正常运行了。图图 4 4 采集机机器人采集机机器人 成品图成品图至于软件的编写不是太难，但细节部分很重要。比如元件，对于信号为零时（
9、即路径向右转） ，要保证系统不运行，且此元件要保证它正常运行（即对于任一个信号的进、出口都要有目的地） ，我们必须这样连线（即路径形成一个循环） 。图图 5 5 采集机机器人采集机机器人 程序图程序图实验小结：实验小结：这次课程设计实验我们历时五个星期，前三个星期做必做的实验,第四周拼装创新机器人，第五周对创新机器人进行编程与调试。在我们班里我们算是倒数几组完成，但经过这五个星期的实践和体验下来，我们怎么会在乎那个先后问题呢。因为对我们来说学到的不仅是那些知识，更多的是团队和合作。现在想来，也许学校安排的课程设计实验有着它深层的意义吧，它不仅仅让我们综合那些理论知识来运用到设计和创新，还让我们凝聚在一起是所能发挥出的巨大潜能。参考文献参考文献1 王大欣. AS-MII机器人简介.教学课件.2012.9：792 王庭有.可编程序控制器原理及应用.北京：国防工业出版社，2005：13163 龚振邦、陈振华等.机器人机械设计.北京：电子工业出版社， 1995：1921954 熊有伦.机器人技术基础.武汉：华中科技大学出版社，1996：675 许福玲，陈尧明.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2004：2025
