工业机器人休闲服务系统的设计【字数：5764】
目录
引言 1
一、休闲服务系统总体结构设计 2
二、休闲服务系统的硬件组成及工作原理 3
（一）服务系统外围设备 3
（二）工业机器人选型及其工作原理 4
（三）夹具设计选型 5
（四）传感器的原理与运用 6
三、软件与运动控制系统的功能实现 8
（一）LINKHOU LR4820通讯程序配置 8
（二）SocketTool虚拟调试 10
（三）夹爪复位控制程序 11
（四）机械手部分复位程序 11
（五）系统整体控制流程 12
四、实验与结果 13
总结 14
参考文献 15
致谢 16
引言
随着科技的高速发展，工业机器人也随之产生，它的出现不仅能提高工业生产效率，提高产品质量，同时还能减少人工成本，减轻人力资源，因此工业机器人也成为了现代企业的心脏。工业机器人的应用范围也在持续增长，已深入融合到不同行业，制造业，汽车制造，医药制造，金属制造，压延工业等，还有家具制造，茶具制造等轻工业。一般工业机器人是通过预先编写好的程序来控制它的运动轨迹，以此来取代一些重复性以及危险性较高的工作，提高生产力。工业机器人一般会在机器末端安装夹具，用于固定加工对象，使其能够将待加工件放入或夹取正确的位置。对于服务对象专一，针对性很强的工件，也可自行设计夹具，来完成特定的工作需求，达到高效的服务作用。而夹具性能的优劣程度直接决定了机器人的工作效率。一方面，工业机器人 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072#
的工作环境多变，在复杂的环境中若想像人的手臂一样自由的工作，一个精巧灵活的夹具就显得尤为重要了。另一方面而言，为了使机械手工作时更加稳定安全，夹具就必须要稳定的抓取工件。所以，在设计夹具时必须兼顾这两方面的要求。
现如今，工业机器人也不止步于工业化生产，如今能够走向生活，工业机器人应用于服务类还处于发展上升阶段，对于现在社会上的人而言无疑是新颖的。该类机器人能够吸引人流，也是现在工业机器人面向社会商业化走向的需求。本文基于此类需求，设计工业机器人休闲服务系统，该系统将对工业机器人、夹具、外围设备以及通讯系统等多方面进行选型与设计，致力实现系统智能化，满足社会发展需求，走进人们的生活当中。
一、休闲服务系统总体结构设计
本文主要设计能够面向消费者，完成做咖啡以及夹书流程的工业机器人自动化休闲服务系统。使其能达到满足消费者下单需求的同时做到精确的做到对应口味的咖啡以及夹取书架上的书盒。根据设计实验要求，设计一套稳定可靠且优良的运动控制系统以及通讯系统，为实现智能化休闲服务系统提供重要保障。
本章节根据以上服务系统要求，制定了各部分的方案，包括系统的整体结构设计方案、夹具设计方案、运动控制系统设计方案。
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图11 休闲服务系统结构设计
图11所示为本文所设计的休闲服务系统结构设计,该系统硬件主要由商品书架、LINKHOU LR4820 机械手、电动夹爪、转盘递送装置、落杯装置、表情语音装置、咖啡制作装置、以及两个光电传感器和两个激光传感器组成。
本文系统设计采用SocketTool来代替APP通讯，模拟APP下单达到同样的效果。机械手动作分两大块，一是夹书盒，夹到书盒后放入转盘装置，触发信号旋转180度，完成订单；二是做咖啡，首先是去夹杯子，然后到转盘装置的玻璃面板上检测有无夹到杯子，夹到则送到咖啡机上，触发其做咖啡，最后同样放在转盘装置上。当消费者通过APP虚拟下单时，机械手接受的对应的数据去做咖啡还是夹书，其中咖啡有四种口味，途中四个落杯器分别对应四种咖啡口味。书架左右各六层，每层可放3个书盒。在做咖啡以及咖啡做完时机械手都会与反馈APP数据。
二、休闲服务系统的硬件组成及工作原理
（一）服务系统外围设备
1）转盘递送装置：如图21所示
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图21 转盘递送装置
出于使用安全的角度出发，为了防止消费者肢体会伸到里面去，确保消费者的安全，消费者每次取物只能通过自动转盘把物品转到外面后，再取走。
通过转盘的转动，实现将机台内部内部的物品传送到机台外部，每旋转180度完成一次物料的传送。该转盘转动由伺服电机驱动，到位及检测有无取走商品需要靠传感器来实现。
2）书架：如图22所示
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图22 书架
该书架通过灵巧的机构设计，实现机械手每次取书后，备用书能够自动补充到已取走书的空位，合理的利用了空间，也减少了机械手抓取的点位，提升了效率。
3）咖啡制作装置：如图23所示
此装置集合落杯器与咖啡机为一体，将分散的装置合为一体，减小空间上的浪费，提高使用效率。咖啡口味用外接I/O形式，通过信号触发，代替人工按钮。
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图23 咖啡制作装置
（二）工业机器人选型及其工作原理
根据实际现场环境，夹书盒的负载需求，机械手的运动空间，故综合参考LINKHOU 选型说明书，选取LINKHOU LR4820机械手。综合其优点为：采用智能化的设计，维护很容易，可靠性，速度，重复定位精度都比较高，成本得到优化，生产效率最大化。负载最大承载力为4kg,运动范围820.5mm,尺寸的结构紧密，占地面积小。满足本文系统设计需求，故最终确定选型。
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