老龄化的加速使得中国的劳动力成本呈现出快速上升的趋势。人口成本的增加导致企业利润的严重压缩。以前用劳动力价值为优点的各种行业在全球化得竞争格局中逐步丧失了竞争力,一些劳动力密集型产业逐渐向东南亚等地区迁移。因此,企业“以机器人取代人”的想法逐渐变强,从而加深了各行各业对机器人的需求。然而随着电子信息行业的快速发展以及控制电路的问世,机器人才开始实现了“智能化”。一直到现在,实现机器人的智能化仍然是人们的最重要的研究项目之一。
机电一体化是结合机电传动控制系统和机械运动部件于一体的。工业机器人之所以能够准确操作,是因为它可以通过多种传感器从而正确的感知本体、操作物体和工作场所的现状,并包括自己内部状态信息的捕获通过内部的传感器来完成,作业目标和外部环境的感觉运用外部的传感器来完成,这个动作十分的重要,足够为机器人的控制给予和返还信息。
本设计所涉及的机械手与小车结合的系统也是一个典型的集合了机械结构的构建和电子信息技术控制的机电一体化的系统。本文研究的机器人的车体主要是为了搭载其它得到机械构建让其保持平稳的运动。因为小车的目的主要是为了搭载机械手,所以小车只要考虑承载能力还有驱动力等方面的因素。轮式汽车机器人是移动机器人的一个重要的分支,它的控制灵活,工作效率高,广泛用于军事、工业、安全等领域。机器人运行的路面情况通常比较平缓因此本文设计的小车采用后轮双电机驱动的方式用来确保小车在运动时的稳定性 。
小车的两个后轮为驱动轮,两个电机的旋转直接带动小车车轮的转动。两个电机相互独立互不干扰,通过两个电机分别带动,可以通过控制两个电机旋转的不同转速来实现机器人小车的直线行驶或者拐弯。
机械手的手爪是一个独立的执行机构,与物件接触的方式不同可以分成夹持式和吸附式。通过从实际的角度出发进行对比和比较,本设计决定采用两指夹钳式的机械手爪。并且在手部装备一个光电的传感器,用来达到手爪实现找寻物品的能力。目前机器人对作业目标的识别感应是一个很重要的研究项目,很多研究机构都对感应结构进行了研究和探讨。常见的识别感应装置就是光电式传感器,通常是由光源、光路和光电元件三个部分组成,的工作原理就是把光电效应当做基础,将测量得到的变化情况转换成光信号,然后借助光电元件再将光信号转换成电信号。本次的设计决定使用光电传感器来完成机器人的机械手爪对物体的检测和定位。