机械专业毕业设计无人值守餐厅机器人传菜系统设计.docx
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机械专业毕业设计无人值守餐厅机器人传菜系统设计
无人值守餐厅自动传菜系统设计
作者姓名
专业机械设计制造及其自动化
指导教师姓名
专业技术职务
1.3课题的研究目的及意义··································5
1.4设计内容、现有条件····································6
第二章总体方案··································7
2.1传菜智能餐车总体机构··································7
2.2传菜智能餐车总体尺寸选择······························8
3.7智能餐车Z轴运动设计································15
3.8智能餐车Y轴运动设计································16
第四章主要部件的校核及计算······················18
4.1驱动轴的校核计算·····································18
4.2齿轮的校核计算·······································19
参考文献·············································23
摘要
毕业设计课题研究的对象是无人值守餐厅自动传菜系统。
无人值守餐厅的运营模式是顾客通过自动门进入餐厅,在前台预交一定费用领取智能餐卡,然后通过自动点菜机点菜,点菜完成后系统会提示顾客的餐桌号和等待时间。
稍后送菜机器人会携带餐点停至该顾客餐桌前,将餐盘推至餐桌上,之后机器人返回,继续工作。
本设计课题的重点就是对送菜机器人的设计及自动传菜系统的设计。
自动传菜系统的设计需要考虑机构在X,Y,Z轴方向上的运动,运用所学的知识,构思结构,进行创新,让其实现上述功能。
主要运用减速器,凸轮来实现。
结构设计需要用软件CAD进行绘图,画出结构的装配图,重要结构的零件图。
还有餐厅的总体布局图。
将所设计的机构放在预定的轨道上,机器人能平稳的将菜放在预定餐桌上,然后自动将菜放下,返回起始点,就验证了设计的正确性。
传菜系统的结构设计,需要考虑结构的实用性,安全性,平稳性,节能性。
关键词:
无人值守餐厅机器人减速器凸轮
Abstract
Graduationprojectdesignstudyfocusesonunmannedautomatictransferfoodrestaurantsystem.Unattendedmodeofoperationoftherestaurantisthatcustomerswalkthroughtheautomaticdoorsintotherestauranttoreceiveafeeprepaidcardatthefrontdesk,andthengototheautomaticcardordermachinetotakehisorder.Afterthecompletionoftheorder,ordersystemwillshowthecustomer'stableandwaitingtimelater,andsendfoodrobotswillstoptothecustomerswithmealstableandwillpushthedishtothedinnertable,andthenreturningtothetabletocontinuetowork.Thefocusoftheprojectdesignisthedesignoftherobottosendfoodandautomatictransmissiondishsystem.AutomatictransmissiondishsystemdesignneedtoconsiderinstitutionsintheX,Y,Zaxismovement,applytheknowledge,constructthestructureandcreatenewideatoachievethesefunctions.Themainmethodistousegear,camtoachieve.CADdesignsoftwareisusedtodrawthestructureoftheassemblydrawing,partdrawingsandimportantstructureoftheoveralllayoutoftherestaurantmap.
Itcanbeproperlyverifiedwhenthedesignedstructureisplacedonthepredeterminedorbittherobotcanbeabletoputfoodonthebookedtablesmoothly,putdishesdownautomaticallyandthenreturntothestartingpoint.
ThedesignofPantrysystemshouldconsiderthepracticalityofthestructure,security,stabilityandenergyefficiency.
Keywords:
unattendedrestaurant;robot;reducer;CAM
第一章绪论
1.1机器人的发展现状
首先介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,应该说是一个科学与技术共同发展的一个综合性的结果,也同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术。
它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况,人们越来越不断探讨自然过程中,在改造自然过程中,认识自然过程中,实现人们对不可达世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
那么什么是机器人呢?
人们一般的理解是类似于人的机器,机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置,或者叫自动化装置,它仍然是个机器,它有三个特点,一个是有类人的功能,比如说作业功能,感知功能,行走功能,还能完成各种从动作,它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是它可以编程,改变它的工作、动作、工作的对象,和工作的一些要求,它是人造的机器或机械电子装置。
但完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。
那么这给机器人提出来更高层次的要求,展望21世纪,机器人将是一个与20世纪计算机的普及一样,会深入地应用到各个领域,在21世纪的前20年是机器人从制造业走向非制造业的发展的一个重要时期,也是智能机器人发展的一个关键时期。
在发达国家中,工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流
及未来的发展方向。
国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线,以保证产品质量,提高生产效率,同时避免了大量的工伤事故。
全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明,工业机器人的普及是实现自动化生产,提高社会生产效率,推动企业和社会生产力发展的有效手段。
机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。
国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向,机器人技术就是其中之一。
1990年10月,国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会,并在这次大会上通过了一个文件,把工业机器人分为四类:
⑴顺序型。
这类机器人拥有规定的程序动作控制系统;⑵沿轨迹作业型。
这类机器人执行某种移动作业,如焊接。
喷漆等;⑶远距作业型。
比如在月球上自动工作的机器人;⑷智能型。
这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。
日本工业机器人产业早在上世纪90年代就已经普及了第一和第二类工业机器人,并达到了其工业机器人发展史的鼎盛时期。
而今已在第发展三、四类工业机器人的路上取得了举世瞩目的成就。
日本下一代机器人发展重点有:
低成本技术、高速化技术、小型和轻量化技术、提高可靠性技术、计算机控制技术、网络化技术、高精度化技术、视觉和触觉等传感器技术等。
根据日本政府2007年指定的一份计划,日本2050年工业机器人产业规模将达到1.4兆日元,拥有百万工业机器人。
按照一个工业机器人等价于10个劳动力的标准,百万工业机器人相当于千万劳动力,是目前日本全部劳动人口的15%。
我国工业机器人起步于70年代初,其发展过程大致可分为三个阶段:
70年代的萌芽期;80年代的开发期;90年代的实用化期。
而今经过20多年的发展已经初具规模。
目前我国已生产出部分机器人关键元器件,开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。
一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上;一批机器人技术的研究人才也涌现出来。
一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术;工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术;机器人软件的设计和编程技术;运动学和轨迹规划技术;弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术等。
某些关键技术已达到或接近世界水平。
一个国家要引入高技术并将其转移为产业技术(产业化),必须具备5个要素即5M:
Machine/Materials/Manpower/Management/Market。
和有着“机器人王国”之称的日本相比,我国有着截然不同的基本国情,那就是人口多,劳动力过剩。
刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。
所以,我国工业机器人起步晚发展缓。
但是正如前所述,广泛使用机器人是实现工业自动化,提高社会生产效率的一种十分重要的途径。
我国正在努力发展工业机器人产业,引进国外技术和设备,培养人才,打开市场。
日本工业机器人产业的辉煌得益于本国政府的鼓励政策,我国在十一五纲要中也体现出了对发展工业机器人的大力支持。
进入21世纪机器人的发展更加迅速,机器人涉及的领域更是空前庞大。
不像早期,机器人只能用于高端领域,现在机器人不仅用于工业生产,更走进了人们的居家生活。
例如家用吸尘机器人、园林修剪机器人、厨师机器人等等。
1.2无人值守餐厅前景
十年前,谁都不会想到电脑会这么快走进人们的生活。
现在机器人正好比十年前的电脑,在我们日常生活中充当着神秘角色。
但是在不久的将来,机器人肯定会走进千家万户。
而无人值守餐厅正好比一个大的机器人。
顾客通过自动门进入餐厅,在前台预交一定费用领取智能餐卡,然后通过自动点菜机点菜,点菜完成后系统会提示顾客的餐桌号和等待时间,稍后送菜机器人会携带餐点停至该顾客餐桌前,将餐盘推至餐桌上,之后机器人返回厨房,继续后续工作。
就餐结束后,顾客只需在前台自助刷卡结账即可,结账后餐桌会自动旋转,使得餐余和餐具一并落入回收管道,同时回收系统启动,将餐具送至清洗消毒柜清洗、消毒后返回厨房,并
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