基于单片机的无线遥控自动翻书机械臂的设计

发布时间：2021-08-19 09:42

　　通过Solid Works进行三维建模,设计了一套面向残疾人的基于单片机的无线遥控自动翻书机械臂。该装置采用304不锈钢作为底座材料,轻型铝合金作为手臂部分的材料,末端执行装置使用真空吸盘,兼顾了成本与使用寿命。这套翻书装置采用单片机作为控制核心,具有很高的自动化程度。试验结果表明,该装置能够很好地辅助残疾人完成翻书任务,方便简单,具有很高的实用价值和广阔的应用前景。 

【文章来源】：东莞理工学院学报. 2020,27(03)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

自动翻书装置左右二等轴侧视图

自动翻书装置等轴侧视图

压书机构与置书机构紧密联合。置书机构由置书板和底座组成，置书板与底座是连为一体的，底座与水平面平行，底座承载着整个机械臂与书本的重量，所以底座的设计尽量降低了中心，提高了机械臂的稳定性以及精确度。置书机构侧面看起来是角形结构，角度是60度，这是由于向下倾斜15～40度是人的最佳视野俯角。最佳视野俯角是指人们观看一个物体时能使人看的最清晰、最舒服的角度，这个角度可以大大延长人的用眼时间而不感到疲劳，提高阅读舒适度和效率，所以在设计过程中考虑选取30度[5]，如图1视野示意图所示。置书板偏下端有两块水平对称的L形的书籍支撑块，置书板右侧边沿中心也有一块L形的书籍侧边挡块。压书机构由压书舵机、舵机固定架、减速齿轮副、齿轮轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、转动轴、轴承座、压书杆等零件组成。压书舵机被舵机固定架固定在置书板后面，齿轮轴用支撑架固定在置书板后同一平面。减速齿轮副包含大齿轮和舵机齿轮，其中舵机齿轮与大齿轮被设计为1∶2啮合传动。大齿轮、主动锥齿轮分别与齿轮轴两端固定，从动锥齿轮与转动轴在置书板后侧的一端固定，主动锥齿轮与从动锥齿轮以1∶1的传动比进行组合传动，锥角为45°，因此锥齿轮副在传动的过程中没有进行减速[6]。此外，转动轴在置书板上侧的另一端开了个球形槽，转动轴安装在置书板两对称书籍支撑块中心位置的偏下端。压书杆两端是球形结构，一端与转动轴球形槽配合，形成球形转动副，可让压书杆根据书籍厚度的改变而进行压书高度的适应性微调，一端将书页柔和地抚平，球形面能减少对书页的摩擦损伤。

【参考文献】：
期刊论文
[1]五自由度桌面级多功能机械臂设计[J]. 董琦,曾繁迪.  科技创新与应用. 2020(08)
[2]新中国成立70年中国农村残疾人扶贫开发的历史进程及基本经验[J]. 辛远.  华中师范大学研究生学报. 2019(04)
[3]电子自动翻书机的研究[J]. 杨扬,戴博文.  科技风. 2017(13)
[4]多用途抓取类机械手设计及分析[J]. 聂永芳,许家宝.  煤矿机械. 2016(12)

硕士论文
[1]气动连续型机械臂控制系统设计与实现[D]. 孟飞.哈尔滨工业大学 2019
[2]机电复合传动综合控制系统设计与评价方法研究[D]. 周超.北京理工大学 2016
[3]三自由度手臂康复机器人结构设计与仿真研究[D]. 徐金随.哈尔滨工程大学 2015
[4]面向助老助残的模块化机械臂研究[D]. 郭鑫.哈尔滨工业大学 2014
[5]人机工程学在轿车驾驶室设计中的应用研究[D]. 郑艳玲.长春理工大学 2008
[6]计算机原理及接口实验系统[D]. 陈方贵.武汉理工大学 2005



本文编号：3351175