海水晒盐机器人自动化技术的研究及改进方法

摘要

海水晒盐机器人是传统海水晒盐工艺与现代机器人技术相结合的产物。在我国南方的中小型盐场中，企业为了降低人工成本，提高产盐效率，保证盐产品的质量，机器人作为一个智能自动化工具，日益被企业所认同并且逐步采用。机器人技术的水平和应用程度在一定程度上体现了一个国家工业自动化的水平，目前，海水晒盐机器人在原有的基础上做了进一步的功能完善，本文重点研发一种能够代替人工收盐、运盐入库等工作的机器人，用以代替人工进行一系列等简单重复的动作，逐步代替人工操作，达到远程控制机器人进行晒盐、收盐目的。　　首先，从理论分析的角度。海水晒盐机器人是在充分分析海水晒盐工艺的基础上，对机器人进行理论分析、建模、仿真论证。其次，从工程实践的角度。在结构设计方面，通过3D打印技术给机器人设计了盐槽，解决了屯盐的问题;在电气设计方面，海水晒盐是基于Linux系统下，实现对机器人的远程控制系统的方案。该系统由控制板、低功耗蓝牙BLE模块、图像采集模块，机械铲臂和轮式移动检测控制模块组成。操作者远程操作移动APP终端操作，发出控制指令、由无线路由器转发给蓝牙模块，达到控制机器人的运动、机械铲臂姿态以及摄像头的视野。机器人的摄像头将视频信号传送给主控板，主控板将得到的信号在显示器中显示出来。使操作员在显示器前也可以操控无线机器人的运动。最后，优化了机器人电源系统，采用了降压型开关电源作为电能变换器，提高了系统带负载能力。　　论文最后，通过对机器人反复的调试，不断地完善机器人的基本功能。完成了机器人的装配，同时，将人工收盐、运输等工作效率与机器人进行了对比，结果显示，机器人在一定程度上相对与人工拥有绝对的优势。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1研究背景及意义

1．2研究现状及发展趋势

1．3论文主要研究内容与创新点

1．4论文的结构安排

第二章海水晒盐机器人的总体设计方案

2．1机器人的系统方框图组成

2．2机器人性能指标

2．3机器人的二维和三维机械结构的设计

2．4机器人控制系统的总体方案

2．5机器人控制系统实现的功能

2．6本章小结

第三章机器人机械手臂的数学建模和动力学仿真

3．1引言

3．2机械臂运动学基础

3．3运动学分析

3．4六自由度的机械手臂的动力学方程

3．5动力学方程在海水晒盐机器人中的应用

3．6基于Pro／E的机器人机械手臂运动学仿真

3．7本章小结

第四章机器人控制系统的原理与硬件实现方法

4．1引言

4．2主体控制系统的原理和硬件设计方框图

4．3机器人步进电机驱动模块及其驱动原理

4．4称重检测系统原理图和硬件设计

4．5机械手臂控制系统的原理和硬件设计

4．6电源管理系统的设计

4．7本章小结

第五章机器人控制系统的软件设计与仿真分析

5．1机器人硬件电路嵌入式软件的设计

5．2机器人称重子系统的软件设计

5．3机器人远程控制机械手臂的软件总体架构设计

5．4机器人远程控制App软件的设计与测试

5．5本章小结

第六章机器人整机测试实验

6．1机器人的装配

6．2人工与机器人收盐和运输海盐对比实验

6．3本章小结

第七章总结和展望

7．1总结

7．2展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文及研究成果