一種自動撿垃圾機器人的虛擬設計及運動分析?

祁 振，劉萍萍，徐國耕

（1.南京化工職業技術學院機械技術系，江蘇 南京 210048；2.徐工集團工程機械股份有限公司建設機械分公司，江蘇 徐州 221001）

0 引言

隨著人們生活水平的提高，排放的垃圾越來越多，很多城市都實行了垃圾分類投放，政府為此耗費的資金也頗為可觀，但施行多年，垃圾分類投放效果并不顯著，究其原因，很大程度上是因為人們不知道如何分類垃圾。本文基于SolidWorks進行了自動撿垃圾機器人的虛擬設計，旨在解決生活中垃圾分類和處理問題。

1 機器人主要零件的設計與裝配

機器人外形機械結構以科幻電影《機器人瓦力》中的機器人為基礎，共91個零部件，包括頭部、身體架構、垃圾撿拾機構、垃圾壓縮機構和行走機構。主要采用SolidWorks軟件中特征建模和參數化建模方法進行各零部件的設計建模，采用自下而上和自上而下混合裝配方式裝配。機器人總裝結構如圖1所示。

圖1 機器人總裝圖

2 機器人工作原理與運動分析

2.1 行走機構運動分析

考慮到工作環境，機器人需要適應多種路況。將機器人的行走機構設計成履帶式，可以在家庭平地上走動，也可以在山路、工地上走動。行走機構由連桿、誘導輪、履刺、主動輪和從動輪組成，主動輪和從動輪各兩對，安裝寬度等于履刺寬度，其動力經連桿傳到誘導輪，由誘導輪帶動與之配合的主動輪，主動輪驅動履刺將運動傳給從動輪，實現履帶行走，如圖2所示。

圖2 行走機構

2.2 垃圾撿拾機構運動分析

垃圾撿拾機構主要是機器人手臂，包括伸縮手臂和夾持手指，如圖3所示。……