面向牙刷操作的DELTA機器人設計與仿真分析

周海燕， 朱銀龍*， 朱雄偉， 王化明

(1.南京林業大學機械電子工程學院，江蘇 南京 210037；2.南京航空航天大學機電學院，江蘇 南京 210016)

牙刷是我們日常生活中不可或缺的物品，在牙刷的制造過程中存在送料和植毛等工序，在植毛之前需要對牙刷柄進行分揀與定位，所以在加工過程中經常需要對牙刷進行相應的分揀和運送，其穩定性和效率直接關系到牙刷制造的質量和產量。傳統的植毛機工作時還需要工人手工將牙刷柄面朝上放進植毛機的夾具中，這種方式過于依賴人工，效率低而且精度不高，常常出現因為牙刷柄位置擺放不當而阻礙了植毛工作進行的現象[1]。市場上推出了一些自動送料機構，其采用的是串聯型機械手臂，但該機器在上料過程中對牙刷柄姿態的調整和機械手的搬運分開進行，動作復雜且流水線占地面積較大，當大量牙刷進入分揀帶時容易造成卡堵現象。因此，有必要對現有牙刷送料機構進行改進。本文主要設計和分析一種應用于牙刷送料植毛過程中針對傳送帶上散落的牙刷進行分揀和運送的 DELTA 機器人[2-3]，可實現同時進行牙刷柄的分揀、姿態調整、拾取定位，一次性完成植毛前的各種工藝。DELTA機器人結構簡單，運行速度快，可以大幅提高分揀與搬運效率[4-5]。

1 DELTA 機器人結構設計

1.1 設計要求

本設計以牙刷為對象，旨在實現對流水線上的牙刷進行快速定位與抓取[6]。設定工作半徑大于500 mm，末端能夠實現對牙刷的抓取與翻轉，執行器重量小于1.5 kg，設計要求見表1。……