作品名稱：智能搬運機器人
學校名稱：中國人民解放軍空軍勤務學院
參賽隊伍：智能搬運機器人
參賽學生：張玉成 孟曦曦
指導老師：張勇明 郭鵬偉
在當今大規模制造業中，企業為提高生產效率，保障產品質量，工業機器人作為自動化生產線上的重要成員，逐漸被企業所認同并采用。工業機器人的技術水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家工業自動化的水平。目前，工業機器人主要承擔著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作。設計的搬運機器人運用于自動化生產線，實現自動化生產，減輕產業工人大量的重復性勞動，同時又可以提高勞動生產率。
搬運機器人由執行機構、驅動－傳動系統和控制系統這三部分組成。機器人的機械系統主要由執行機構和驅動－傳動系統組成。執行機構是機器人賴以完成工作任務的實體，由連桿和關節組成，由驅動－傳動系統提供動力，按控制系統的要求完成工作任務。
1）手部 手部既直接與工件接觸的部分，一般是回轉型或平動型（多為回轉型，因其結構簡單）。手部多為兩指（也有多指）；根據需要分為外抓式和內抓式兩種。本次設計的手部選擇氣動手爪手部結構。
2）腕部 腕部是連接手部和臂部的部件，并可用來調節被抓物體的方位，以擴大機械手的動作范圍，并使機械手變的更靈巧，適應性更強。手腕有獨立的自由度。有回轉運動、上下擺動、左右擺動。腕部設有回轉運動再增加一個上下擺動。
3）臂部 手臂部件是機械手的重要握持部件。它的作用是支撐腕部和手部（包括工作或夾具），并帶動他們做空間運動。 臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內任意一點。如果改變手部的姿態（方位），則用腕部的自由度加以實現。臂部具有三個自由度，即手臂的伸縮、左右旋轉、升降（或俯仰）運動。 手臂的各種運動通常用驅動機構（如液壓缸或者氣缸）和各種傳動機構來實現，從臂部的受力情況分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的靜、動載荷，而且自身運動較為多，受力復雜。因此，它的結構、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機械手的工作性能。本次設計實現臂部的上下移動、前后伸縮、以及臂部的回轉運動。
4）機座 機座是機身機器人的基礎部分，起支撐作用。機身由臂部運動（升降、平移、回轉和俯仰）機構及其相關的導向裝置、支撐件等組成。并且，臂部的升降、回轉或俯仰等運動的驅動裝置或傳動件都安裝在機身上。臂部的運動越多，機身的結構和受力越復雜。本次設計的搬運機器人的機身選用升降回轉型機身結構；臂部和機身的配置型式采用立柱式單臂配置，其驅動源來自步進電機。
驅動機構是搬運機器人的重要組成部分。 液壓驅動壓力高，可獲得大的輸出力，反應靈敏，可實現連續軌跡控制，維修方便，但是，液壓元件成本高，油路比較復雜。氣動驅動壓力低，輸出力較小如需要輸出力大時，其結構尺寸過大，阻尼效果差低速不易控制，但結構簡單，能源方便，成本低。電動機驅動有：異步電動機、步進電動機。電動機使用簡單，且隨著材料性能的提高，電動機性能也逐漸提高。本次設計的搬運機器人的驅動機構采用氣動和步進電機相結合驅動的方式。
考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制。當機械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實現，非常方便快捷。
