高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),高速公路,自動(dòng),發(fā)卡,機(jī)械手,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)開題報(bào)告 設(shè)計(jì)題目 高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 院 (系) 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 起迄日期 年 月 日 ~ 年 月 日 設(shè)計(jì)地點(diǎn) 指導(dǎo)教師 職稱 教授 職稱 日期: 2014年4月 15日 論文題目 高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 論 文 類 型 基礎(chǔ)理論 選 題 來 源 指導(dǎo)教師科研項(xiàng)目 國家項(xiàng)目 應(yīng)用研究 部省(市)項(xiàng)目 開發(fā)研究 學(xué)校項(xiàng)目 生產(chǎn)單位 自 擬 1 課題來源 本課題為基于高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課題，是實(shí)際應(yīng)用型課題。 2 課題研究的目的和意義 2.1課題研究的主要目的 高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是屬于交通系統(tǒng)的節(jié)省人力實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的范疇，通過運(yùn)用機(jī)械和控制技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡。 2.2 課題研究的主要意義 目前大部分高速公路采用的是人工發(fā)卡的模式，每個(gè)車道24小時(shí)開通的話需要4名收費(fèi)員輪班工作，人員成本較高，效率低下。因此通過本設(shè)計(jì)，很多公路業(yè)主寄希望于自助發(fā)卡方式解決人員問題。 3 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 3.1 國內(nèi)高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 在一些地方已經(jīng)推廣普及一種無人值守的自助發(fā)卡機(jī)。發(fā)卡機(jī)由在司機(jī)按鍵后，發(fā)出一張IC卡。司機(jī)自行取卡后通行。該方式有效改善了人員緊缺或成本較高的問題，成為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變的一個(gè)方向。但是經(jīng)過近幾年的發(fā)展，人們也發(fā)現(xiàn)這種設(shè)備屬于被動(dòng)式出卡，無法完全模擬原來人工主動(dòng)遞出IC卡的動(dòng)作。其缺點(diǎn)在于一方面不便于司機(jī)順利取卡，影響通行速度。另外，由于要兼顧高低不同的車輛順利取卡，發(fā)卡機(jī)不得不設(shè)置多套發(fā)卡裝置，導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本很高。 3.2 國外高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 目前，在國內(nèi)外高速公路兩軸自動(dòng)發(fā)卡機(jī)械手的研究成為科研的熱點(diǎn)，其研究的現(xiàn)狀如下：A.機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化；由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。 B．控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 C．傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)成為智能化機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)。 總的來說，大體是兩個(gè)方向：其一是智能化，多傳感器、多控制器，先進(jìn)的控制算法，復(fù)雜的機(jī)電控制系統(tǒng)；其二是與高速路實(shí)際情況相聯(lián)系，滿足相對(duì)具體的任務(wù)，主要采用性價(jià)比高的模塊，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)潔、可靠，大量采用控制器，市場(chǎng)化、模塊化的元件。 4 課題研究的主要內(nèi)容及設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價(jià)值 4.1 課題研究的主要內(nèi)容 1. 分析當(dāng)前高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的具體模式及各自優(yōu)缺點(diǎn)； 2. 查閱文獻(xiàn)了解多軸機(jī)械手在相近行業(yè)的的應(yīng)用現(xiàn)狀，并分析機(jī)械手在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中應(yīng)用的可行性。 3. 提出將機(jī)械手用于高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中發(fā)卡環(huán)節(jié)的總體思路和方案，畫出總體構(gòu)思圖。 4. 設(shè)計(jì)發(fā)卡用兩軸機(jī)械手，并能夠?qū)崿F(xiàn)折疊、取卡、伸出及上下延伸等動(dòng)作； 5．完成設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性分析。 4.2 設(shè)計(jì)成果的應(yīng)用價(jià)值 本課題將設(shè)計(jì)一種新型發(fā)卡機(jī)械手，模擬人工發(fā)卡過程。該機(jī)械手從桌面拿取IC卡后，從收費(fèi)亭窗戶遞出給司機(jī)，完成發(fā)卡過程。這種機(jī)械手應(yīng)有一定的柔性和適應(yīng)性，可以適應(yīng)高低不同的車輛，均能夠理想的傳遞IC卡。同時(shí)應(yīng)該具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，體積小巧，成本較低的特性。 本課題擬采用兩軸機(jī)械手的形式實(shí)現(xiàn)，其功能上能夠?qū)崿F(xiàn)折疊、取卡、伸出以及上下延伸等動(dòng)作，更好滿足各種車輛取卡需要。 5 研究的方法與路線 5.1 研究的方法 （1）文獻(xiàn)研究法，系統(tǒng)地查閱指定的物流搬運(yùn)技術(shù)方面相關(guān)的文獻(xiàn)，做出相應(yīng)的學(xué)習(xí)心得，得出一般性結(jié)論并發(fā)現(xiàn)問題，尋找新思路； （2）統(tǒng)計(jì)分析研究法，學(xué)習(xí)兩軸自動(dòng)發(fā)卡和機(jī)電一體化技術(shù)方面的有關(guān)課程知識(shí)，通過處理、分析、研究，找出研究對(duì)象的特征； （3）實(shí)驗(yàn)法研究，通過三維模擬研究來證明； （4）行動(dòng)研究法，理論與實(shí)踐相結(jié)合，從實(shí)踐中獲得成功。 5.2 研究的路線 隨著無人值守發(fā)卡機(jī)以下簡(jiǎn)稱發(fā)卡機(jī)在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中運(yùn)用的逐漸增多,對(duì)發(fā)卡機(jī)功能的完善成為當(dāng)前最迫切需要解決的問題,本文介紹的帶廢卡回收功能的發(fā)卡機(jī)構(gòu)就是針對(duì)用戶的需要來設(shè)計(jì)的。由于目前全國的高速公路應(yīng)用無人守發(fā)卡機(jī)的業(yè)主寥若晨星且都是短區(qū)間內(nèi)使用并未全線鋪開,在線使用的無人值守發(fā)卡機(jī)也只是試用產(chǎn)品功能上不能完全滿足收費(fèi)系統(tǒng)的需要帶廢卡回收功能的發(fā)卡機(jī)構(gòu)就是解決用戶在發(fā)卡機(jī)試用中出現(xiàn)廢卡無法處理, 只能人工干預(yù)取出廢卡這一問題的具體方案。高速公路收費(fèi)系統(tǒng)在入口為上路司機(jī)發(fā)放記錄有入口信息的IC卡，出口交回并讀取信息后，系統(tǒng)根據(jù)出入口信息計(jì)算費(fèi)額后收取通行費(fèi)。目前大部分高速公路采用的是人工發(fā)卡的模式，每個(gè)車道24小時(shí)開通的話需要4名收費(fèi)員輪班工作，人員成本較高，效率低下。因此很多公路業(yè)主寄希望于自助發(fā)卡方式解決人員問題。 在一些地方已經(jīng)推廣普及一種無人值守的自助發(fā)卡機(jī)。發(fā)卡機(jī)由在司機(jī)按鍵后，發(fā)出一張IC卡。司機(jī)自行取卡后通行。該方式有效改善了人員緊缺或成本較高的問題，成為高速公路收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變的一個(gè)方向。但是經(jīng)過近幾年的發(fā)展，人們也發(fā)現(xiàn)這種設(shè)備屬于被動(dòng)式出卡，無法完全模擬原來人工主動(dòng)遞出IC卡的動(dòng)作。其缺點(diǎn)在于一方面不便于司機(jī)順利取卡，影響通行速度。另外，由于要兼顧高低不同的車輛順利取卡，發(fā)卡機(jī)不得不設(shè)置多套發(fā)卡裝置，導(dǎo)致設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本很高。 本課題擬采用兩軸機(jī)械手的形式實(shí)現(xiàn)，其功能上能夠?qū)崿F(xiàn)折疊、取卡、伸出以及上下延伸等動(dòng)作，更好滿足各種車輛取卡需要。 4．畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排：（包括序號(hào)、起迄日期、工作內(nèi)容）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排如下： 第1周－第3周，收集參考資料，翻譯文獻(xiàn)，制定方案，提交開題報(bào)告； 第4周－第13周，應(yīng)用相關(guān)軟件對(duì)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并繪制設(shè)計(jì)圖； 第14周－第16周，整理畢業(yè)設(shè)計(jì)記錄，編寫設(shè)計(jì)說明書； 第17周－第18周，準(zhǔn)備PPT，答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 教研室/系 主任簽字： 年 月 日