高速公路两轴自动发卡机械手的结构设计-

附件 五 苏州科技学院 毕业设计任务书 设计题目 高速公路 两 轴自动 发卡机械手的结构设计 院 (系 ) 机械工程学院 专 业 学生姓名 沈成杰 学 号 起迄日期 年 月 日 年 月 日 设计地点 指导教师 齐芳娟 职称 教授 职称 填写日期 : 2014 年 2 月 18 日 任务书填写要求 1毕业设计任务书由指导教师根据各 题目 的具体情况填写，经教研室审 查、教研室主任签字后生效； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及院（系）主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“院（系）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称。学生的“学号”要写全号，不能只写最后 2位或 1位数字； 5在 任务书内“主要参考文献”一栏中，指导 教师可列出必读的参考文献， 但 不能给出太多的参考文献 。“主要参考文献 ”的填写，应按照国标 GB7714 87文后参考文献著录规则（见苏科教通 200695号文件中的附件 7）的要求书写，不能有随意性； 6 任务书封面上“起迄日期”是指从毕业设计开始到毕业设计答辩结束为止； 7 有关年、月、日等日期的填写，应当按照国标 GB/T 7408 94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2006年 9月 25日”或“ 2006-09-25”。 1毕业设计任务的内容和要求（包括技术要求、设计条件、工作要求等）： 高速公路收费系统在入口为上路司机发放记录有入口信息的 IC 卡，出口交回并读取信息后 ，系统根据出入口信息计算费额后收取通行费。目前大部分高速公路采用的是人工发卡的模式，每个车道 24 小时开通的话需要 4 名收费员轮班工作，人员成本较高，效率低下。因此很多公路业主寄希望于自助发卡方式解决人员问题。 在一些地方已经推广普及一种无人值守的自助发卡机。发卡机由在司机按键后，发出一张 IC 卡。司机自行取卡后通行。该方式有效改善了人员紧缺或成本较高的问题，成为高速公路收费系统运行方式转变的一个方向。但是经过近几年的发展，人们也发 现这种设备属于被动式出卡，无法完全模拟原来人工主动递出 IC 卡的动作。其缺点在于一方面不便于司机顺利取卡，影响通行速度。另外，由于要兼顾高低不同的车辆顺利取卡，发卡机不得不设置多套发卡装置，导致设备结构复杂，成本很高。 本课题将设计一种新型发卡机械手，模拟人工发卡过程。该机械手从桌面拿取 IC 卡后，从收费亭窗户递出给司机，完成发卡过程。这种机械手应有一定的柔性和适应性，可以适应高低不同的车辆，均能够理想的传递 IC 卡。同时应该具有结构简单，安装方便，体积小巧，成本较低的特性。 本课题拟采用三轴机械手的形式实现，其 功能上能够实现折叠、取卡、伸出以及上下延伸等动作，更好满足各种车辆取卡需要。 具体的主要内容和要求如下： 1. 分析当前高速公路收费系统的具体模式及各自优缺点 ； 2. 查阅文献了解 多轴机械手在相近行业的的应用现状，并分析机械手在高速公路收费系统中应用的可行性。 3. 提出将机械手用于高速公路收费系统中发卡环节的总体思路和方案，画出总体构思图。 4. 设计发卡用三轴机械手，并能够实现折叠、取卡、伸出及上下延伸等动作； 5完成设计的经济性分析。 2毕业设计应提交的成果（明细列出计算书、设计说明书、图 纸、计算成果、硬件实物、实验报告及工作过程中应提交的材料等）： 针对具体的研究内容，该毕业设计提交成果如下： 1. 将机械手用于高速公路收费系统中发卡环节的总体思路和方案提交总体构思图 ； 2. 两 轴机械手的 详细的机械结构设计图，并提交装配图和工程图； 3. 完成设计的经济性分析 ； 4. 编写机械设计说明书； 5. 翻译不少于 3000 字的与设计题目内容相近的英文文献一篇。 3主要参考文献： 主要参考资料： 1、主要参考文献 1 丛明，刘冬，杜宇等 . PLC 伺服控制在太阳能电池组件搬运机械手中 的应用 . 组合机床与自动化加工技术， 2011. 09， 66-69. 2 卢耀祖，郑惠强 .机械结构设计 .上海：同济大学出版社， 2004 3 梁喜凤 . 番茄收获机械手机构分析与优化设计研究 . 浙江大学博士学位论文，2004 4 杨雄，孔庆忠，张海平 . 五自由度关节型机器人结构设计及动态仿真研究 . 机械设计与制造， 2009.08， 169-171. 5 Chiharu Ishii, Tomoyuki Futatsugi. Design and Control of a Robotic Forceps Manipulator with Screw-Drive Bending Mechanism and Extension of Its Motion Space. Procedia 5(2013) 104-109 4毕业设计工作进度安排：（包括序号、起迄日期、工作内容）： 毕业设计工作进度安排如下： 第 1 周第 3 周， 收集参考资料，翻译文献，制定方案，提交开题报告； 第 4 周第 13 周，应用相关软件对关键结