導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械手臂在仿生植物制造工廠的作用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：人們常常會(huì)在各種場(chǎng)合中使用植物進(jìn)行裝飾，營(yíng)造舒適美觀、生機(jī)勃勃的生活環(huán)境。由于生活節(jié)奏的加快，人們花一些時(shí)間養(yǎng)花養(yǎng)草來(lái)裝點(diǎn)生活這件事，對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)有時(shí)可能也變成了一種奢望。因上述理由及多方面原因，促進(jìn)了仿生植物制造業(yè)的發(fā)展。現(xiàn)在，我國(guó)做仿生植物的工廠有很多，但大部分仿生植物制造工廠的生產(chǎn)流水線(xiàn)依然主要依靠人工或半人工來(lái)完成生產(chǎn)，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、成本高。我們大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)需求，設(shè)計(jì)并研發(fā)機(jī)械手臂。利用機(jī)械手臂取代人工配合機(jī)器生產(chǎn)仿真植物。機(jī)械手臂可以取代人工對(duì)機(jī)器需要的原料進(jìn)行穿入操作，采用機(jī)械手臂不但可以大大提高生產(chǎn)安全，而且也為企業(yè)節(jié)省人員開(kāi)銷(xiāo)，降低產(chǎn)品成本。目前，我們團(tuán)隊(duì)參與研發(fā)的機(jī)械手臂已經(jīng)能夠輔助完成植物根、枝、主干的扦插部分。后續(xù)，我們將對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行推廣銷(xiāo)售，并計(jì)劃繼續(xù)對(duì)機(jī)械手臂開(kāi)發(fā)更多的功能，使其可以完成更多的工作。我們團(tuán)隊(duì)所在工作的目的是為了讓更多的仿生植物制造工廠使用我們的機(jī)械手臂產(chǎn)品，促進(jìn)工廠的生產(chǎn)向著自動(dòng)化、智能化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械手臂；工業(yè)機(jī)器人；仿生植物

1引言

機(jī)械手臂是機(jī)械人技術(shù)領(lǐng)域中得到最廣泛實(shí)際應(yīng)用的一種自動(dòng)化機(jī)械裝置[1]，其在提高產(chǎn)品的勞動(dòng)效率上發(fā)揮著重要作用，并且在生產(chǎn)中扮演著舉足輕重的角色。機(jī)械手臂雖然已經(jīng)在諸多行業(yè)得到應(yīng)用，但在仿生植物制造工廠生產(chǎn)中的應(yīng)用才剛剛起步，我們團(tuán)隊(duì)及時(shí)抓住機(jī)遇，參與研發(fā)適用于仿生植物制造生產(chǎn)線(xiàn)上第一代和第二代機(jī)械手臂，我們團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)展推廣銷(xiāo)售工作，初步取得成效，為后續(xù)工作開(kāi)展做了充分的準(zhǔn)備。

2課題的來(lái)源及背景

隨著城市化趨勢(shì)加速，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市遠(yuǎn)離了自然，導(dǎo)致城市生態(tài)環(huán)境日益惡化。城市綠化是城市生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)境的組合，是人與自然的和諧與共融，是科學(xué)和藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合[2]。造就優(yōu)美的人文景觀，提供綠色的生態(tài)環(huán)境，成為當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一大需求和發(fā)展態(tài)勢(shì)[2]。例如長(zhǎng)江以北廣大地區(qū)有長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月的枯草期，這期間整個(gè)大地盡顯土色，城市景觀單調(diào)無(wú)生氣[2]。在城市景觀中使用仿生植物，可以美化生態(tài)環(huán)境，迎合時(shí)代潮流。生活中，人們追求更高的生活品質(zhì)，喜歡要用植物去裝飾房子或者辦公場(chǎng)所，但因生活節(jié)奏快、工作壓力大等諸多原因，人們無(wú)暇照顧植物，仿生植物恰好解決了這個(gè)矛盾。再如婚慶禮儀、商務(wù)慶典等大型活動(dòng)也會(huì)使用仿生植物裝飾現(xiàn)場(chǎng)，不但美化現(xiàn)場(chǎng)，而且降低活動(dòng)成本。可見(jiàn)，仿生植物市場(chǎng)需求前景廣闊。在仿生植物廣闊市場(chǎng)前景的帶動(dòng)下，制作工廠的市場(chǎng)需求不斷提高?，F(xiàn)在，我國(guó)做仿生植物的工廠有很多，但大部分仿生植物制造工廠的生產(chǎn)流水線(xiàn)依然主要依靠人工或半人工來(lái)完成生產(chǎn)。導(dǎo)致諸多問(wèn)題：一是產(chǎn)品成本高，二是效率不如機(jī)器高。我們團(tuán)隊(duì)成員參與了解決生產(chǎn)過(guò)程中穿入操作的第一代以及第二代機(jī)械手臂研發(fā)和制作工作。接下來(lái)，我們團(tuán)隊(duì)會(huì)對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行推廣銷(xiāo)售，將機(jī)械手臂應(yīng)用到更多的仿生植物制造工廠生產(chǎn)線(xiàn)上，促進(jìn)工廠的生產(chǎn)向著自動(dòng)化、智能化發(fā)展。我們大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)針對(duì)后續(xù)推廣銷(xiāo)售工作，制定出詳細(xì)的市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)方案，確定本項(xiàng)目采用線(xiàn)上與線(xiàn)下相結(jié)合的營(yíng)銷(xiāo)模式進(jìn)行推廣銷(xiāo)售。在貨源方面，由自家工廠負(fù)責(zé)生產(chǎn)并提供第二代升級(jí)版的機(jī)械手臂。在營(yíng)銷(xiāo)方面，項(xiàng)目組成員充分發(fā)揮電子商務(wù)專(zhuān)業(yè)特長(zhǎng)進(jìn)行銷(xiāo)售。線(xiàn)上銷(xiāo)售已經(jīng)開(kāi)展，開(kāi)設(shè)了淘寶店，注冊(cè)了阿里的1688，后續(xù)將在繼續(xù)完善現(xiàn)有營(yíng)銷(xiāo)手段基礎(chǔ)上，探索更多的新媒體營(yíng)銷(xiāo)方式，更好地開(kāi)展線(xiàn)上推廣營(yíng)銷(xiāo)。線(xiàn)下銷(xiāo)售也已經(jīng)初步開(kāi)展，主要通過(guò)走銷(xiāo)方式推進(jìn)工作。目前項(xiàng)目組已經(jīng)掌握了大量的線(xiàn)下工廠信息，并已經(jīng)和一部分工廠建立了聯(lián)系，接后續(xù)工作計(jì)劃繼續(xù)走訪(fǎng)工廠，與相關(guān)負(fù)責(zé)人就深度合作進(jìn)行商談。

3機(jī)械手臂國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

從德國(guó)的“工業(yè)4.0戰(zhàn)略”、美國(guó)的《從互聯(lián)網(wǎng)到機(jī)器人———美國(guó)機(jī)器人路線(xiàn)圖》，到韓國(guó)的《智能機(jī)器人基本計(jì)劃（2014－2018）》、日本的《機(jī)器人新戰(zhàn)略》，再到我國(guó)的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》，機(jī)器人成為世界各國(guó)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要切入點(diǎn)[3]。在我國(guó)，工業(yè)機(jī)器人作為智能裝備產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵成員，為我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供重要的支撐作用[3]。中國(guó)早期工業(yè)機(jī)器人的研究機(jī)構(gòu)主要集中在幾所重點(diǎn)高校和部分科研院所[4]。2013年，我國(guó)躍居全球機(jī)器人市場(chǎng)首位，市場(chǎng)前景廣闊，促使更多的企業(yè)投身到機(jī)器人研發(fā)工作中，不斷取得不俗成績(jī)，中國(guó)制造的機(jī)器人在全球市場(chǎng)中所占份額不斷擴(kuò)大[3]。國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新主力也在不斷向企業(yè)傾斜[3]。機(jī)械手臂是工業(yè)機(jī)器人最為典型的代表產(chǎn)品，是將機(jī)器人理論研究應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的成功案例[5]。機(jī)械手臂是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最能體現(xiàn)工業(yè)化和自動(dòng)化效果的新型裝置之一[5]。將機(jī)械手臂應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上帶來(lái)了諸多好處，比如改善了生產(chǎn)勞動(dòng)條件、提高了生產(chǎn)安全保障、提高了生產(chǎn)效率、提高了產(chǎn)品質(zhì)量、降低了成本等等[5]。機(jī)械手臂廣泛應(yīng)用在搬運(yùn)作業(yè)、裝配作業(yè)、噴涂焊接等作業(yè)環(huán)境中[5]，為工廠生產(chǎn)向著自動(dòng)化、智能化發(fā)展提供助力。

4機(jī)械手臂在仿生植物制造工廠的應(yīng)用

機(jī)械手臂在各類(lèi)工業(yè)領(lǐng)域都有著很好的應(yīng)用前景。我們團(tuán)隊(duì)結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，利用機(jī)械手臂取代人工配合機(jī)器生產(chǎn)仿生植物。傳統(tǒng)仿生植物生產(chǎn)中的穿入工作采用人工操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，我們參與研發(fā)的機(jī)械手臂可以取代人工對(duì)機(jī)器需要的原料進(jìn)行穿入操作。在生產(chǎn)線(xiàn)上使用機(jī)械手臂不但可以提高生產(chǎn)安全，而且可以為企業(yè)減少人員開(kāi)銷(xiāo)，降低產(chǎn)品成本。仿生植物生產(chǎn)線(xiàn)上的機(jī)械手臂是利用可編程序控制器進(jìn)行系統(tǒng)編程，通過(guò)向電磁閥發(fā)送電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂的液壓缸，起到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)考慮到安全問(wèn)題，在機(jī)械手臂的特殊位置上配有感應(yīng)探頭，只要出現(xiàn)任何故障，機(jī)器馬上會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)械手臂設(shè)計(jì)合理，采用PLC自動(dòng)控制，操作直觀、方便、可靠，可動(dòng)態(tài)了解機(jī)器的工作狀態(tài)。各部分均采用氣動(dòng)裝置，集中可編程控制器，性能可靠穩(wěn)定，100%避免人為事故，操作簡(jiǎn)單，維修方便。冷卻系統(tǒng)采用一體化控制。送料系統(tǒng)采用無(wú)級(jí)調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)定量送料。通過(guò)客戶(hù)端和云數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合，PLC可以任意改變動(dòng)作，電磁繼電器依次開(kāi)始工作。射骨機(jī)適用于多種模擬植物，如彩印花葉、花形加熱技術(shù)、射骨注射技術(shù)等。全自動(dòng)輸送和輸送，機(jī)械自動(dòng)化程度高。整套射骨機(jī)的部件包括：油壓儲(chǔ)糧架、滾絲機(jī)氣壓自動(dòng)夾持器、上料臺(tái)或自動(dòng)上料設(shè)備（可選）。操作方式分為手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)。在調(diào)試前對(duì)設(shè)備和模具進(jìn)行加工也非常方便。一個(gè)工人可以輕松地管理4-6臺(tái)機(jī)械手臂。它可以大大減少傳統(tǒng)勞動(dòng)力的數(shù)量。目前，機(jī)械手臂已經(jīng)應(yīng)用到兩家工廠生產(chǎn)線(xiàn)上，運(yùn)行效果良好。機(jī)械手臂整機(jī)參考性能如表1所示。

5結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械手臂雖然已經(jīng)在部分行業(yè)得到應(yīng)用，在仿生植物制造工廠生產(chǎn)線(xiàn)上的應(yīng)用尚屬比較新的應(yīng)用領(lǐng)域。我們團(tuán)隊(duì)成員參與研發(fā)了適用于仿生植物制造生產(chǎn)線(xiàn)上第一代和第二代機(jī)械手臂以及第二代升級(jí)版機(jī)械手臂，并介紹機(jī)械手臂在仿生植物制造工廠的應(yīng)用，在生產(chǎn)線(xiàn)上使用機(jī)械手臂不但可以提高生產(chǎn)安全，而且可以為企業(yè)降低成本。我們團(tuán)隊(duì)在繼續(xù)開(kāi)展推廣銷(xiāo)售工作的同時(shí)，也指定專(zhuān)門(mén)人員繼續(xù)參與下一代機(jī)械手臂的研發(fā)工作。首先增加機(jī)械手臂的功能，提高機(jī)器性能；其次將人工智能技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械手臂上，更好的實(shí)現(xiàn)智能化效果。

參考文獻(xiàn)

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[3]江蘇省機(jī)器人專(zhuān)業(yè)委員會(huì).國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析.電子發(fā)燒友網(wǎng)，2019.5.10.

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[5]寧致遠(yuǎn).典型機(jī)械手臂研究現(xiàn)狀綜述[J].信息記錄材料，2018，19（03）：4-5.

作者:張釗 顏輝 何雨澤 張娜 孫宏杰 李正坤 單位:長(zhǎng)春工程學(xué)院