① 项目背景与设计目标
随着工业自动化向柔性生产与人机协作方向发展，本项目旨在设计一套集自动上料、装配与检测于一体的生产单元。系统需兼顾自动化效率与人工操作安全，实现“自动化主导 + 人工辅助”的高效协作模式，提升中小型装配线的柔性与产能。
② 整体结构与系统布局
设备总体采用“上料模组 + 转盘装配台 + 检测单元 + 人机操作区”四部分布局：
上料模块：设计垂直堆叠式料仓与滚筒输送带，配合升降电机实现自动分层取料；
转盘装配区：八工位分布式结构，采用步进电机与凸轮分割器实现精准转位；
机构设计：各工位搭载气动夹具、滑台机构及检测探针，实现组装、压装与检测功能；
人机协作：工作区布置人体模型进行仿真分析，优化操作高度与安全距离，符合人体工程学；
框架与支撑：主机架采用方钢焊接结构，辅以铝型材防护罩，保证刚度与操作安全。
整机尺寸约为1800×1000×1600mm，占地紧凑，适用于标准工厂单元化布局。
③ 核心设计与计算分析
转盘分度角45°，每工位切换时间0.8s；
料仓提升模组采用同步带驱动，提升行程800mm，负载20kg；
机构运动仿真结果表明，最大冲击载荷1.2kN，安全系数>2.8；
人体模型仿真显示操作员姿态角θ≈18°，符合长时间操作舒适区间；
控制部分采用PLC+传感器闭环控制，实现自动检测与报警反馈。
④ 设计周期与执行流程
第1–2周：调研与方案设计
第3–5周：整机结构建模与运动计算
第6–8周：仿真与装配优化
第9–10周：人机交互分析与展示动画制作
⑤ 技术亮点与创新点
采用人机工效设计，兼顾自动化与人工介入安全；
垂直堆叠料仓 + 传送带复合上料方式，提高存料密度与供料效率；
多工位转盘式结构，实现高节拍连续装配；
模块化可拆结构，便于设备维护与场景拓展；
可通过仿真验证操作员动作范围与安全间距。
⑥ 专业总结与体会
本项目综合运用了机械设计原理、自动化控制与人机工程学知识。通过SolidWorks三维建模、机构运动仿真与人体姿态分析，我深刻理解了自动化装配线在效率与安全之间的平衡设计理念。整个过程让我从单一机构设计者成长为系统性思考的工程设计者。
#机械设计 #自动化装配 #人机协作 #SolidWorks建 #转盘机构 #仿真分析 #机电一体化 #智能制造 #毕业设计 #工业工程
随着工业自动化向柔性生产与人机协作方向发展，本项目旨在设计一套集自动上料、装配与检测于一体的生产单元。系统需兼顾自动化效率与人工操作安全，实现“自动化主导 + 人工辅助”的高效协作模式，提升中小型装配线的柔性与产能。
② 整体结构与系统布局
设备总体采用“上料模组 + 转盘装配台 + 检测单元 + 人机操作区”四部分布局：
上料模块：设计垂直堆叠式料仓与滚筒输送带，配合升降电机实现自动分层取料；
转盘装配区：八工位分布式结构，采用步进电机与凸轮分割器实现精准转位；
机构设计：各工位搭载气动夹具、滑台机构及检测探针，实现组装、压装与检测功能；
人机协作：工作区布置人体模型进行仿真分析，优化操作高度与安全距离，符合人体工程学；
框架与支撑：主机架采用方钢焊接结构，辅以铝型材防护罩，保证刚度与操作安全。
整机尺寸约为1800×1000×1600mm，占地紧凑，适用于标准工厂单元化布局。
③ 核心设计与计算分析
转盘分度角45°，每工位切换时间0.8s；
料仓提升模组采用同步带驱动，提升行程800mm，负载20kg；
机构运动仿真结果表明，最大冲击载荷1.2kN，安全系数>2.8；
人体模型仿真显示操作员姿态角θ≈18°，符合长时间操作舒适区间；
控制部分采用PLC+传感器闭环控制，实现自动检测与报警反馈。
④ 设计周期与执行流程
第1–2周：调研与方案设计
第3–5周：整机结构建模与运动计算
第6–8周：仿真与装配优化
第9–10周：人机交互分析与展示动画制作
⑤ 技术亮点与创新点
采用人机工效设计，兼顾自动化与人工介入安全；
垂直堆叠料仓 + 传送带复合上料方式，提高存料密度与供料效率；
多工位转盘式结构，实现高节拍连续装配；
模块化可拆结构，便于设备维护与场景拓展；
可通过仿真验证操作员动作范围与安全间距。
⑥ 专业总结与体会
本项目综合运用了机械设计原理、自动化控制与人机工程学知识。通过SolidWorks三维建模、机构运动仿真与人体姿态分析，我深刻理解了自动化装配线在效率与安全之间的平衡设计理念。整个过程让我从单一机构设计者成长为系统性思考的工程设计者。
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