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大赛作品详情

作品名称：双轨智擎——真空抓取包装系统
学校名称：唐山学院
参赛队伍：汤圆爱吃汤圆队
队伍编号：225258
参赛学生：唐雨帆田家畅张子腾
指导老师：张帆秦红星
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

双轨智擎 —— 真空抓取包装系统项目介绍

项目概况

本项目聚焦手机壳规模化生产中的包装痛点，研发一款全流程自动化的真空抓取包装系统，适用于 3C 电子配件生产企业的批量包装场景。产品依托《“十四五” 智能制造发展规划》政策支持，响应制造业智能化转型需求，通过整合机械结构设计与数字化技术，替代传统 8-10 人协作的人工包装模式，实现效率与精度的双重提升。

核心功能与结构

系统由三大核心模块构成，搭配独立电机与信号传感器实现联动协同：

手机壳 180° 翻转模块：完成手机壳原地 180° 精准翻转，保障包装朝向一致性。
塑托包装模块：通过伺服电机驱动齿轮组与凸轮机构，实现塑托分离输送、手机壳真空抓取与精准放置，适配不同规格产品。
打包封装模块：采用丝杠导轨 + 吸盘机构输送包装纸，结合槽轮 + 凸轮机构完成打包装入，通过二级齿轮减速 + 带传动保障动力传递稳定。

关键技术与优势

高精度稳定运行：核心部件伺服电机定位精度达 0.1°，丝杠导轨精度 ±0.2mm，关键结构经有限元分析验证，极限载荷下变形量≤0.013mm，满足长期稳定生产需求。
全流程自动化：整合塑托分离、抓取、翻转、放置、封装等全环节，无需人工干预，显著提升包装效率与一致性。
高适配通用性：支持真空气缸行程调整、吸盘材质兼容多种壳体，可适配不同厚度、尺寸的手机壳与塑托，降低设备调整成本。
高性价比设计：选用 1060 铝合金、45 号钢等兼顾性能与成本的材料，结构精简无冗余，总预估成本约 8116 元，性价比优于同类自动化设备。

核心创新点

塑托分离输送协同：采用 “齿轮 - 连杆组合式水平间歇输送机构” 与 “凸轮间歇开合托台” 联动，解决传统输送中塑托堆积、分离不彻底的问题。
柔性抓取与轨迹控制：通过真空吸附实现无损伤抓取，搭配 “曲柄滑块机构 + 特定导轨槽” 约束运动轨迹，确保手机壳放置角度一致。
复合传动与机构适配：创新采用 “二级齿轮减速 + 带传动” 设计，针对不同工序精准选型执行机构，实现多机构时序协同与高效联动。

数字化研发与呈现

项目全程采用数字化工具支撑研发：通过 SolidWorks 搭建三维模型并完成干涉分析，利用 CINEMA 4D 进行模型渲染与爆炸解体展示，借助 ANSYS 开展有限元分析验证结构合理性，最终通过 Adobe After Effects 制作仿真视频，全方位呈现产品设计与工作流程。