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《综合创新设计》任务及要求

一、任务的目的

综合创新设计主要目的是要求学生理解和掌握机械类课程（包括但不限于“理论力学”、“材料力学”、“机械制图”、“机械原理”、“机械设计”、“机械制造基础”等）的基本概念、基本原理、基本方法，并在实际需求中得到充分应用。综合创新设计注重创新设计意识、综合设计能力与团队协作精神；加强动手及仿真能力的培养和训练，提高学生针对实际需求进行创新思维、机械设计和仿真制作等实际工作能力。

炮孔炸药装填的整体流程，通过前期的转运炸药将炸药从工厂、工地转运至装填车上，以便装填车一次性能装填多个炮孔，通过装填车上的搬运系统将炸药分别搬运至相应的开包位置对炸药进行开包处理，随后从开包位置输送至炮孔，通过下料装置按工艺流程将所需模块放置在炮孔上方进行作业，以此完成整个炮孔装填任务。

当前，我国钻爆法施工中，大多使用人工钻孔施工、投放炸药，通过研发使用炸药装填车可以改善劳动条件，减轻工人的劳动强度。因此，为提高爆破施工整体机械化效率，减少施工人员数量，需要采用机械化装药设备进行炸药装填施工。随着我国经济的发展和效率意识的提高，对爆破工程的爆破效率的要求越来越高，如何减少工人的劳动强度，提高安全性，智能一体化炸药装填设备的研发具有重要意义。从经济和工作效率两方面进行分析，爆破拆除具有耗费成本低、工作效率高等优点，并且具有更加长远的发展前景。在最近的几十年中，爆破拆除这一技术不断被人们所重视，并针对爆破拆除进行一系列研究，逐渐地将其应用于拆除领域当中。然而现如今在进行爆破拆除前，仍需要大量的工作人员在爆破现场中进行工作。该工作方式不仅会使工作人员的人身安全具有一定的风险，并且还浪费了大量的人力物力，因此该方式亟需改进。通过研发智能一体化爆破装填车代替人工进行钻孔、填装炸药等工作，将大量的人力从简单的工作中释放出来，提高作业效率及安全性。

二、主题及内容

1、Φ120炮孔智能装填一体化作业机器人—炸药转运系统

从工厂中输送到工地的炸药需要装入炮孔智能装填车上，以保证装填车能够连续作业实现高效装填炸药，炸药装填车一次性装填炸药量为2吨。首先，将堆积在工地上的炸药通过适当方式放置在输送带上，需要将两种不同的炸药分时一次性输送。位于装填车上的桁架搬运系统发挥码垛功能，届时将输送过来的炸药堆放在炸药存储仓中，以此，完成炸药的转运。其中危货品传送带与履带车连接采用滑动式挂钩连接,传送带采用两段式设计，工人搬运货箱后半部炸药时只用单段传送带，当工人搬运货箱前半部炸药时通过连接部件将两段组合，增加工作范围，达到减少炸药搬运，降低劳动强度的目的。主要任务模块：

1）炸药转运整体结构、典型零件及其功能；2）重要部件分析；3搬运系统控制

2、Φ120炮孔智能装填一体化作业机器人—探孔及清渣系统

爆破工程现场进行爆破时会先进行钻孔，因此，在钻孔后进行炸药的装填，炮孔中的石渣和少量的水会影响爆破的质量，甚至在水位过高时导致粉末和乳化炸药无法进行有效装填。所以，在进行炸药装填前需要先进行炮孔的清渣处理。当清渣过程中，进行空洞探测，较大的空洞，既浪费炸药又严重影响爆破质量，一般当作废孔处理，这就是进行探测空洞的目的。主要任务模块：

1）探孔及清渣整体结构、典型零件及其功能；2）重要部件分析；3探孔及清渣控制

3、Φ120炮孔智能装填一体化作业机器人—炸药搬运系统

在实现炮孔装填的前置任务：炸药转运和炮孔测量及清渣后，炮孔测量模块会通过上位机计算得到我们当前炮孔所需装填的炸药量，此后，将会进行正式的炮孔装填任务，通常先将粉末炸药装填进炮孔，随后装填乳化炸药，最后装填起爆炸药。因此，装填车需要将位于炸药存储仓的炸药搬运至炮孔装填车上的开包模块，即将乳化炸药搬运至乳化开箱模块进行开箱，将粉末炸药搬运至粉末开包模块进行开包，以便后续进行装填。主要任务模块：

1）炸药搬运系统结构；2）重要部件分析；3）搬运系统控制

4、Φ120炮孔智能装填一体化作业机器人—粉末炸药开箱下料装置

粉末炸药开包下料装置主要包括开包机构及料仓机构，实现粉末炸药的开包及下料工作。通过炸药搬运流程后，将所需的炸药搬运至相应炸药的开包机构处，装填车上的开包机构则对相应炸药进行自动开包处理，当对粉末炸药进行开包时，搬运系统会将粉末炸药精确搬运至粉末炸药开包机构处，对其进行开包处理，粉末炸药开包机构实现对粉末炸药开包、存储、计量、输送、包装袋的收集等功能。主要任务模块：

1）粉末炸药开包下料装置结构；2）重要部件性能分析；3）粉末炸药开箱下料装置控制

5、Φ120炮孔智能装填一体化作业机器人—乳化炸药开箱下料装置

当装填车需要对乳化炸药进行装填时，会先将箱装的乳化炸药搬运至乳化开箱机构处进行开箱处理，同时乳化开箱机构将开箱后的乳化炸药进行分拣处理，通过防堵装置将乳化炸药一根一根