抓药机器人虚拟仿真设计
【】当今社会，机器人产业的发展日新月异。国外拥有众多品质优良的机器人公司例如瑞士的ABB，德国的库卡，日本的安川等。国内也有很多例如嘉腾、科瑞恩、汇博等机器人企业，他们都是和学校有着密切合作的机器人企业。在本文设计的机器人使用的是最新的仿人机器人，由机器人ABB，是人机合作的第一个工业机器人手臂的实现，这样的设计是成功的，YuMi已经成为人机合作的时代新潮流，当文中的机器人是这样一种新结合，作为一种人机互动的新途径被开发出来。本文的设计是基于一个创新想法，利用软件仿真做出来，利用仿真实现其功能的可行性，从而为搭建实物系统奠定基础。
目录
引言 1
一、抓药机器人的概述 2
（一）抓药机器人的整体概述 2
（二）抓药机器人的特点 2
（三）抓药机器市场前景与应用 2
二、抓药机器人的设备外观、布局、设计理念 4
（一）抓药机器人的设备外观 4
（二）抓药机器人的布局 4
（三）抓药机器人的设计理念 4
三、ABB Robotstudio的软件介绍 5
（一） 规划与可行性 5
（二） 编程简介 5
（三） 路径优化设计 6
（四） 虚拟示教器与事件表 6
四、抓药机器人的设计过程 7
（一）模型的导入与布局 7
（二）smart组件的建立 7
（三）路径的设置与同步 8
（四）机器人I/O的配置与工作站系统的链接 9
（五）程序的编写 11
五、抓药机器人的运行验证与结果演示 12
六、问题分析 14
总结 15
参考文献 16
谢词 17
引言
在当今社会，机器人已经开始走进普通大众的视线。而作为贴近人们生活的服务机器人，越来越多的出现在日常生活中，例如扫地、飞行机器人等。本文所涉及的机器人跟在学校里所学习到的工业机器人类似，都是由控制系统、伺服电机、驱动系统、
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传感检测系统等组成。服务机器人可以模仿人类的一些动作，通过事先编好的程序自主完成一些可重复的动作。机器人能够代替人在复杂环境下，完成某些特殊工作。适用于多批量的重复性的生产。
在生产过程中加入了机器人，可以很好的提高生产效率的。例如在药房的工作中增加一个抓药的机器人，可以很好的解决取药难的问题。因此本文设计的抓药机器人应运而生，机器人替代了药剂师，在解决抓药繁琐问题的同时，也可以提高了抓药效率。在本文的设计过程中需要调试机器人程序，设计仿真所需要的模型，调试传感器的信号，以及软硬件的配合等问题。这些所用到的知识都在学校里学到过一些基础，通过在企业里不断的实践学习，在得以提高，并将完成本论文的设计。
一、抓药机器人的概述
（一）抓药机器人的整体概述
在当下不断变化着的世界里，越来越多的行业里运动到了机器人，随着中国制造2025 的不断推进，一大批机器换人的工作正在展开。机器人以他们独特的姿态不怕苦不怕累，完成简单的重复性动作，大大的加快了企业的生产效率。但正如所看到的，工业机器人主要从事的还是一些抓取货箱，焊接汽车的工作。将机器人运用与人们生活中的机器人，大多都是一些小型的例如扫地机器人。在将机器人推广到贴近生活的背景下。本文依托ABB新一代的YuMi双臂机器人，设计想出了这样一个抓药的贴近生活的设计。YuMi的体积适中，价格合适，可操作性十分高。本文正好抓住了其这一设计特点，将其与人们生活拉近，将其应用于药房的抓药。在仿真过程中，他可以自主进行药物识别、抓取、称量、研磨。YuMi的防误碰设计，一但手臂碰到物体，其会即可停止当前动作，在特殊情况下，机器人也可以与人一起工作，例如一同制作一个相对繁琐的药剂。
（二）抓药机器人的特点
本文所使用的机器人，是最新的带有双臂配合的机器人。将其运用到抓药这一过程中，其双臂可以相互配合，完成许多单臂机器人不能完成的工作。YuMi如图11所示。
图11 YuMi双臂机器人
（三）抓药机器市场前景与应用
随着社会的不断发展，当今社会医疗保险制度的不断完善，在我党的领导下，医疗行业的也是日新月异，不断有高新科技进入医院帮助医生完成各项工作。中医行业的飞速发展，以及更多科学论证被证明出来，在中国相信中医的人开始增多。在现在苏州的各大西药房都出现了很多自动化的取药设备，正如我工作地附近的吴中人民医院。但对于中医院里面，目前依旧缺少相关的设备。社会需求的飞速增加，使得抓药技师的工作变得非常复杂。然而中药在中国改革开放之后一直得不到重视，所以导致更多的人选择去学习西医，而药药技师本身也需要记住众多的药名以及搭配方法，这本身也造成了现在药店要招聘到一位优秀的药药剂师是十分困难的，中国现有的药药剂师有了青黄不接的态势，无法应付现在日益药需求，在药店排队等候的人群如图12所示，所以本文所设计的抓药机器人拥有广泛的发展市场。
设计的机器人系统可以大大减少药剂师的重复性劳动，但是在一些要求比较苛刻的药方，机器人还是不能完全代替其工作。在药房忙碌的场景如图13所示。抓药机器人本质是一件工具，一件协助药药剂师的工具，一些设计好的药方，机器人可以直接去抓取并称重，而一些心得药方，药剂师可以通过电脑经行选择并且输入药剂的重量，完成之后输入给机器人，让机器人去抓取。机器人的加入使得药剂师的工作得以减轻，避免了药剂师的爬高，提高了工作效率，同时也减少了抓错药的概率，从而减少延误病人的病情的情况。所以结合实际情况，本文设计的抓药机器人有着充足的市场发展空间。
图12 医院药房排队的场景
图13 忙碌的药房
二、抓药机器人的设备外观、布局、设计理念
（一）抓药机器人的设备外观
本文设计仿真应用的抓药机器人是由YuMi双臂机器人为主体，搭配机械手臂夹爪、称重设备控制柜及其他辅助工件完成工作。设备机器人具体如图21所示。
图21 设备外观
（二）抓药机器人的布局
本设计中的仿真布局如图22所示。墙体的三面都放置了药柜，药柜采用两面都可以打开的设计，里面用于机器人的打开抓药，外面用于药店为药柜增添药材，机器人安装在带滑动升降的平台上，在平台上有一个储物柜，里面放着捣药棒、称重剂、夹爪等设备。
图22 抓药机器人的布局
（三）抓药机器人的设计理念
目录
引言 1
一、抓药机器人的概述 2
（一）抓药机器人的整体概述 2
（二）抓药机器人的特点 2
（三）抓药机器市场前景与应用 2
二、抓药机器人的设备外观、布局、设计理念 4
（一）抓药机器人的设备外观 4
（二）抓药机器人的布局 4
（三）抓药机器人的设计理念 4
三、ABB Robotstudio的软件介绍 5
（一） 规划与可行性 5
（二） 编程简介 5
（三） 路径优化设计 6
（四） 虚拟示教器与事件表 6
四、抓药机器人的设计过程 7
（一）模型的导入与布局 7
（二）smart组件的建立 7
（三）路径的设置与同步 8
（四）机器人I/O的配置与工作站系统的链接 9
（五）程序的编写 11
五、抓药机器人的运行验证与结果演示 12
六、问题分析 14
总结 15
参考文献 16
谢词 17
引言
在当今社会，机器人已经开始走进普通大众的视线。而作为贴近人们生活的服务机器人，越来越多的出现在日常生活中，例如扫地、飞行机器人等。本文所涉及的机器人跟在学校里所学习到的工业机器人类似，都是由控制系统、伺服电机、驱动系统、
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传感检测系统等组成。服务机器人可以模仿人类的一些动作，通过事先编好的程序自主完成一些可重复的动作。机器人能够代替人在复杂环境下，完成某些特殊工作。适用于多批量的重复性的生产。
在生产过程中加入了机器人，可以很好的提高生产效率的。例如在药房的工作中增加一个抓药的机器人，可以很好的解决取药难的问题。因此本文设计的抓药机器人应运而生，机器人替代了药剂师，在解决抓药繁琐问题的同时，也可以提高了抓药效率。在本文的设计过程中需要调试机器人程序，设计仿真所需要的模型，调试传感器的信号，以及软硬件的配合等问题。这些所用到的知识都在学校里学到过一些基础，通过在企业里不断的实践学习，在得以提高，并将完成本论文的设计。
一、抓药机器人的概述
（一）抓药机器人的整体概述
在当下不断变化着的世界里，越来越多的行业里运动到了机器人，随着中国制造2025 的不断推进，一大批机器换人的工作正在展开。机器人以他们独特的姿态不怕苦不怕累，完成简单的重复性动作，大大的加快了企业的生产效率。但正如所看到的，工业机器人主要从事的还是一些抓取货箱，焊接汽车的工作。将机器人运用与人们生活中的机器人，大多都是一些小型的例如扫地机器人。在将机器人推广到贴近生活的背景下。本文依托ABB新一代的YuMi双臂机器人，设计想出了这样一个抓药的贴近生活的设计。YuMi的体积适中，价格合适，可操作性十分高。本文正好抓住了其这一设计特点，将其与人们生活拉近，将其应用于药房的抓药。在仿真过程中，他可以自主进行药物识别、抓取、称量、研磨。YuMi的防误碰设计，一但手臂碰到物体，其会即可停止当前动作，在特殊情况下，机器人也可以与人一起工作，例如一同制作一个相对繁琐的药剂。
（二）抓药机器人的特点
本文所使用的机器人，是最新的带有双臂配合的机器人。将其运用到抓药这一过程中，其双臂可以相互配合，完成许多单臂机器人不能完成的工作。YuMi如图11所示。
图11 YuMi双臂机器人
（三）抓药机器市场前景与应用
随着社会的不断发展，当今社会医疗保险制度的不断完善，在我党的领导下，医疗行业的也是日新月异，不断有高新科技进入医院帮助医生完成各项工作。中医行业的飞速发展，以及更多科学论证被证明出来，在中国相信中医的人开始增多。在现在苏州的各大西药房都出现了很多自动化的取药设备，正如我工作地附近的吴中人民医院。但对于中医院里面，目前依旧缺少相关的设备。社会需求的飞速增加，使得抓药技师的工作变得非常复杂。然而中药在中国改革开放之后一直得不到重视，所以导致更多的人选择去学习西医，而药药技师本身也需要记住众多的药名以及搭配方法，这本身也造成了现在药店要招聘到一位优秀的药药剂师是十分困难的，中国现有的药药剂师有了青黄不接的态势，无法应付现在日益药需求，在药店排队等候的人群如图12所示，所以本文所设计的抓药机器人拥有广泛的发展市场。
设计的机器人系统可以大大减少药剂师的重复性劳动，但是在一些要求比较苛刻的药方，机器人还是不能完全代替其工作。在药房忙碌的场景如图13所示。抓药机器人本质是一件工具，一件协助药药剂师的工具，一些设计好的药方，机器人可以直接去抓取并称重，而一些心得药方，药剂师可以通过电脑经行选择并且输入药剂的重量，完成之后输入给机器人，让机器人去抓取。机器人的加入使得药剂师的工作得以减轻，避免了药剂师的爬高，提高了工作效率，同时也减少了抓错药的概率，从而减少延误病人的病情的情况。所以结合实际情况，本文设计的抓药机器人有着充足的市场发展空间。
图12 医院药房排队的场景
图13 忙碌的药房
二、抓药机器人的设备外观、布局、设计理念
（一）抓药机器人的设备外观
本文设计仿真应用的抓药机器人是由YuMi双臂机器人为主体，搭配机械手臂夹爪、称重设备控制柜及其他辅助工件完成工作。设备机器人具体如图21所示。
图21 设备外观
（二）抓药机器人的布局
本设计中的仿真布局如图22所示。墙体的三面都放置了药柜，药柜采用两面都可以打开的设计，里面用于机器人的打开抓药，外面用于药店为药柜增添药材，机器人安装在带滑动升降的平台上，在平台上有一个储物柜，里面放着捣药棒、称重剂、夹爪等设备。
图22 抓药机器人的布局
（三）抓药机器人的设计理念
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