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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查表
學(xué)生姓名
劉博若
學(xué)號(hào)
05208320
班 級(jí)
08機(jī)制3班
指導(dǎo)教師
耿宏偉
職稱
講 師
單 位
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目
控制機(jī)器人行走設(shè)計(jì)
已完成工作、存在的問(wèn)題及下一步的打算
已完成的工作:
1. 任務(wù)書(shū)；開(kāi)題報(bào)告；外文翻譯；文獻(xiàn)綜述；畢業(yè)設(shè)計(jì)的書(shū)寫(xiě)等；
2. 對(duì)控制機(jī)器行走設(shè)計(jì)的一些cad圖紙的初步繪制。
存在的問(wèn)題:
對(duì)設(shè)計(jì)的一些細(xì)節(jié)考慮的還不夠深入，對(duì)cad繪圖還不夠嫻熟。
下一步打算:
認(rèn)真思考一下上述存在的問(wèn)題，以便把設(shè)計(jì)進(jìn)行更好的完善。
學(xué)生簽名：劉博若
2012年 5 月 4 日
檢查意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
學(xué)生姓名
劉博若
學(xué)號(hào)
05208320
班 級(jí)
08機(jī)制3班
指導(dǎo)教師
耿宏偉
職稱
講師
單 位
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
控制機(jī)器人行走設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：
結(jié)合輕型機(jī)器人平臺(tái)的研究，圍繞輕型雙輪式機(jī)器人的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。對(duì)機(jī)器人的整體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算并校核機(jī)器人的軸部件，并對(duì)機(jī)器人的控制功能進(jìn)行研究及設(shè)計(jì)。
對(duì)輕型雙輪式機(jī)器人進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用雙步進(jìn)電機(jī)操控的方案，以及其控制電路的設(shè)計(jì)及電路圖。
主要參考資料：
1. 吳紹斌，陳慧巖，軍用地面無(wú)人車(chē)輛的發(fā)展.車(chē)輛與動(dòng)力技術(shù)2002年第4期
2. 王榮本 李兵,世界智能車(chē)輛的研究概況.
3. 馮巧玲，自動(dòng)控制原理.北京航空航天大學(xué)出版社，2003
4. 陳海初,李滿天,王振華等,壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)三自由度精密移動(dòng)定位微小機(jī)器人
5. 魏丕勇，小型無(wú)人地面機(jī)動(dòng)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)與控制方法研究。北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文。 2005：51－57
6．徐灝，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)社，2002
7．李宜達(dá), 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真.清華大學(xué)出版社，2004
8. 王曉明，電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制.北京航空航天大學(xué)出版社，2002
9. 刑俊文，輪式兩棲車(chē)可升降獨(dú)立懸架的方案設(shè)計(jì)和仿真研究.裝甲兵工程學(xué)院碩士學(xué)位論文.2001
10. 小栗富士雄，小栗達(dá)男，機(jī)械設(shè)計(jì)禁忌手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2003
11. 唐國(guó)棟，高云國(guó)．基于L297／L298芯片步進(jìn)電機(jī)的單片機(jī)控制．微計(jì)算機(jī)信
息，2006，22(1)．134-136．
畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成的主要工作：
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述
4. 畢業(yè)設(shè)計(jì)的翻譯文章及外文原文
5.畢業(yè)論文
6.相關(guān)圖紙
畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排：
序號(hào)
畢業(yè)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容
時(shí)間安排
備注
1
查閱資料并撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
2011.12.10-2011.12.20
2
指導(dǎo)教師審核開(kāi)題報(bào)告,學(xué)生根據(jù)指導(dǎo)老師意見(jiàn)做進(jìn)一步修改
2011.12.21-2011.12.22
3
系里組織開(kāi)開(kāi)題報(bào)告會(huì)
2011.12.21-2011.12.22
4
由指導(dǎo)老師指導(dǎo)查閱資料，并翻譯外文資料
2012.12.23-2011.12.31
5
撰寫(xiě)文獻(xiàn)綜述，經(jīng)指導(dǎo)老師審閱后著手畢業(yè)論文的寫(xiě)作
2012.01.01-2012.01.20
6
開(kāi)始編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作計(jì)劃，進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)
2012.01.21-2012.03.06
7
整改設(shè)計(jì)論文
2012.04.29-2012.04.30
8
畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯
2012.05.05-2012.05.19
課題信息：
課題性質(zhì)： 設(shè)計(jì)■ 論文□ ?
課題來(lái)源： 教學(xué)□ 科研■ 生產(chǎn)□ 其它□
發(fā)出任務(wù)書(shū)日期： 2011.12.6
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見(jiàn)：
教研室主任簽名：
年 月 日
學(xué)生簽名：
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)外文資料翻譯
系 別： 工程技術(shù)系
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
2011 年12 月 30 日
外文翻譯
外文資料：
Robots
First, I explain the background robots, robot technology development. It should be said it is a common scientific and technological development of a comprehensive results, for the socio-economic development of a significant impact on a science and technology. It attributed the development of all countries in the Second World War to strengthen the economic input on strengthening the country's economic development. But they also demand the development of the productive forces the inevitable result of human development itself is the inevitable result then with the development of humanity, people constantly discuss the natural process, in understanding and reconstructing the natural process, people need to be able to liberate a slave. So this is the slave people to be able to replace the complex and engaged in heavy manual labor, People do not realize right up to the world's understanding and transformation of this technology as well as people in the development process of an objective need.
Robots are three stages of development, in other words, we are accustomed to regarding robots are divided into three categories. is a first-generation robots, also known as teach-type robot, it is through a computer, to control over one of a mechanical degrees of freedom Through teaching and information stored procedures, working hours to read out information, and then issued a directive so the robot can repeat according to the people at that time said the results show this kind of movement again, For example, the car spot welding robots, only to put this spot welding process, after teaching, and it is always a repeat of a work It has the external environment is no perception that the force manipulation of the size of the work piece there does not exist, welding 0S It does not know, then this fact from the first generation robot, it will exist this shortcoming, it in the 20th century, the late 1970s, people started to study the second-generation robot, called Robot with the feeling that This feeling with the robot is similar in function of a certain feeling, for instance, force and touch, slipping, visual, hearing and who is analogous to that with all kinds of feelings, say in a robot grasping objects, In fact, it can be the size of feeling out, it can through visual, to be able to feel and identify its shape, size, color Grasping an egg, it adopted a acumen, aware of its power and the size of the slide. Third-generation robots, we were a robotics ideal pursued by the most advanced stage, called intelligent robots, So long as tell it what to do, not how to tell it to do, it will be able to complete the campaign, thinking and perception of this man-machine communication function and function Well, this current development or relative is in a smart part of the concept and meaning But the real significance of the integrity of this intelligent robot did not actually exist, but as we continued the development of science and technology, the concept of intelligent increasingly rich, it grows ever wider connotations.
Now, I would like to briefly outline some of the industrial robot situation. So far, the industrial robot is the most mature and widely used category of a robot, now the world's total sales of 1.1 million Taiwan, which is the 1999 statistics, however, 1.1 million in Taiwan have been using the equipment is 75 million, this volume is not small. Overall, the Japanese industrial robots in this one, is the first of the robots to become the Kingdom, the United States have developed rapidly. Newly installed in several areas of Taiwan, which already exceeds Japan, China has only just begun to enter the stage of industrialization, has developed a variety of industrial robot prototype and small batch has been used in production.
Spot welding robot is the auto production line, improve production efficiency and raise the quality of welding car, reduce the labor intensity of a robot. It is characterized by two pairs of robots for spot welding of steel plate, bearing a great need for the welding tongs, general in dozens of kilograms or more, then its speed in meters per second a 5-2 meter of such high-speed movement. So it is generally five to six degrees of freedom, load 30 to 120 kilograms, the great space, probably expected that the work of a spherical space, a high velocity, the concept of freedom, that is to say, Movement is relatively independent of the number of components, the equivalent of our body, waist is a rotary degree of freedom We have to be able to hold his arm, Arm can be bent, then this three degrees of freedom, Meanwhile there is a wrist posture adjustment to the use of the three autonomy, the general robot has six degrees of freedom. We will be able to space the three locations, three postures, the robot fully achieved, and of course we have less than six degrees of freedom. Have more than six degrees of freedom robot, in different occasions the need to configure.
The second category of service robots, with the development of industrialization, especially in the past decade, Robot development in the areas of application are continuously expanding, and now a very important characteristic, as we all know, Robot has gradually shifted from manufacturing to non-manufacturing and service industries, we are talking about the car manufacturer belonging to the manufacturing industry, However, the services sector including cleaning, refueling, rescue, rescue, relief, etc. These belong to the non-manufacturing industries and service industries, so here is compared with the industrial robot, it is a very important difference. It is primarily a mobile platform, it can move to sports, there are some arms operate, also installed some as a force sensor and visual sensors, ultrasonic ranging sensors, etc. It’s surrounding environment for the conduct of identification, to determine its campaign to complete some work, this is service robot’s one of the basic characteristics.
For example, domestic robot is mainly embodied in the example of some of the carpets and flooring it to the regular cleaning and vacuuming. The robot it is very meaningful, it has sensors, it can furniture and people can identify, It automatically according to a law put to the ground under the road all cleaned up. This is also the home of some robot performance.
The medical robots, nearly five years of relatively rapid development of new application areas. If people in the course of an operation, doctors surgery, is a fatigue, and the other manually operated accuracy is limited. Some universities in Germany, which, facing the spine, lumbar disc disease, the identification, can automatically use the robot-aided positioning, operation and surgery Like the United States have been more than 1,000 cases of human eyeball robot surgery, the robot, also including remote-controlled approach, the right of such gastrointestinal surgery, we see on the television inside. a manipulator, about the thickness fingers such a manipulator, inserted through the abdominal viscera, people on the screen operating the machines hand, it also used the method of laser lesion laser treatment, this is the case, people would not have a very big damage to the human body.
In reality, this right as a human liberation is a very good robots, medical robots it is very complex, while it is fully automated to complete all the work, there are difficulties, and generally are people to participate. This is America, the development of such a surgery Lin Bai an example, through the screen, through a remote control operator to control another manipulator, through the realization of the right abdominal surgery A few years ago our country the exhibition, the United States has been successful in achieving the right to the heart valve surgery and bypass surgery. This robot has in the area, caused a great sensation, but also, AESOP's surgical robot, In fact, it through some equipment to some of the lesions inspections, through a manipulator can be achieved on some parts of the operation Also including remotely operated manipulator, and many doctors are able to participate in the robot under surgery Robot doctor to include doctors with pliers, tweezers or a knife to replace the nurses, while lighting automatically to the doctor's movements linked, the doctor hands off, lighting went off, This is very good, a doctor's assistant.
Robot is mankind's right-hand man; friendly coexistence can be a reliable friend. In future, we will see and there will be a robot space inside, as a mutual aide and friend. Robots will create the jobs issue. We believe that there would not be a "robot appointment of workers being laid off" situation, because people with the development of society, In fact the people from the heavy physical and dangerous environment liberated, so that people have a better position to work, to create a better spiritual wealth and cultural wealth.
譯文資料：
機(jī)器人
首先我介紹一下機(jī)器人產(chǎn)生的背景，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，它應(yīng)該說(shuō)是一個(gè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展共同的一個(gè)綜合性的結(jié)果，同時(shí)，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生了一個(gè)重大影響的一門(mén)科學(xué)技術(shù)，它的發(fā)展歸功于在第二次世界大戰(zhàn)中各國(guó)加強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)的投入，就加強(qiáng)了本國(guó)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。另一方面它也是生產(chǎn)力發(fā)展的需求的必然結(jié)果，也是人類自身發(fā)展的必然結(jié)果，那么隨著人類的發(fā)展，人們?cè)诓粩嗵接懽匀贿^(guò)程中，在認(rèn)識(shí)和改造自然過(guò)程中，需要能夠解放人的一種奴隸。那么這種奴隸就是代替人們?nèi)ツ軌驈氖聫?fù)雜和繁重的體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)不可達(dá)世界的認(rèn)識(shí)和改造，這也是人們?cè)诳萍及l(fā)展過(guò)程中的一個(gè)客觀需要。
機(jī)器人有三個(gè)發(fā)展階段，那么也就是說(shuō)，我們習(xí)慣于把機(jī)器人分成三類，一種是第一代機(jī)器人，那么也叫示教再現(xiàn)型機(jī)器人，它是通過(guò)一個(gè)計(jì)算機(jī)，來(lái)控制一個(gè)多自由度的一個(gè)機(jī)械，通過(guò)示教存儲(chǔ)程序和信息，工作時(shí)把信息讀取出來(lái)，然后發(fā)出指令，這樣的話機(jī)器人可以重復(fù)的根據(jù)人當(dāng)時(shí)示教的結(jié)果，再現(xiàn)出這種動(dòng)作，比方說(shuō)汽車(chē)的點(diǎn)焊機(jī)器人，它只要把這個(gè)點(diǎn)焊的過(guò)程示教完以后，它總是重復(fù)這樣一種工作，它對(duì)于外界的環(huán)境沒(méi)有感知，這個(gè)力操作力的大小，這個(gè)工件存在不存在，焊的好與壞，它并不知道，那么實(shí)際上這種從第一代機(jī)器人，也就存在它這種缺陷，因此，在20世紀(jì)70年代后期，人們開(kāi)始研究第二代機(jī)器人，叫帶感覺(jué)的機(jī)器人，這種帶感覺(jué)的機(jī)器人是類似人在某種功能的感覺(jué)，比如說(shuō)力覺(jué)、觸覺(jué)、滑覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和人進(jìn)行相類比，有了各種各樣的感覺(jué)，比方說(shuō)在機(jī)器人抓一個(gè)物體的時(shí)候，它實(shí)際上力的大小能感覺(jué)出來(lái)，它能夠通過(guò)視覺(jué)，能夠去感受和識(shí)別它的形狀、大小、顏色。抓一個(gè)雞蛋，它能通過(guò)一個(gè)觸覺(jué)，知道它的力的大小和滑動(dòng)的情況。第三代機(jī)器人，也是我們機(jī)器人學(xué)中一個(gè)理想的所追求的最高級(jí)的階段，叫智能機(jī)器人，那么只要告訴它做什么，不用告訴它怎么去做，它就能完成運(yùn)動(dòng)，感知思維和人機(jī)通訊的這種功能和機(jī)能，那么這個(gè)目前的發(fā)展還是相對(duì)的只是在局部有這種智能的概念和含義，但真正完整意義的這種智能機(jī)器人實(shí)際上并沒(méi)有存在，而只是隨著我們不斷的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能的概念越來(lái)越豐富，它內(nèi)涵越來(lái)越寬。
下邊我簡(jiǎn)單介紹一下工業(yè)機(jī)器人的一些情況。到目前為止，工業(yè)機(jī)器人是最成熟，應(yīng)用最廣泛的一類機(jī)器人，世界總量目前已經(jīng)銷(xiāo)售110萬(wàn)臺(tái)，這是1999年的統(tǒng)計(jì)，但這110萬(wàn)臺(tái)在已經(jīng)進(jìn)行裝備使用的是75萬(wàn)臺(tái)，這個(gè)量也是不小的。總體情況看，日本在工業(yè)機(jī)器人這一塊，是首位的，成為機(jī)器人的王國(guó)，美國(guó)發(fā)展也很迅速，目前在新安裝的臺(tái)數(shù)方面，已經(jīng)超過(guò)了日本，中國(guó)剛開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的階段，已經(jīng)研制出多種工業(yè)機(jī)器人樣機(jī)，已有小批量在生產(chǎn)中使用。
點(diǎn)焊機(jī)器人主要是針對(duì)汽車(chē)生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)效率，提高汽車(chē)焊接的質(zhì)量，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度的一種機(jī)器人。它的特點(diǎn)是通過(guò)機(jī)器人對(duì)兩個(gè)鋼板進(jìn)行點(diǎn)焊的時(shí)候，需要承載一個(gè)很大的焊鉗，一般在幾十公斤以上，那么它的速度要求在每秒鐘一米五到兩米這樣的高速運(yùn)動(dòng)，所以它一般來(lái)說(shuō)有五到六個(gè)自由度，負(fù)載三十到一百二十公斤，工作的空間很大，大概有兩米，這樣一個(gè)球形的工作空間，運(yùn)動(dòng)速度也很高，那么自由度的概念，就是說(shuō)，是相對(duì)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的部件的個(gè)數(shù)，就相當(dāng)于我們?nèi)梭w，腰是一個(gè)回轉(zhuǎn)的自由度，我們大臂可以抬起來(lái)，小臂可以彎曲，那么這就三個(gè)自由度，同時(shí)腕部還有一個(gè)調(diào)整姿態(tài)來(lái)使用的三個(gè)自由度，所以一般的機(jī)器人有六個(gè)自由度，就能把空間的三個(gè)位置，三個(gè)姿態(tài)，機(jī)器人完全實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也有小于六個(gè)自由度的，也有多于六個(gè)自由度的機(jī)器人，只是在不同的需要場(chǎng)合來(lái)配置。
第二類是服務(wù)機(jī)器人，隨著工業(yè)化的發(fā)展，尤其近十年以來(lái)，機(jī)器人的發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓寬，目前一個(gè)很重要的特征，大家都知道，機(jī)器人已經(jīng)從制造業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向了非制造業(yè)和服務(wù)行業(yè)，剛才談的汽車(chē)制造屬于是制造業(yè)，但服務(wù)行業(yè)包括清潔、加油、救護(hù)、搶險(xiǎn)、救災(zāi)這些等等，都屬于非制造行業(yè)和服務(wù)行業(yè)，那么這里邊跟工業(yè)機(jī)器人相比，它有一個(gè)很重要的不同，它主要是一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)，它能夠移動(dòng)、去運(yùn)動(dòng)，上面有一些手臂進(jìn)行操作，同時(shí)還裝有一些像力覺(jué)傳感器和視覺(jué)傳感器、超聲測(cè)距傳感器等等。它對(duì)周邊的環(huán)境進(jìn)行識(shí)別，來(lái)判斷它的運(yùn)動(dòng)，完成某種工作，這是服務(wù)機(jī)器人的基本的一個(gè)特點(diǎn)。
例如，家務(wù)機(jī)器人主要體現(xiàn)在像一些對(duì)地毯和地板定期的它能夠進(jìn)行清掃和吸塵，它這個(gè)機(jī)器人很有意思，它有傳感器，它能夠把家具和人能識(shí)別出來(lái)，它自動(dòng)的按照一種規(guī)律，能根據(jù)路徑把地面全部的清掃干凈，這也是家務(wù)中一些機(jī)器人的表現(xiàn)。
那么醫(yī)療機(jī)器人，是近五年來(lái)發(fā)展比較迅速的一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。如果人手術(shù)的時(shí)候，醫(yī)生來(lái)手術(shù)，一個(gè)是疲勞，另一個(gè)人手操作的精度還是有限的。在德國(guó)一些大學(xué)里面，面向人的脊椎，如腰間盤(pán)突出這種病，進(jìn)行識(shí)別以后，能夠自動(dòng)地用機(jī)器人來(lái)輔助進(jìn)行定位，進(jìn)行操作和手術(shù)。像美國(guó)已經(jīng)有一千多例機(jī)器人對(duì)人眼球進(jìn)行手術(shù)，這樣的機(jī)器人，還包括通過(guò)遙控操作的辦法，實(shí)現(xiàn)對(duì)人的胃腸這種手術(shù)，大家在電視里邊看到，一個(gè)機(jī)械手，大概有手指這樣粗細(xì)的一個(gè)機(jī)械手，通過(guò)插入腹臟以后，人在屏幕上操作這個(gè)機(jī)器手，同時(shí)對(duì)它用激光的方法對(duì)病灶進(jìn)行激光的治療，這樣的話，人就不用很大幅度地破壞人的身體，這實(shí)際對(duì)人的一種解放，是非常好一種機(jī)器人，醫(yī)療機(jī)器人它也很復(fù)雜，一方面它完全自動(dòng)去完成各種工作，是有困難的，一般來(lái)說(shuō)都是人來(lái)參與，這是美國(guó)開(kāi)發(fā)的一個(gè)林白手術(shù)這樣一個(gè)例子，人通過(guò)在屏幕上，通過(guò)一個(gè)遙控操作手來(lái)控制另一個(gè)機(jī)械手，實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)人的腹腔進(jìn)行手術(shù)，前幾年我們國(guó)家展覽會(huì)上，美國(guó)已經(jīng)成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)人的心臟瓣膜的手術(shù)和搭橋手術(shù)，這已經(jīng)在機(jī)器人領(lǐng)域中，引起了很大的轟動(dòng)，還包括，AESOP的這種外科手術(shù)機(jī)器人，它實(shí)際上通過(guò)一些儀器能夠?qū)θ说囊恍┎∽冞M(jìn)行檢查，通過(guò)一個(gè)機(jī)械手就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)人的某些部位進(jìn)行手術(shù)，還包括遙操作機(jī)械手，以及多個(gè)醫(yī)生可以在機(jī)器人共同參與下進(jìn)行手術(shù)，包括機(jī)器人給大夫醫(yī)生拿鉗子、鑷子或刀子來(lái)代替護(hù)士的工作，同時(shí)把照明能夠自動(dòng)的給醫(yī)生的動(dòng)作聯(lián)系起來(lái)，醫(yī)生的手到哪兒，照明就去哪兒，這樣非常好的，一個(gè)醫(yī)生的助手。
機(jī)器人是人類的得力助手，能友好相處的可靠朋友，將來(lái)我們會(huì)看到人和機(jī)器人會(huì)存在一個(gè)空間里邊，成為一個(gè)互相的助手和朋友。機(jī)器人會(huì)不會(huì)產(chǎn)生飯碗的問(wèn)題。我們相信不會(huì)出現(xiàn)“機(jī)器人上崗，工人下崗”的局面，因?yàn)槿藗冸S著社會(huì)的發(fā)展，實(shí)際上把人們從繁重的體力和危險(xiǎn)的環(huán)境中解放出來(lái)，使人們有更好的崗位去工作，去創(chuàng)造更好的精神財(cái)富和文化財(cái)富。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)
題目 控制機(jī)器人行走設(shè)計(jì)
系 別 工程技術(shù)系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 劉博若
學(xué) 號(hào) 05208320
指導(dǎo)教師 耿宏偉
職 稱 講 師
2012 年 4 月 26 日
本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信承諾書(shū)
畢業(yè)
設(shè)計(jì)題目
控制機(jī)器人行走設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
劉博若
專業(yè)
機(jī)制
學(xué)號(hào)
05208320
指導(dǎo)老師
耿宏偉
職稱
講師
所在系別
工程技術(shù)系
誠(chéng)信承諾
本人慎重承諾和聲明：
我承諾在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）活動(dòng)中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定，恪守學(xué)術(shù)規(guī)范，在本人的畢業(yè)論文中不剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果，不篡改研究數(shù)據(jù)，如有違規(guī)行為發(fā)生，我愿承擔(dān)一切責(zé)任，接受學(xué)校的處理。
學(xué)生（簽名）：
年 月 日
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
學(xué)生姓名
劉博若
學(xué)號(hào)
05208320
專業(yè)班級(jí)
08機(jī)制03班
指導(dǎo)教師
耿宏偉
職稱
講師
單 位
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)
課題性質(zhì)
設(shè)計(jì)R 論文□
課題來(lái)源
科研□ 教學(xué)□ 生產(chǎn)□ 其它R
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目
控制機(jī)器人行走設(shè)計(jì)
一、研究的目的、意義
目的：研制機(jī)器人的最初目的是為了幫助人們擺脫繁重勞動(dòng)或簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)，以及替代人到有輻射等危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，因此機(jī)器人最早在汽車(chē)制造業(yè)和核工業(yè)領(lǐng)域得以應(yīng)用。隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)領(lǐng)域、軍事、海洋探測(cè)、航天、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、林業(yè)也都開(kāi)始使用機(jī)器人。
本課題選用輪式作為機(jī)器人平臺(tái)設(shè)計(jì)研究，兩輪式機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外還處于剛剛起步階段，其前景廣闊，適用性較廣，在教學(xué)、科研、野外作業(yè)、民用運(yùn)輸方面有著廣泛的應(yīng)用前景，在反恐及其它尖端領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用價(jià)值。已經(jīng)初步做出了簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，解決了輪式機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)難題。
該輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)響應(yīng)迅速，具有高機(jī)動(dòng)的零半徑轉(zhuǎn)向能力，并且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不存在失穩(wěn)狀態(tài)。攝像頭的密封式結(jié)構(gòu)可以將內(nèi)部器件密封保護(hù)起來(lái)，免受外界環(huán)境的影響，非常適合在潮濕、多塵土、多輻射或有毒的環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)。它具有廣闊的應(yīng)用前景，例如，通過(guò)搭載視覺(jué)傳感器或氣體傳感器等設(shè)備，它可以在缺少人干預(yù)的環(huán)境中進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)偵察、室內(nèi)或庫(kù)房的巡邏及行星探測(cè)等任務(wù)，也可以通過(guò)搭載聲光電等設(shè)備作為一種新穎的具有移動(dòng)性和交互性的兒童玩具。
意義：在當(dāng)今世界機(jī)器人已經(jīng)越來(lái)越廣泛的進(jìn)入人類的生活，在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)都有著機(jī)器人的利用，如機(jī)械制造，車(chē)輛運(yùn)用，冶金，醫(yī)療等等行業(yè)。在軍事上，隨著機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，世界各軍事大國(guó)也在加緊對(duì)軍用機(jī)器人的開(kāi)發(fā)，應(yīng)用。
遙控車(chē)輛的操作員一般通過(guò)無(wú)線電向車(chē)輛及其任務(wù)系統(tǒng)發(fā)出大部分指令和派遣任務(wù)。對(duì)于車(chē)輛所處的環(huán)境、活動(dòng)狀態(tài)等信息，則主要靠各種傳感器來(lái)獲得。遠(yuǎn)程車(chē)輛沒(méi)有地形分析能力，也不能進(jìn)行軍事機(jī)動(dòng)，更不能接收其它來(lái)源的信息，其所有認(rèn)知過(guò)程都由操作員負(fù)責(zé)。遠(yuǎn)程車(chē)輛可完成探雷、排雷、爆破、爆炸物處理、未爆物排除、物資處理及單兵偵察與監(jiān)視等任務(wù)。經(jīng)過(guò)初期的可行性研究，遙控車(chē)輛的研究集中于標(biāo)準(zhǔn)遙控系統(tǒng)的建立。標(biāo)準(zhǔn)遙控系統(tǒng)包括體系結(jié)構(gòu)的定義及各功能模塊的研制，目標(biāo)是不依賴于具體的車(chē)輛平臺(tái)、任務(wù)以及執(zhí)行硬件，而能夠根據(jù)需要快速實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的遙控化。美國(guó)在波黑戰(zhàn)爭(zhēng)中就利用標(biāo)準(zhǔn)遙控系統(tǒng)快速地研制了Panther遙控掃雷車(chē)(在M60坦克底盤(pán)的基礎(chǔ)上)以及Mini flail小型掃雷車(chē)。遙控機(jī)器人車(chē)輛是較低級(jí)的機(jī)器人系統(tǒng)，必須由操作者進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制，在目前的技術(shù)水平條件下，這種車(chē)輛的研制易獲成功，周期短，費(fèi)用低。我所進(jìn)行的設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)出一雙輪式的遠(yuǎn)程控制機(jī)器人，以實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程的無(wú)人減少人員，經(jīng)濟(jì)的損失。并通過(guò)這次設(shè)計(jì)檢驗(yàn)自己在機(jī)械設(shè)計(jì)這一專業(yè)類所學(xué)知識(shí)的掌握情況，并進(jìn)一步的查漏補(bǔ)缺，完算自己的知識(shí)體系，為以后的工作生活打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二﹑現(xiàn)狀：
國(guó)內(nèi)無(wú)人車(chē)輛的研究起步較晚，直到80年代末才開(kāi)始這方面的研究。在863高技術(shù)計(jì)劃中，把智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)研究作為一個(gè)研究項(xiàng)目，對(duì)路徑規(guī)劃、測(cè)距系統(tǒng)、圖像處理技術(shù)、自動(dòng)技術(shù)系統(tǒng)等進(jìn)行了研究，并取得了許多成績(jī)，制成了無(wú)人駕駛的車(chē)輛。
上海大學(xué)談士力教授等科研人員經(jīng)過(guò)3年多時(shí)間的協(xié)作攻關(guān)，研制成功球形壁面爬行機(jī)器人。經(jīng)專家鑒定，這種機(jī)器人的爬行、吸附機(jī)理和機(jī)構(gòu)的應(yīng)用研究，為實(shí)用化提供了理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并具創(chuàng)新性，其性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。球形壁面爬行機(jī)器人可用來(lái)代替人工進(jìn)行的一些危險(xiǎn)操作，進(jìn)行各種儲(chǔ)存有毒有害介質(zhì)的球形儲(chǔ)存罐的檢修工作。其中包括核工業(yè)和城市石化工業(yè)球形儲(chǔ)液罐的視覺(jué)檢查、超聲側(cè)厚和焊縫探傷等作業(yè)。 球形壁面爬行機(jī)器人采用了縮放機(jī)構(gòu)原理、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、真空吸附的六足移動(dòng)方案，具備在最小曲率半徑為2至5米的球形壁面上完成任意方向的直線移動(dòng)和原地轉(zhuǎn)向的能力，可采用多種步態(tài)行走，并能跨越300毫米高的條形障礙，其球面吸附機(jī)構(gòu)采用具有真空傳感功能的鉸接式橡膠真空吸盤(pán)，機(jī)器人的移動(dòng)速度可達(dá)每分鐘10米。該機(jī)器人的控制系統(tǒng)采用上下微機(jī)控制方式，實(shí)現(xiàn)了18個(gè)關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)控制，具備自動(dòng)行走和手動(dòng)遙控動(dòng)能。
北京郵電大學(xué)以孫漢旭教授為首的研究小組承擔(dān)的國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的研究，經(jīng)過(guò)幾年的艱苦努力，開(kāi)發(fā)出了擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、國(guó)內(nèi)首創(chuàng)且具有國(guó)際先進(jìn)水平的球形機(jī)器人。北京大學(xué)相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)球形機(jī)器人進(jìn)行了全面查新，結(jié)果表明，目前該結(jié)構(gòu)的球形機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外尚無(wú)先例，屬創(chuàng)新性研究球形機(jī)器人是20世紀(jì)90年代機(jī)器人研究界提出的一個(gè)嶄新課題。北京郵電大學(xué)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室研制的球形機(jī)器人采用了一種全新、高效的內(nèi)驅(qū)動(dòng)方式，球形機(jī)器人能自如地完成直線、圓弧運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了3m/s，能夠爬上20度的斜坡，并且能夠?qū)崿F(xiàn)原地自轉(zhuǎn)。在靜止?fàn)顟B(tài)下球形機(jī)器人能夠沿任意方向啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)?！?
近些年來(lái)，隨著航天事業(yè)的飛速發(fā)展，我國(guó)開(kāi)始了月球車(chē)系統(tǒng)的研究。月球車(chē)即月球探測(cè)機(jī)器人，分為有人駕駛和無(wú)人遙控兩種。我國(guó)研究的重點(diǎn)在后者，這是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到機(jī)械、機(jī)器人的遙控作業(yè)、空間技術(shù)、通訊和信號(hào)處理、加工自動(dòng)化和人工智能等諸多學(xué)科和領(lǐng)域。主要任務(wù)是：從遙感數(shù)據(jù)驗(yàn)證天文學(xué)推理的各種科學(xué)理論與事實(shí)，對(duì)特定地區(qū)進(jìn)行探測(cè)，判斷月球上的水溫、火山、峽谷、月球表面生成與進(jìn)化過(guò)程，對(duì)月球表面的太陽(yáng)輻射線、太陽(yáng)風(fēng)、隕石等的活動(dòng)情況進(jìn)行探測(cè)，對(duì)月球上的巖石進(jìn)行全面的調(diào)查與分析，對(duì)月球上所有區(qū)域的資源數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，為建立天文臺(tái)做地盤(pán)的調(diào)查，做各種元素的加熱實(shí)驗(yàn)及氦－3的抽樣實(shí)驗(yàn)。月球車(chē)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其研究涉及到許多學(xué)科和領(lǐng)域，如機(jī)械、機(jī)器人的遙控作業(yè)、空間技術(shù)、通訊和信號(hào)處理、加工自動(dòng)化和人工智能等。
3、 設(shè)計(jì)內(nèi)容
結(jié)合輕型機(jī)器人平臺(tái)的研究，本文主要圍繞輕型雙輪式機(jī)器人的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。對(duì)機(jī)器人的整體方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算并校核機(jī)器人的軸部件，并對(duì)機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。
四、進(jìn)度安排
1. 查閱資料，完成開(kāi)題報(bào)告； 2011.12.10—2011.12.20
2. 結(jié)合課題進(jìn)行外文資料閱讀，完成英文翻譯； 2011.12.21—2011.12.31
3. 學(xué)習(xí)、了解相關(guān)的知識(shí)，完成文獻(xiàn)綜述； 2012.1.1—2012.1.20
4．設(shè)計(jì)并繪制設(shè)計(jì)的整體圖； 2012.1.21—2012.2.1
5. 設(shè)計(jì)并繪制控制系統(tǒng)的電路圖； 2012.2.2—2012.3.20
6．對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行修改； 2012.3.21—2012.4.20
7．整理資料，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；準(zhǔn)備答辯。 2012.4.21—2012.5.5
五、參考文獻(xiàn)
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2.王榮本 李兵,世界智能車(chē)輛的研究概況.
3.馮巧玲，自動(dòng)控制原理.北京航空航天大學(xué)出版社，2003
4.陳海初,李滿天,王振華等,壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)三自由度精密移動(dòng)定位微小機(jī)器人
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6．徐灝，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)社，2002
7．李宜達(dá), 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真.清華大學(xué)出版社，2004
8.王曉明，電動(dòng)機(jī)的單片機(jī)控制.北京航空航天大學(xué)出版社，2002
9.刑俊文，輪式兩棲車(chē)可升降獨(dú)立懸架的方案設(shè)計(jì)和仿真研究.裝甲兵工程學(xué)院碩士學(xué)位論文.2001
10．小栗富士雄，小栗達(dá)男，機(jī)械設(shè)計(jì)禁忌手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2003
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見(jiàn)：
審查結(jié)果： 同 意□ 不 同 意□
教研室主任簽名：
年 月 日