輪式移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】

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Ishiguro 通過(guò)對(duì)以前機(jī)器人研究工作的回顧,發(fā)現(xiàn)過(guò)去智能機(jī)器人的工作主要集中在自主性上。因此,他提出了一個(gè)新概念:感知信息基礎(chǔ)設(shè)施。就象人需要道路、交通信號(hào)燈等一樣,機(jī)器人為了在一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的環(huán)境中行動(dòng),也同樣需要基礎(chǔ)設(shè)施。作者將一個(gè)用于導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人的分布式視覺系統(tǒng)作為例子,進(jìn)行了解釋和說(shuō)明。實(shí)驗(yàn)在一個(gè)縮小了1/ 12 的城鎮(zhèn)模型中進(jìn)行,內(nèi)有陰影,樹的結(jié)構(gòu),草地和房屋,足夠代表室外環(huán)境的真實(shí)情況,并安裝了用于機(jī)器人導(dǎo)航用的16 個(gè)攝像機(jī)智能體,實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)機(jī)器人與環(huán)境的融合（圖2-14a、b、c）。 （a） （b） (c) 圖2-14 集成機(jī)器人2.2 國(guó)內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人研究概況 國(guó)內(nèi)在移動(dòng)機(jī)器人的研究起步較晚,大多數(shù)研究尚處于某個(gè)單項(xiàng)研究階段,主要的研究工作有: 清華大學(xué)智能移動(dòng)機(jī)器人（圖2-2a）于1994 年通過(guò)鑒定。涉及到五個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù):基于地圖的全局路徑規(guī)劃技術(shù)研究(準(zhǔn)結(jié)構(gòu)道路網(wǎng)環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃、具有障礙物越野環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃、自然地形環(huán)境下的全局路徑規(guī)劃) ;基于傳感器信息的局部路徑規(guī)劃技術(shù)研究(基于多種傳感器信息的“感知一動(dòng)作”行為、基于環(huán)境勢(shì)場(chǎng)法的“感知一動(dòng)作”行為、基于模糊控制的局部路徑規(guī)劃與導(dǎo)航控制) ;路徑規(guī)劃的仿真技術(shù)研究(基于地圖的全局路徑規(guī)劃系統(tǒng)的仿真模擬、室外移動(dòng)機(jī)器人規(guī)劃系統(tǒng)的仿真模擬、室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃系統(tǒng)的仿真模擬) ;傳感技術(shù)、信息融合技術(shù)研究(差分全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、磁羅盤和光碼盤定位系統(tǒng)、超聲測(cè)距系統(tǒng)、視覺處理技術(shù)、信息融合技術(shù)) ;智能移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)(智能移動(dòng)機(jī)器人THMR III 的體系結(jié)構(gòu)、高效快速的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、自動(dòng)駕駛）。 （a） 圖2-2 智能移動(dòng)機(jī)器人 香港城市大學(xué)智能設(shè)計(jì)、自動(dòng)化及制造研究中心的自動(dòng)導(dǎo)航車和服務(wù)機(jī)器人（圖2-2b）。 （b） 圖2-2 自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)器人汽車中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的AGV（圖2-2c）和防爆機(jī)機(jī)器人（圖2-2d）。 （c） （d） 圖2-2 AGV機(jī)器人 圖2-2 防爆機(jī)機(jī)器人 中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所自行設(shè)計(jì)、制造的全方位移動(dòng)式機(jī)器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)（圖2-2e）。 （e） 圖2-2 全方位移動(dòng)式機(jī)器人視覺導(dǎo)航系統(tǒng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)于1996 年研制成功的導(dǎo)游機(jī)器人等（圖2-2f）。 （f） 圖2-2 導(dǎo)游機(jī)器人 3、 研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案： 本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是基于阿克曼原理的輪式移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)模型而進(jìn)行的輪式機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是為了實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、360范圍轉(zhuǎn)動(dòng)的輪式移動(dòng)機(jī)器人。 課題主要完成輪式機(jī)器人機(jī)械方案設(shè)計(jì)，包括：驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇、轉(zhuǎn)向電機(jī)的選擇及控制芯片的選擇;齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核；前后減震系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和車體的一些機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析，建立了不考慮滑行、剎車等的輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。 1.機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括機(jī)器人構(gòu)成方案選擇、機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 2.針對(duì)設(shè)計(jì)要求結(jié)合所選用的電機(jī)，討論系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性問題 四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 1、通過(guò)圖書館、上網(wǎng)查找大量書籍及相關(guān)資料 2 周 2、總體機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)：運(yùn)動(dòng)形式、驅(qū)動(dòng)形式的選擇、 3 周 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇、轉(zhuǎn)向輪電機(jī)的選擇的選擇 3、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的分析 3周 4、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算 3周 5、外文資料翻譯（不少于6000實(shí)詞） 2周 6、畢業(yè)論文整理及答辯準(zhǔn)備 2周 五、參考文獻(xiàn) 【1】、孫恒等主編.機(jī)械原理（第六版）.高等教育出版社，2001. 【2】、馬香峰主編.工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計(jì).冶金工業(yè)出版社，1996. 【3】、宗光華 張慧慧議.機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制.科學(xué)出版社，2004. 【4】、李志尊.UG NX CAD 基礎(chǔ)應(yīng)用與范例解析M.機(jī)械工業(yè)出版.2004. 【5】、劉金琨.先進(jìn)PID控制及其MATLAB仿真M.北京：電子工業(yè)出版社.- 2003. 【6】、蔡自興.機(jī)器人學(xué)M.北京:清華大學(xué)出版社，2000. 【7】、張海根.機(jī)電傳動(dòng)控制.高等教育出版社,2001.8:90-117 【8】、邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)(第四版).高等教育出版社,1996.10:204256,296308 【9】、Y.Fujimoto and A.Kawamura. 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