救援機器人結(jié)構(gòu)設計-履帶式移動機械手【含6張cad圖紙+文檔全套資料】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 開題報告填寫要求 1．開題報告作為畢業(yè)設計答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在系審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3．學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應用參考文獻處應標出文獻序號，文后“參考文獻”的書寫，應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 4．學生的“學號”要寫全號（如02011401X02），不能只寫最后2位或1位數(shù)字； 5. 有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2016年3月15日”或“2016-03-15”； 6. 指導教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設計情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 1.1背景與意義 隨著科技的發(fā)展和環(huán)境的日益惡化，災害救援機器人的應用越來越廣泛。由于人類居住環(huán)境的復雜多變，自然災害、恐怖活動以及各種突發(fā)事故的頻發(fā)，人類的安全一直受到威脅，同時也引起了人們對災害預防和災害處理工作的廣泛關注。 另一方面，雖然人們對于災難的預防和反應能力已有所提高，但是因為應對災難的救援工作不及時、不專業(yè)，從而間接地造成了不必要的傷亡。因此，如何將營救行動技術(shù)以及機器人技術(shù)等多學科的技術(shù)有機地融合在一起，去更好地解決災難救援工作，是一個亟待解決的問題。近些年，隨著機器人技術(shù)和相關輔助學科的發(fā)展，人們嘗試將相關技術(shù)進行有機融合，研制和開發(fā)用于災難搜尋與救援的救援機器人，這也是機器人學研究的一個擁有廣闊前景的新領域。尤其是在“9.11”事件之后，國際上很多國家開始關注對各類反恐、礦難救援、震后搜救等功能救援機器人的研制[1-6]，并將救援機器人的研究提高到了國家安全戰(zhàn)略的層面。 本設計的救援機器人主要是針對災難后的救援機械進行設計，該機械人具有連續(xù)救援功能；不怕火、濃煙等危險和有害條件；可以深入危險地帶拍攝資料供研究人員分析查找；重量輕，與人和搜救犬相比引起建筑物二次坍塌的可能性?。混`活，可以進入那些人和搜救犬無法進入的危險地帶[7-10]。 通過設計救援機器人，具有以下的意義： （1） 經(jīng)過查詢文獻，可以掌握國內(nèi)救援機器人的發(fā)展歷程和最新動態(tài)； （2） 在人為不可控的災難發(fā)生之后，救援機器人可以及時有效的開展營救工作，避免不必要的傷亡； （3） 通過對救援機器人的結(jié)構(gòu)設計，不僅可以初步了解機器人的設計流程，還可以將救援機器人不斷優(yōu)化和完善，最終不斷提高和優(yōu)化我國救援機器人的性能，從而使機器人更好的服務于人類。 1.2國內(nèi)外研究發(fā)展趨勢 1.2.1國外研究現(xiàn)狀 國外針對救援機器人的研究較早，技術(shù)也相對比較成熟，并且已經(jīng)有了很多成功的研究成果，其中大部分已有的救援機器人可以用于災難現(xiàn)場的偵測和搜救工作[11]。主要典型的有以下幾類： ①美國 Foster-Miller 公司研發(fā)的 SOLEM 機器人和 SPAWAR的 URBOT 機器人（如圖1～2所示）。它們體積較大，有很好的承載能力，并且由于履帶式結(jié)構(gòu)使得它們有較好的地面適應性，可以用于在廢墟堆中作業(yè)。目前國內(nèi)外很多偵測救援機器人都是履帶式結(jié)構(gòu)以及在此基礎上的改進形式。 圖1 SOLEM機器人 圖2 URBOT機器人 ②RoboCue是日本東京消防廳研制的一種救援機器人（圖3），被設計用來在災害現(xiàn)場尤其是在爆炸現(xiàn)場搜索確定受害者的位置并將受害者撤離危險區(qū)，其對于自然災害救援也同樣適用。 圖3 RoboCue 機器人 ③爬行者（Crawler）是日本橫濱警察署研發(fā)設計的一種救援機器人（圖4），能將災害遇難人員轉(zhuǎn)移到安全地帶。該機器人內(nèi)部空間舒適，承載極限為250 Pt，可作為“艙體”將傷員安置轉(zhuǎn)移[12]。 圖4 爬行者（Crawler）機器人 ④BEAR(Battlefield Extraction-Assist Robot)是美國Vecna醫(yī)療設備公司為美國軍方研制的一種戰(zhàn)場后送救援機器人。如圖5所示。 圖5 BEAR(Battlefield Extraction-Assist Robot)及其改型 1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我們針對救援機器人技術(shù)研究起步較晚，但是在廣發(fā)科研人員的努力下，救援機器人已經(jīng)取得了相當大的成績。典型的有哈爾濱工業(yè)大學、北京理工大學以及科研院所研究的救援機器人等[13-15]。 ①哈爾濱工業(yè)大學機器人研究所與唐山開誠電器有限公司于2007年研制了救援探測機器人。該機器人為三節(jié)履帶機構(gòu)形式，分為驅(qū)動部分、擺臂部分和擺腿部分。結(jié)構(gòu)如圖6所示。 圖6 哈爾濱工業(yè)大學機器人 ②清華大學、北京理工大學、中國礦業(yè)大學聯(lián)合承擔了國家863項目，共同研制了救援機器人，采用了六履帶四擺臂的履帶行走機構(gòu)，可以有效攀爬臺階越障礙。如圖7所示。 圖7 北京理工大學機器人 1.2.3 發(fā)展趨勢 9.11以來救援機器人研究的迅速進展，解決了一系列困擾救援機器人發(fā)展的問題，機器人由半自主向全自主方向發(fā)展[16]。當前，救援機器人研究的熱點是機器人運動控制、人機交互研究、環(huán)境感知與地圖生成技術(shù)、傳感與人體檢測技術(shù)、信息標準等。 （1）群體機器人研究 目前，救援機器人研究正在從個體走向群體。在救援工作中，往往釋放很多的機器人，以擴大搜索范圍，提高工作效率，并且多個機器人協(xié)同作業(yè)，可以提高信息的可靠性和準確性[17]。各個機器人之間相互交流可以解決諸如定位、全覆蓋、翻越障礙等單個機器人難以處理的問題。 群體機器人研究也是機器人技術(shù)中的N個共性技術(shù)，很多研究人員從人類社會以及其他動物的社會性、組織性等得到靈感，進行多機器人系統(tǒng)的研究。 （2）全自主機器人研究 無線控制方式和電纜控制方式，在復雜的救援環(huán)境中都有一定的局限性。理想的解決方案就是實現(xiàn)救援機器人自主路徑規(guī)劃、自主導航、自主搜索指定區(qū)域。目前的救援機器人系統(tǒng)多為半自主系統(tǒng)，機器人需要在人為的操縱下才能夠完成復雜的運動任務。實現(xiàn)機器人行為的自主化，需要深入研究人工智能，重點解決自主導航、路徑規(guī)劃、自動繪制地圖、自身定位、目標識別等技術(shù)難題[18]。雖然目前救援機器人還沒有完全實現(xiàn)全自主活動，但在未來的任何重大突破都將為救援機器人的發(fā)展帶來劃時代的影響。 （3）任務多樣化及傳感檢測技術(shù) 目前救援機器人只能為救援人員提供一些偵查、監(jiān)視、搜索等簡單任務，還遠不能滿足人們對救援機器人的要求。單一傳感器所能獲得的信息非常有限，它所獲得的是局部、片面的環(huán)境特征信息。將多種類型的傳感器作為幾個整體研究，可以提高系統(tǒng)的容量能力、完整描述環(huán)境的能力、提高測量精度和信息處理速度，降低信息獲取成本[19]。把信息融合技術(shù)與救援機器人技術(shù)結(jié)合起來就可以顯著地提高機器人的智能化水平，完成更加復雜的任務。 參考文獻： [1]Habib MK, Baudoin Y, Nagata F. 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[19]嚴天一,劉大維,陳煥明等.基于主動懸架系統(tǒng)車輛的道路友好性[J].機械工程學報,2007,43(2):163-167. 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 2.1研究或解決的問題 本畢業(yè)設計擬解決的問題主要有以下幾個方面： （1） 從研究災害救援中使用救援機器人的必要性入手，分析了救援機器人輔助救災的優(yōu)勢、救援機器人的發(fā)展歷程及其現(xiàn)狀。 （2） 完成機器人的總體方案設計，該機器人主要含有行走機構(gòu)、雙臂驅(qū)動系統(tǒng)、機械手大臂和小臂的設計計算、機身的設計和校核計算。 （3） 完成機器人各部分的設計，主要包括有： ①行走機構(gòu)的設計； ②雙臂驅(qū)動系統(tǒng)的計算； ③機械手大臂手腕機構(gòu)設計（包含電機和減速器）； ④小臂結(jié)構(gòu)設計以及強度校核計算； ⑤機身的設計和校核計算。 （4） 在完成上述的結(jié)構(gòu)設計后，繪制出救援機器人的裝配圖以及零件圖設計。 該救援機器人具備以下功能和優(yōu)點： （1）可以連續(xù)執(zhí)行乏味的搜索救援任務，而不會像人一樣感到疲倦； （2）不怕火、濃煙等危險和有害條件；可以深入危險地帶進行搜救工作； （3）重量輕，與人和搜救犬相比引起建筑物二次坍塌的可能性??； （４）靈活，可以進入那些人和搜救犬無法進入的危險地帶。 2.2擬采用的研究手段 初步擬采用理論分析和結(jié)構(gòu)設計相結(jié)合的研究方法。針對救援機器人主要采取以下方法： （1） 總體方案是設計，主要通過查閱資料，主要采用借閱國外（國內(nèi)）成熟的機構(gòu)并進行改進優(yōu)化； （2） 行走機構(gòu)的設計擬采用履帶式機構(gòu)進行設計； （3） 雙臂驅(qū)動系統(tǒng)的計算擬主要根據(jù)理論力學和材料力學的知識進行相關計算； （4） 機械手大臂手腕機構(gòu)設計部分采取傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行設計，這部分不做改進； （5） 小臂結(jié)構(gòu)設計采用外卡式兩指鉗爪機構(gòu)進行設計； （6） 機身的設計主要根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)尺寸進行綜合設計，該部分的設計主要包括支撐架和機座的設計。 2.3工作進度安排 2月29日 ~ 3 月 29日 查找相關資料，完成開題報告 3月30日 ~ 5 月25 日 熟悉與課題相關的軟硬件環(huán)境 完成有關項目的設計 5月26 日 ~ 6 月5 日 畢業(yè)設計說明書的撰寫及參加畢業(yè)答辯 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 指導教師意見： 王莉萱同學在查閱了大量的相關圖書文獻的基礎上，完成了畢業(yè)設計《救援機器人結(jié)構(gòu)設計》的開題報告，對課題有了較為深入的認識。 本開題報告內(nèi)容詳實，對課題的開發(fā)目的、意義以及國內(nèi)外發(fā)展概況做了詳細地闡述，針對災難后的救援機器人進行了方案設計，提出了較為詳細的設計方法，對于要完成的設計任務較為明確，設計方案具有可行性。 開題報告的格式規(guī)范，語句通暢，參考文獻具有一定的參考性和借鑒性，較好地完成了課題前期的準備工作，工作量適中。 同意開題。 指導教師： 2016年 3 月 20 日 所在系審查意見： 同意開題 系主任： 2016年 3 月22 日