麥克娜姆輪懸掛式機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】

麥克娜姆輪懸掛式機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告題目 麥克娜姆輪懸掛式機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)專 業(yè) 名 稱 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 學(xué) 生 姓 名 指 導(dǎo) 教 師 填 表 日 期 年 月 日1、 選題的依據(jù)及意義： McNam輪機(jī)器人中的Mcnam輪是典型的高科技產(chǎn)品，由人編寫特定的程序利用中控系統(tǒng)完成機(jī)器人橫向移動(dòng)、越過障礙物和攀登斜坡，跨越洼地、360度全方位運(yùn)動(dòng)等不同功能的高科技智能化產(chǎn)品。它可以取代人類去完成在某些領(lǐng)域無(wú)法完成的具體任務(wù)，并可以在有害環(huán)境中安全可靠地工作，如偵查，排險(xiǎn)等危險(xiǎn)環(huán)境，因此在機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門應(yīng)用比較廣。 本方案主要完成了麥克納姆輪機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。麥克納姆輪機(jī)器人的結(jié)構(gòu)包括直流電機(jī)、編碼器和短臂、長(zhǎng)臂、輪子五個(gè)部分，它可以根據(jù)編寫好的程序進(jìn)行移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)遍歷，越障，攀登，穿越和轉(zhuǎn)彎等功能。我打算采用PLC控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行控制系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)，通過精心設(shè)計(jì)PLC控制流程圖，調(diào)節(jié)不同位置直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度以移動(dòng)麥克納姆輪機(jī)器人，從而實(shí)現(xiàn)爬坡，拐彎，越障等功能。 二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）： 到目前為止，世界各國(guó)對(duì)“工業(yè)機(jī)器人”還沒有做出統(tǒng)一的明確定義。通常所說的“工業(yè)機(jī)器人”是一種能模擬人的手、臂的部分動(dòng)作，按照預(yù)定的程序、軌跡及其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動(dòng)化裝置。而它與“機(jī)械手”有一些區(qū)別：“工業(yè)機(jī)器人”多數(shù)指程序可變的獨(dú)立的抓取、搬運(yùn)工件、操縱工具的裝置；“機(jī)械手”多數(shù)是指附屬于主機(jī)、程序固定的自動(dòng)抓取、操作裝置。如自動(dòng)線、自動(dòng)機(jī)的上、下料，加工中心的自動(dòng)換刀的自動(dòng)化裝置。工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)社備。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上的代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人是一種對(duì)生產(chǎn)條件和生產(chǎn)環(huán)境適應(yīng)性和靈活性很強(qiáng)的柔性自動(dòng)化設(shè)備，它對(duì)穩(wěn)定提高產(chǎn)品品質(zhì)、提高生產(chǎn)效率和改善勞動(dòng)條件起著十分重要的作用。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展必將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)力發(fā)展產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。所以，國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展十分迅速。 3、 目的意義： 對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強(qiáng)大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實(shí)踐證明，工業(yè)機(jī)器人可以代替人手的繁重勞動(dòng)，顯著減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和自動(dòng)化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運(yùn)和長(zhǎng)期頻繁、單調(diào)的操作，采用機(jī)器人是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途?？蛇x的輪式機(jī)器人底座上表面的驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)裝置的布局如圖1-2所示。假設(shè)地面由方形地磚鋪成或畫有方格的平面，底座下部安裝若干個(gè)紅外傳感器，可檢測(cè)到地面方格的邊緣及結(jié)點(diǎn)，依此確定底座的方向和位置。底座四邊安裝接近開關(guān)或距離檢測(cè)傳感器，實(shí)現(xiàn)防撞或避障功能； 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)也可進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生收集資料和調(diào)查研究的能力,同時(shí)具備一定的方案比較、論證的能力,一定的理論分析與設(shè)計(jì)運(yùn)算能力,進(jìn)一步提高應(yīng)用計(jì)算機(jī)繪圖的能力。掌握相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇和運(yùn)用，裝配圖、零件圖的繪制以及設(shè)計(jì)文本的撰寫全過程。另外進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的求實(shí)態(tài)度和獨(dú)立解決問題的能力,為畢業(yè)后能夠快速融入社會(huì)做好良好的鋪墊。四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度 1、通過圖書館、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. Autonomous Control and 3D Dynamic Simulation Walking Robot Including Environmental Force Interaction. IEEE Robotic and Automation Magzine,1988,5(2):33-42. 【10】、REN Xiaodong, FENG Zuren, CHANG Hong, MU Ruofeng. Kinematics modeling and analysis for three-wheel omnidirectional mobile robot-C/Proceedings of the 7th World Congress on Intelligent Control and Automation.China,2008:2608-2613. 【11】、SIEGWART R,NOUBAKHSH I R. Introduction to autonomous mobile robotM.MA,USA:MIT Press,2004:202-205 【12】、CHEN LEI,MA Jie,GAO Haibo.Kinematic modeling of eight-wheel lunar roverC/Proceeding of the 27 th Chinese Control Conference. Kunming,China,2008:346-350. 【13】、SONG Xiaokang，TAN Dalong， WU Zhenwei, WANG Yuechao. Kinematics modeling and analyses of all-terrain wheeled mobile robotJ.Chinese Journal of Mechanical Engineering,2008,44(6):148-154. 【14】、 Jagnnathan S, Zhu S Q, Lewis F L. Path planning and control of a mobile base withnon-holonomic constraints J. Robotica, 1994,12:529-539 【15】、RATNER D,MCKERROW P,Dynamics of the Titan three-wheel drive Mobile robot with floating Ackerman steering C/Brisbane,1999:14-4-149.5