救援機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-履帶式移動機(jī)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(bào)告填寫要求 1．開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效； 2．開題報(bào)告內(nèi)容必須用按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)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(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應(yīng)用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號，文后“參考文獻(xiàn)”的書寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 4．學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如02011401X02），不能只寫最后2位或1位數(shù)字； 5. 有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)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?dāng)?shù)字書寫。如“2016年3月15日”或“2016-03-15”； 6. 指導(dǎo)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(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 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(zāi)害救援機(jī)器人的應(yīng)用越來越廣泛。由于人類居住環(huán)境的復(fù)雜多變，自然災(zāi)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(zāi)害預(yù)防和災(zāi)害處理工作的廣泛關(guān)注。 另一方面，雖然人們對于災(zāi)難的預(yù)防和反應(yīng)能力已有所提高，但是因?yàn)閼?yīng)對災(zāi)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(jī)器人技術(shù)等多學(xué)科的技術(shù)有機(jī)地融合在一起，去更好地解決災(zāi)難救援工作，是一個亟待解決的問題。近些年，隨著機(jī)器人技術(shù)和相關(guān)輔助學(xué)科的發(fā)展，人們嘗試將相關(guān)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合，研制和開發(fā)用于災(zāi)難搜尋與救援的救援機(jī)器人，這也是機(jī)器人學(xué)研究的一個擁有廣闊前景的新領(lǐng)域。尤其是在“9.11”事件之后，國際上很多國家開始關(guān)注對各類反恐、礦難救援、震后搜救等功能救援機(jī)器人的研制[1-6]，并將救援機(jī)器人的研究提高到了國家安全戰(zhàn)略的層面。 本設(shè)計(jì)的救援機(jī)器人主要是針對災(zāi)難后的救援機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)，該機(jī)械人具有連續(xù)救援功能；不怕火、濃煙等危險(xiǎn)和有害條件；可以深入危險(xiǎn)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??；靈活，可以進(jìn)入那些人和搜救犬無法進(jìn)入的危險(xiǎn)地帶[7-10]。 通過設(shè)計(jì)救援機(jī)器人，具有以下的意義： （1） 經(jīng)過查詢文獻(xiàn)，可以掌握國內(nèi)救援機(jī)器人的發(fā)展歷程和最新動態(tài)； （2） 在人為不可控的災(zāi)難發(fā)生之后，救援機(jī)器人可以及時有效的開展?fàn)I救工作，避免不必要的傷亡； （3） 通過對救援機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以初步了解機(jī)器人的設(shè)計(jì)流程，還可以將救援機(jī)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(jī)器人的性能，從而使機(jī)器人更好的服務(wù)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(jī)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(jī)器人可以用于災(zāi)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(jī)器人和 SPAWAR的 URBOT 機(jī)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(yīng)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(jī)器人都是履帶式結(jié)構(gòu)以及在此基礎(chǔ)上的改進(jìn)形式。 圖1 SOLEM機(jī)器人 圖2 URBOT機(jī)器人 ②RoboCue是日本東京消防廳研制的一種救援機(jī)器人（圖3），被設(shè)計(jì)用來在災(zāi)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(xiǎn)區(qū)，其對于自然災(zāi)害救援也同樣適用。 圖3 RoboCue 機(jī)器人 ③爬行者（Crawler）是日本橫濱警察署研發(fā)設(shè)計(jì)的一種救援機(jī)器人（圖4），能將災(zāi)害遇難人員轉(zhuǎn)移到安全地帶。該機(jī)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(jī)器人 ④BEAR(Battlefield Extraction-Assist Robot)是美國Vecna醫(yī)療設(shè)備公司為美國軍方研制的一種戰(zhàn)場后送救援機(jī)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(jī)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(jī)器人已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成績。典型的有哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)以及科研院所研究的救援機(jī)器人等[13-15]。 ①哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)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(jī)器人。該機(jī)器人為三節(jié)履帶機(jī)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(xué)機(jī)器人 ②清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)聯(lián)合承擔(dān)了國家863項(xiàng)目，共同研制了救援機(jī)器人，采用了六履帶四擺臂的履帶行走機(jī)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(xué)機(jī)器人 1.2.3 發(fā)展趨勢 9.11以來救援機(jī)器人研究的迅速進(jìn)展，解決了一系列困擾救援機(jī)器人發(fā)展的問題，機(jī)器人由半自主向全自主方向發(fā)展[16]。當(dāng)前，救援機(jī)器人研究的熱點(diǎn)是機(jī)器人運(yùn)動控制、人機(jī)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(biāo)準(zhǔn)等。 （1）群體機(jī)器人研究 目前，救援機(jī)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(jī)器人，以擴(kuò)大搜索范圍，提高工作效率，并且多個機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，可以提高信息的可靠性和準(zhǔn)確性[17]。各個機(jī)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(jī)器人難以處理的問題。 群體機(jī)器人研究也是機(jī)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(jìn)行多機(jī)器人系統(tǒng)的研究。 （2）全自主機(jī)器人研究 無線控制方式和電纜控制方式，在復(fù)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(shí)現(xiàn)救援機(jī)器人自主路徑規(guī)劃、自主導(dǎo)航、自主搜索指定區(qū)域。目前的救援機(jī)器人系統(tǒng)多為半自主系統(tǒng)，機(jī)器人需要在人為的操縱下才能夠完成復(fù)雜的運(yùn)動任務(wù)。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人行為的自主化，需要深入研究人工智能，重點(diǎn)解決自主導(dǎo)航、路徑規(guī)劃、自動繪制地圖、自身定位、目標(biāo)識別等技術(shù)難題[18]。雖然目前救援機(jī)器人還沒有完全實(shí)現(xiàn)全自主活動，但在未來的任何重大突破都將為救援機(jī)器人的發(fā)展帶來劃時代的影響。 （3）任務(wù)多樣化及傳感檢測技術(shù) 目前救援機(jī)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(wù)，還遠(yuǎn)不能滿足人們對救援機(jī)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(jī)器人技術(shù)結(jié)合起來就可以顯著地提高機(jī)器人的智能化水平，完成更加復(fù)雜的任務(wù)。 參考文獻(xiàn)： [1]Habib MK, Baudoin Y, Nagata F. Robotics for rescue and risky intervention[C].37th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society,2011: 3305-3310. [2]Singer PW. Robots at war: the new battlefield[N].The Wilson Quarterly,2009. [3]賈廣利,魏娟,馬宏偉.一種六履帶偵查機(jī)器人的運(yùn)動分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)床與液壓,2008,11:8-10,17. [4]趙潤州,侍才洪,陳煒.美軍戰(zhàn)場救援機(jī)器人系統(tǒng)研究進(jìn)展[J].軍事醫(yī)學(xué),2013,37(4):318-320. [5]王忠民,張朗,胡濱等.一種六輪礦難救援機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真分析[J].礦山機(jī),2013,(10):117-121. [6]劉建君,尚偉燕,葉川崎等.震后救援機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].制造業(yè)自動化,2013,(15):1-2,7. [7]劉金國,王越超,李斌等.災(zāi)難救援機(jī)器人研究現(xiàn)狀、關(guān)鍵性能及展望[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2006,42(12):1-12. [8]董曉坡,王緒本.救援機(jī)器人的發(fā)展及其在災(zāi)害救援中的應(yīng)用[J].防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào),2007,27(1):112-117. [9]劉慶運(yùn).破拆救援機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)[J].現(xiàn)代制造工程,2009,(7):149-153. [10]柴鈺,賈曉勱,衛(wèi)蘇晶等.一種新型可變形智能救援機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].測控技術(shù),2014,33(5):77-81. [11]王楠,吳成東,王明輝等.可變形災(zāi)難救援機(jī)器人控制站系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].機(jī)器人,2011,33(2):202-207. [12]李智卿,馬書根,李斌等.具有自適應(yīng)能力輪-履復(fù)合變形移動機(jī)器人的開發(fā)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào),2011,47(5):1-10. [13]黑沫.可變形履帶機(jī)器人設(shè)計(jì)與運(yùn)動分析[D].國防科學(xué)技術(shù)大學(xué),2010. [14]李智卿.輪-履復(fù)合變形移動機(jī)器人的研究[D].中國科學(xué)院研究生院,2011. [15]李海泓.輪履變結(jié)構(gòu)反恐機(jī)器人設(shè)計(jì)與研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2011. [16]朱學(xué)才.復(fù)合履帶式機(jī)器人底盤運(yùn)動與動力學(xué)研究[D].南京理工大學(xué),2006. [17]劉又午.多體動力學(xué)的休斯敦方法及其發(fā)展[J].中國機(jī)械工程,2000,11(6):601-607. [18]王川偉.煤礦救援機(jī)器人虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)[D].西安科技大學(xué),2012.DOI:10.7666/d.d223807. [19]嚴(yán)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(jī)械工程學(xué)報(bào),2007,43(2):163-167. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 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(shè)計(jì)擬解決的問題主要有以下幾個方面： （1） 從研究災(zāi)害救援中使用救援機(jī)器人的必要性入手，分析了救援機(jī)器人輔助救災(zāi)的優(yōu)勢、救援機(jī)器人的發(fā)展歷程及其現(xiàn)狀。 （2） 完成機(jī)器人的總體方案設(shè)計(jì)，該機(jī)器人主要含有行走機(jī)構(gòu)、雙臂驅(qū)動系統(tǒng)、機(jī)械手大臂和小臂的設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)身的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。 （3） 完成機(jī)器人各部分的設(shè)計(jì)，主要包括有： ①行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； ②雙臂驅(qū)動系統(tǒng)的計(jì)算； ③機(jī)械手大臂手腕機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（包含電機(jī)和減速器）； ④小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核計(jì)算； ⑤機(jī)身的設(shè)計(jì)和校核計(jì)算。 （4） 在完成上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，繪制出救援機(jī)器人的裝配圖以及零件圖設(shè)計(jì)。 該救援機(jī)器人具備以下功能和優(yōu)點(diǎn)： （1）可以連續(xù)執(zhí)行乏味的搜索救援任務(wù)，而不會像人一樣感到疲倦； （2）不怕火、濃煙等危險(xiǎn)和有害條件；可以深入危險(xiǎn)地帶進(jìn)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(jìn)入那些人和搜救犬無法進(jìn)入的危險(xiǎn)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(shè)計(jì)相結(jié)合的研究方法。針對救援機(jī)器人主要采取以下方法： （1） 總體方案是設(shè)計(jì)，主要通過查閱資料，主要采用借閱國外（國內(nèi)）成熟的機(jī)構(gòu)并進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化； （2） 行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)擬采用履帶式機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)； （3） 雙臂驅(qū)動系統(tǒng)的計(jì)算擬主要根據(jù)理論力學(xué)和材料力學(xué)的知識進(jìn)行相關(guān)計(jì)算； （4） 機(jī)械手大臂手腕機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)部分采取傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這部分不做改進(jìn)； （5） 小臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用外卡式兩指鉗爪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)； （6） 機(jī)身的設(shè)計(jì)主要根據(jù)前面的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，該部分的設(shè)計(jì)主要包括支撐架和機(jī)座的設(shè)計(jì)。 2.3工作進(jìn)度安排 2月29日 ~ 3 月 29日 查找相關(guān)資料，完成開題報(bào)告 3月30日 ~ 5 月25 日 熟悉與課題相關(guān)的軟硬件環(huán)境 完成有關(guān)項(xiàng)目的設(shè)計(jì) 5月26 日 ~ 6 月5 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的撰寫及參加畢業(yè)答辯 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見： 王莉萱同學(xué)在查閱了大量的相關(guān)圖書文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)《救援機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》的開題報(bào)告，對課題有了較為深入的認(rèn)識。 本開題報(bào)告內(nèi)容詳實(shí)，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(xì)地闡述，針對災(zāi)難后的救援機(jī)器人進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)，提出了較為詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法，對于要完成的設(shè)計(jì)任務(wù)較為明確，設(shè)計(jì)方案具有可行性。 開題報(bào)告的格式規(guī)范，語句通暢，參考文獻(xiàn)具有一定的參考性和借鑒性，較好地完成了課題前期的準(zhǔn)備工作，工作量適中。 同意開題。 指導(dǎo)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