展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計

展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計,展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計,展館,導(dǎo)游,機(jī)器人,輪式,行走,系統(tǒng),設(shè)計 中期檢查表 學(xué)生姓名 ? 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱 展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工作量 較大 合理 √ 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 √ 無 開題報告 有 √ 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 √ 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 √ 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計劃進(jìn)行 √ 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 √ 中 差 中期成績評定： 良 所在專業(yè)意見： 負(fù)責(zé)人： 2011 年4 月 15日 任務(wù)書 學(xué)院(系)： 專 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 設(shè)計(論文)題目： 展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計 起 迄 日 期: 2011年2 月25日 ~5月 27 日 設(shè)計(論文)地點(diǎn): 指 導(dǎo) 教 師: 專業(yè)負(fù)責(zé)人: 發(fā)任務(wù)書日期: 2011年 2 月25日  任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、學(xué)院（系）部領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在第七學(xué)期結(jié)束前填好并發(fā)給學(xué)生； 2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及系部主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院（系）部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號； 5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—2005《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—2005《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“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 根據(jù)設(shè)計要求，完成展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)的設(shè)計。通過構(gòu)思機(jī)構(gòu)運(yùn)動方式和傳動結(jié)構(gòu)布局、并對零部件進(jìn)行三維實體造型和設(shè)計計算等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計、計算、制圖能力，通過比較完整系統(tǒng)的設(shè)計過程，以提高同學(xué)獨(dú)立分析與解決工程實際問題的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： （1）內(nèi)容： 根據(jù)機(jī)器人項目的設(shè)計要求，完成展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)的設(shè)計。 （2）要求： ① 根據(jù)機(jī)器人設(shè)計要求，查閱資料，撰寫開題報告。 ② 翻譯與機(jī)器人相關(guān)的外文資料(12000字符以上)。 ③ 對導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。 根據(jù)設(shè)計指標(biāo)，導(dǎo)游機(jī)器人的總體尺寸≤500mm×500mm×1500mm(長x寬x髙)；總重量：≤30kg；最大行進(jìn)速度約0.6m/s。故要求： 機(jī)器人底盤輪式行走系統(tǒng)總體尺寸≤450mm×500mm×200mm；具有行走和轉(zhuǎn)向功能； 重量≤12kg； 最大行進(jìn)速度約0.6m/s； 車輪直徑：120～160mm。 ④ 繪制導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)的裝配圖及零件圖。 ⑤ 整理設(shè)計文檔資料，編寫設(shè)計、計算說明書。 任 務(wù) 書 3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等〕： （1）設(shè)計導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)的裝配圖及零件圖。 （2）根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計計算和分析結(jié)果編寫設(shè)計、計算說明書。 4．主要參考文獻(xiàn)： [1] 白井良明. 機(jī)器人工程[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2001. [2] 劉方湖. 五輪月球機(jī)器人及其特性分析[J]. 機(jī)械設(shè)計，2001,18（1）：15-18. [3] 李振波. 微型全方位移動機(jī)器人的研制[J]. 機(jī)器人，2000,22（9）：354-358 [4] 陳曉勇. 機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 機(jī)械研究與應(yīng)用，2004,17(1):53-54. [5] 江浩. 樊炳輝. 新型移動機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 應(yīng)用科技，2000,27（8）：3-5. [6] 馬香峰. 工業(yè)機(jī)器人的操作機(jī)設(shè)計[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1996. [7] 費(fèi)仁元,張慧悔. 機(jī)器人機(jī)械設(shè)計和分析[M]. 北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社，1998. [8] 龔振邦. 機(jī)器人機(jī)械設(shè)計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，1995. [9] 理查德?摩雷,李澤湘. 機(jī)器人操作的數(shù)學(xué)導(dǎo)論[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [10] ю?м 索羅門采夫. 工業(yè)機(jī)器人圖冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993. [11] 張毅. 移動機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007. [12] 王野，王田苗. 危險作業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用,2005(6): 23-31. [13] 南極科考隊伍中的特殊隊員－我國南極科考首次運(yùn)用智能機(jī)器人技術(shù)[J]. 傳感器技術(shù)，2007(11): 41. [14] 王鵬飛, 孫立寧, 黃博. 地面移動機(jī)器人系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 機(jī)械設(shè)計, 2006, 23(7): 1-4. [15] 畢貞法, 鄧宗全, 陶建國. 變驅(qū)動半徑兩輪并列式月球車的穩(wěn)定性分析[J]. 上海交通大學(xué)學(xué)報, 2007, 41(7): 1204-1208. 任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進(jìn)度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2011年 2月25 日 ~ 3月 10 日 3月11日 ~ 3月28日 3月29日 ~ 5月17日 5月18日 ~ 5月26日 5月27日 查閱中外資料，了解課題研究的工程背景并翻譯外文資料。 對課題方案進(jìn)行構(gòu)思、分析比較并理出思路，撰寫開題報告。根據(jù)設(shè)計指標(biāo)的要求對展館導(dǎo)游機(jī)器人行走系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計。 對選定的系統(tǒng)方案進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析、設(shè)計與計算。繪制機(jī)器人行走系統(tǒng)裝配圖，拆畫部分零件圖。 撰寫設(shè)計、計算說明書。 準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計論文答辯、 論文評審。 論文答辯。 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院（系）意見： 院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 前期工作材料 學(xué)生姓名: 學(xué) 號： 學(xué)院（系）: 專 業(yè): 機(jī)械工程及自動化 設(shè)計(論文)題目: 展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)教師: 副教授 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告〔含文獻(xiàn)綜述〕 1 4 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 1 2011年4月 審核標(biāo)準(zhǔn) 學(xué)號： 姓名： 專業(yè)： 班級： 聯(lián)系電話： 審核標(biāo)準(zhǔn)： 項目 檢查內(nèi)容 學(xué)生 自查 指導(dǎo) 老師 審核 學(xué)院負(fù)責(zé)老師 審核 教研 室主 任審 核 論文部分 整 體 問 題 中文題目+中文摘要+中文關(guān)鍵詞 是一頁 英文題目+英文摘要+英文關(guān)鍵詞 是一頁 目錄（四號黑體居中）前空2行、后2行 引言從一頁第一行開始（指“前言”那兩個字的標(biāo)題） 所有的“第X 章”都是另起一頁開始（指“第X 章” 那幾個字的標(biāo)題） 結(jié)束語另起一頁開始（指“結(jié)束語”那兩個字的標(biāo)題） 參考文獻(xiàn)另起一頁開始（指“參考文獻(xiàn)”標(biāo)題） 致謝另起一頁開始（指“致謝”那兩個字的標(biāo)題） 附錄另起一頁開始（如果有的話） 結(jié)束語始的順序是“結(jié)束語、致謝、參考文獻(xiàn)、附錄” 所有的段首都要縮進(jìn)兩個字（以漢字為標(biāo)準(zhǔn)） 引言之前除封面外都要求是羅馬數(shù)字的頁碼 從引言開始是第1頁，即頁碼為“1”，其后全為阿拉 伯?dāng)?shù)字的頁碼 頁碼要在頁眉右次 頁面設(shè)置，上2.2cm，下2.2cm，左2.5cm，右2cm， 頁眉1.5cm，頁腳1.75cm。 正文選擇格式段落為：1.5倍行距。 頁眉從誠信申明開始寫：本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 前言、結(jié)束語、參考文獻(xiàn)、致謝、附錄的標(biāo)題都是 小3號黑體加粗居中 因為英文而造成的行的長短不齊的，選擇兩端對齊 誠信聲明 有 標(biāo)題3號黑體字 正文宋體小4號 任 務(wù) 書 有 信息完整 任務(wù)、時間安排合理 中文題目 三號楷體字（核查開題報告、任務(wù)書、說明書的題目 是否一致） 副標(biāo)題字體4號楷體。如有副標(biāo)題位置要求右對齊 中 文 摘 要 200~300字左右 段前空一行 內(nèi)容是宋體小4、1.5倍行距 半頁紙 中 文 關(guān) 鍵 詞 “關(guān)鍵詞”三個字小4號黑體字 關(guān)鍵詞是宋體小4號字 3個以上5個以下 詞的選擇是否論文中的關(guān)鍵詞 “關(guān)鍵詞”三個字和關(guān)鍵詞在一行，與其上的摘要 內(nèi)容間要空2行 多個關(guān)鍵詞之間用空格隔開，如換行和第一個關(guān)鍵 詞對齊 英文題目 “Times New Roman”三號字，每個單詞的首個英 文字母大寫，介詞除外 副標(biāo)題字體：“Times New Roman”4號字，右對齊 英文摘要 1000印刷符號 摘要標(biāo)題Abstract, 字體3號黑體加粗頂格，前空一行 英文摘要內(nèi)容是小四號宋體頂格，1.5倍行距 英 文 關(guān) 鍵 詞 “Key words” 小4號黑體字 英文關(guān)鍵詞小4號宋體 3個以上5個以下 翻譯和中文是否相符 “ Key words ”與關(guān)鍵詞在一行，與其上的摘要內(nèi) 容間要空二行 多個關(guān)鍵詞之間用空格隔開，如換行和第一個關(guān)鍵 詞對齊 目 錄 自動生成 “目錄”4號黑體居中，兩字之間空1.5個中文字寬 目錄內(nèi)容小4號宋體，18磅行距 頁碼部分是右對齊的 頁碼是自動更新的 目錄前空2行 “目錄”兩個字和下面內(nèi)容中間空一行 目錄所有內(nèi)容左側(cè)對齊 正 文 章節(jié)標(biāo)題中必須使用的是阿拉伯?dāng)?shù)字，即“1” 一級標(biāo)題中文是小3號黑體加粗，左對齊 一級標(biāo)題段前、段后1.5倍行距 二級標(biāo)題（如“第1.1節(jié)”）4號黑體加粗，左對齊 三級標(biāo)題小4號黑體不加粗，左對齊 正文的內(nèi)容中，中文字體是宋體小4號字，1.5倍行距 正文的內(nèi)容中，英文字體是“Times New Roman” 小4號字 章節(jié)中一級、二級、三級標(biāo)題中章節(jié)號和名稱中間空 一漢字，例如“1 引言” 節(jié)標(biāo)題以下編號中的“.”是英文半角點(diǎn)，即是“1.1.1” 圖 片 編號正確，“圖3.5”代表第3章的第5個圖，和在 哪個小節(jié)無關(guān) 編號按順序，無重復(fù)，所有圖片都有編號 圖片顯示內(nèi)容完整清晰 有圖片的說明，比如“圖3.5 控制流程圖”。編號和 說明間空一漢字 圖片的編號和說明用五號字 圖片的編號和說明放在圖片下方，針對圖片居中顯示。 圖片也要居中 圖片和表格獨(dú)立編號 表 格 所有表格都有編號、無重復(fù)、無跳數(shù)（即不能 “表3.1”后就是“表3.3”） 表格中的文字，中文是宋體5號字，英文是 “Times New Roman”五號字 有表格的說明，比如“表3.5 用戶數(shù)據(jù)表”。說明和 編號間空一漢字 表格的編號和說明用5號字 表格的編號和說明放在表格上方，針對表格居中顯示 表格采用三線表格式 公 式 公式格式為“3.5”。 代表第3章的第5個公式，和在 哪個小節(jié)無關(guān) 所有公式都有編號、無重復(fù)、無跳數(shù) 公式應(yīng)盡量采用公式編輯應(yīng)用程序輸入 公式調(diào)整至基本居中，公式號右對齊 結(jié) 束 語 有，不能寫成其它文字標(biāo)題(如:總結(jié))，小3號黑體， 居中，段前2行 內(nèi)容小4號宋體，1.5倍行距，至少半頁紙， 致 謝 “致 謝”兩個字小3號黑體，居中，兩個字中間空 一漢字，段前空兩行，段后空一行 內(nèi)容的中文字體是小4號宋體字 不少于半頁紙 參 考 文 獻(xiàn) 內(nèi)容的字體是宋體小4號字，行距18磅 多名作者的，作者名用逗號隔開 格式為“[1] 劉謀佶, 呂志詠, 等. 邊條翼與旋渦分 離流[M]. 北京: 北京航空學(xué)院出版社, 1988. 24～27.” 正文引用參考文獻(xiàn)處應(yīng)以方括號標(biāo)出．如“…效率可 提高25%【14】?！北硎敬私Y(jié)果援引自文獻(xiàn)[14]。注意： “[14]”使用的是右上角標(biāo)注格式，不是和正文一樣的 要求左對齊 至少15篇 附 錄 過長、過大，無法在正文中引用的代碼或表格等。 “附 錄”兩個字中間空一漢字 文獻(xiàn)綜述部分 文 獻(xiàn) 綜 述 字?jǐn)?shù)要2000（左右） 標(biāo)題必須是文獻(xiàn)綜述4字，標(biāo)題居中、宋體小2號 字體、字號、序號等應(yīng)與畢業(yè)設(shè)計（論文）完全一致， 引用圖表、公式等資料的方式也應(yīng)與畢業(yè)設(shè)計（論文） 保持一致。 特殊問題 特 殊 問 題 附錄中使用圖片、表格、公式的編號直接寫“圖1”， “表1”，“1”等，不加章數(shù) 部分學(xué)生的表格或圖片比較復(fù)雜，可適當(dāng)修改表格中 的字體大小，以及表格的格式，或在打印時使用工程 紙打印，可折疊的，或者橫向打印。 指導(dǎo)老師意見： □ 準(zhǔn)予答辯 □ 需修改后答辯 修改意見： 簽字： 日期： 學(xué)院各班負(fù)責(zé)老師意見： □ 準(zhǔn)予答辯 □ 需修改后答辯 修改意見： 簽字： 日期： 教研室主任意見： □ 準(zhǔn)予答辯 □ 需修改后答辯 修改意見： 簽字： 日期： 院長意見： □ 準(zhǔn)予答辯 □ 需修改后答辯 修改意見： 簽字： 日期： 5 設(shè)計 作 者: 學(xué) 號： 學(xué)院(系): 專 業(yè): 題 目: 展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計 副教授 指導(dǎo)者： 評閱者： 2011 年 6月 中文摘要 本文簡要介紹了導(dǎo)游機(jī)器人的研究概況以及發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢，并簡述了導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計過程，即驅(qū)動機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計及計算，行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計包含了驅(qū)動電機(jī)的選擇，減速器的設(shè)計以及驅(qū)動輪的選用和安裝。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計主要包括轉(zhuǎn)向電機(jī)的選擇、支架的設(shè)計，以及轉(zhuǎn)向輪的選用和安裝。根據(jù)驅(qū)動機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計與計算，確定了底板的具體結(jié)構(gòu)。最后根據(jù)設(shè)計和計算的具體尺寸與形狀畫出了總裝CAD圖以及部分零件的CAD圖。 關(guān)鍵詞 驅(qū)動機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)游機(jī)器人 外文摘要 Title The Design of The Wheeled Waking Mechanism of The Gallery Tour Guide Robot Abstract This paper briefly introduces the researching overview and developing Current Situation and developing trends of the tour guide robot, it also briefly introduces the design process of the wheeled walking mechanism of the tour guide robot. That is overall design and calculation of the drive mechanism and the steering mechanism. The design of drive mechanism includes the picking of the drive motor and the design of the decelerator and the picking and installation of the drive wheels. The design of steering mechanism includes the picking of the steering motor and the design of the support and the picking and installation of the steering wheels. It determines the specific structure of the bottom on the basis of the overall design and calculation of the drive mechanism and the steering mechanism. At last I drawn the CAD drawings of the total installed and some parts which is basis on the specific shape and size of the design and calculation. Keywords Drive mechanism Steering mechanism Guide robot 開題報告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 專 業(yè)： 設(shè)計(論文)題目： 展館導(dǎo)游機(jī)器人輪式行走系統(tǒng)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師: 2011年3月18日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(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．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）； 4．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“2010年3月15日”或“2010-03-15”。 開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 導(dǎo)游機(jī)器人是近年來發(fā)展的比較快的一種服務(wù)機(jī)器人。本文介紹了國內(nèi)如：哈工大、臺灣精密機(jī)械研究發(fā)展中心對導(dǎo)游機(jī)器人的一些研究成果，也介紹了國外:如英國、韓國、日本等國機(jī)器人的一些研究成果。并對它們的行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行的一些淺顯的分析，總結(jié)了各種行走機(jī)構(gòu)的一些特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 輪式行走機(jī)構(gòu) 腿式行走機(jī)構(gòu) 人機(jī)交流 1 研究本課題的意義 展館導(dǎo)游機(jī)器人是一種服務(wù)型的智能機(jī)器人。近幾年來，隨著旅游業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)游機(jī)器人越來越受到人們的重視[1]。展館導(dǎo)游機(jī)器人也承擔(dān)著越來越多的任務(wù)，正在接近人類導(dǎo)游的水平，并且在某些方面已經(jīng)超越人類導(dǎo)游，比如：翻譯，有的機(jī)器人甚至?xí)畮追N語言。展館導(dǎo)游機(jī)器人不僅可以將人類從勞動中解放出來，而且還可以使跨國旅游變得更親切，更方便。這一方面可以節(jié)省人力成本；一方面可以讓游客主動參與；一方面可以詳盡地讓游客了解展館和展品，豐富展覽館的內(nèi)涵；一方面增加展覽館的吸引力，給游客留下深刻的印象；另外，機(jī)器人參加導(dǎo)游使得展覽館增加經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。研究展館導(dǎo)游機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)，可以使導(dǎo)游機(jī)器人在展館中隨意行走，既使得導(dǎo)游機(jī)器人變的更人性化，又可以最大限度的發(fā)揮導(dǎo)游機(jī)器人的作用。 2 國內(nèi)外展館導(dǎo)游機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢 目前已經(jīng)應(yīng)用的導(dǎo)游機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)有輪式、履帶式、腿式等[2]，本課題旨在設(shè)計一種輪式的導(dǎo)游機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)。 第一臺導(dǎo)游機(jī)器人的出現(xiàn)是在1995年倫敦舉行的歐洲有線通訊博覽會上，在這場博覽會上這個機(jī)器人明星出盡了風(fēng)頭。它不停地走來走去，一邊向人們問候，一邊給參觀者分發(fā)禮物。這個機(jī)器人只有半米高，行走機(jī)構(gòu)采用的是四個輪子的輪式行走機(jī)構(gòu)。它圓圓的大腦袋上有兩個茶杯口大小的眼睛，閃閃地發(fā)著藍(lán)光。眼睛里裝的是小型雷達(dá)，用來探測周圍的行人和物體。它可以自動躲避障礙物，從一個展臺走向另一個展臺。 國內(nèi)導(dǎo)游機(jī)器人做的比較好的有哈工大等一些高校[3]。 1996年11月26日，由哈工大機(jī)器人研究所研制的我國首臺智能型DY-I導(dǎo)游服務(wù)機(jī)器人在哈工大邵館與觀眾見面。該機(jī)器人由伺服驅(qū)動系統(tǒng)，采用輪式行走機(jī)構(gòu)，多傳感器信息避障及路徑規(guī)劃系統(tǒng)，語音識別及語音合成系統(tǒng)組成。導(dǎo)游機(jī)器人由蓄電池供電，可連續(xù)運(yùn)行四小時，在一定的環(huán)境下可自主行走，并且能識別出障礙物是人還是路障，發(fā)出不同的反應(yīng)。該公司研制的第二代導(dǎo)游機(jī)器人增加了多媒體功能，具有自動查詢和場景解說等本領(lǐng)[4]。 2002年2月7日，哈工大研制的兩個可愛的智能機(jī)器人“探探”和“夢夢”。這兩個機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)同樣是采用的輪式。 2003年11月，哈工大又研制出“智能三代”導(dǎo)游機(jī)器人。這個集視覺、運(yùn)動、避障、會眨眼睛和張嘴說話等功能于一身的新一代智能服務(wù)型機(jī)器人，身高1.7米，體重100公斤，兩只眼睛很大，上肢活動自如，下肢為輪式設(shè)計，全身由一種比較特殊的玻璃鋼制成，外面涂上了一層金屬漆。它的最大特點(diǎn)，是渾身上下裝滿了12個作為感覺器官的超聲波傳感器，這使它的感官非常靈敏，還可以準(zhǔn)確地判斷出對面的障礙物是人還是物體。機(jī)器人的頭部首次增加了攝像頭作為它的視覺系統(tǒng)。臉部修飾也很特別，不僅有會動的眼皮，可以沖你眨眼睛，說起話來嘴巴還可以靈活關(guān)閉，更具人形的特征和親和力。這個機(jī)器人不僅可以與普通人進(jìn)行日常對話，還可以依靠其底座的輪式行走機(jī)構(gòu)在室內(nèi)自由行走。如果在行進(jìn)過程中前方遇到人，它可通過自己的攝像頭迅速做出決策，選擇與人打招呼、進(jìn)行語言交流；而一旦前面遇到了障礙物它也不會慌張，而是選擇調(diào)轉(zhuǎn)方向擇路走。此外，機(jī)器人的胸部由人際互動系統(tǒng)構(gòu)成的視窗則更具人性化，人們只需通過簡便操作的觸摸屏，便可以全面地了解想要知道的一些具體內(nèi)容[5-6]。 2010年9月22日英國康沃爾郡一家小公司與發(fā)明了一款先進(jìn)的人形機(jī)器人--- Rob Thespian，它會講15種語言，具有幽默感，甚至可以模擬你的動作。這款機(jī)器人采用壓縮空氣驅(qū)動，幾乎完全用鋁材料制造，更具陽剛之氣。Rob Thespian將呆在地球上活動。這款機(jī)器人有三個版本，分別為簡化版、標(biāo)準(zhǔn)版、豪華版。它還可以在各種活動上充當(dāng)“導(dǎo)游”。豪華版的Rob Thespian機(jī)器人擁有更為先進(jìn)的功能，如有動力裝置的兩腿，可定制項目。Rob Thespian機(jī)器人會說標(biāo)準(zhǔn)的問候語，而且還會模仿人的動作；這款機(jī)器人具有觸摸屏界面，能使用戶提前編制一系列動作。該機(jī)器人采用的是比較復(fù)雜的腿式行走機(jī)構(gòu)[7]。 臺灣精密機(jī)械研究發(fā)展中心目前已完成第二代導(dǎo)游機(jī)器人的研發(fā)試運(yùn)行。UPITOR「User-Interfaced Purpose-defined Interactive Tour Guide Operation Robot」，也就是「具有用戶接口之用途定義化互動導(dǎo)游機(jī)器人」，是一臺具有跟游客高度互動能力的多用途導(dǎo)游機(jī)器人，可在各大博物館、美術(shù)館、科學(xué)教育館擔(dān)任導(dǎo)游員的工作，也可在各大展覽幫廠商推銷產(chǎn)品。擁有靈活的雙手跟頭、精準(zhǔn)的定位、避障、導(dǎo)航能力，電容式觸控屏幕與生動的圖形化人機(jī)接口，也具有播放影片、投影片或動畫的能力！該款機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)也是采用的輪式行走機(jī)構(gòu)[8]。 韓國一家技術(shù)公司最近開發(fā)出一種能在博物館、畫廊等室內(nèi)場所為游客講解、導(dǎo)游的機(jī)器人。這種導(dǎo)游機(jī)器人高1.35米，重50公斤。其體形近似方柱體，頭部為一個觸摸式液晶顯示器。位于機(jī)器人下部的驅(qū)動裝置，可使機(jī)器人在平坦地面上移動。機(jī)器人體內(nèi)的語言識別系統(tǒng)和語音合成器，能使其理解人的語言并進(jìn)行簡要回答。游客還可通過機(jī)器人頭部的觸摸式液晶顯示器了解游覽方向和展品。如游客需要，機(jī)器人能夠為游客帶路，為他們介紹沿途的重要展品，并在液晶屏幕上顯示出有關(guān)信息。該機(jī)器人也是采用的輪式行走機(jī)構(gòu)[9]。 日本豐田公司新研發(fā)了一個導(dǎo)游機(jī)器人，這個名為“羅比娜”的機(jī)器人1.2米高，裝有關(guān)節(jié)的手指具有簽名功能，從8月27日開始在位于日本中部愛知縣的豐田公司展示廳中執(zhí)行導(dǎo)游任務(wù)，該機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)采用的是輪式行走機(jī)構(gòu)[10]。 綜合上述實例，我們不難發(fā)現(xiàn)，輪式行走機(jī)構(gòu)在導(dǎo)游機(jī)器人的設(shè)計中是最常見的行走機(jī)構(gòu)，因為輪式行走機(jī)構(gòu)的相比較其它行走機(jī)構(gòu)有著以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：1、輪式行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計比較簡單，且成本較低。2、輪式行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動非常平穩(wěn)，可靠性高[11~13]。 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，導(dǎo)游機(jī)器人也在不斷的更新?lián)Q代，從一開始只會做些生硬、簡單動作，只會講一門語言到能做各種各樣復(fù)雜、柔性的動作，能講十幾門語言。未來導(dǎo)游機(jī)器人的發(fā)展將會朝著高人性化、高智能化、高專業(yè)化的方向發(fā)展。我期待著中國在未來的機(jī)器人發(fā)展中發(fā)揮更多的智慧和創(chuàng)造更多的成果[14,15]。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 王炎，周大威. 移動式服務(wù)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀及我們的研究[J]. 電氣傳動，2000,(4):26~33. [2] 陳軍，陳振華，李素平. 迎賓機(jī)器人輪式移動工作臺的設(shè)計與控制方法研究[J]. 機(jī)械制造，2009,47(543):24~26. [3] 謝森林，董曉慶. 智能導(dǎo)游相器人的研制[J]. 科技信息, 2009,(6):58~64. [4] 李開生,張慧慧,費(fèi)仁元. 制造業(yè)自動化[J]. 2008, 22(6):84~85. [5] 朱磊磊，陳軍. 輪式移動機(jī)器人研究綜述[J]. 機(jī)床與液壓, 2009, (8):242~246. [6] Gordon McComb,Myke Predko[M]. 龐明，王曉宇，任宗偉 [譯]. 機(jī)器人設(shè)計與實現(xiàn). 科學(xué)出版社,2005. [7] 張毅，羅元，鄭太雄. 移動機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用[M]. 電子工業(yè)出版社,2003. [8] 宗光華. 機(jī)器人的創(chuàng)意設(shè)計與實踐[M]. 北京：航天航空大學(xué)出版社,2004. [9] 蔡自興. 機(jī)器人原理及其應(yīng)用[M]. 長沙：中南工業(yè)大學(xué),2000. [10] 周佰英. 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1995. [11] 王曉鳴. 電機(jī)的單片機(jī)控制[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2002. [12] 張富學(xué). 傳感器應(yīng)用及其電路精選[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，1992. [13] 熊有倫. 機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 武漢：華中理工大學(xué)出版社，1996. [14] 龔振邦. 機(jī)器人機(jī)械設(shè)計[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，1995. [15] 吳瑞祥. 機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1994. 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）： 本課題要研究和解決的問題有以下幾點(diǎn)： （1）機(jī)器人的行走部分設(shè)計 ① 行走驅(qū)動部分設(shè)計 驅(qū)動部分的設(shè)計，也就是驅(qū)動電動機(jī)的選擇和放置的位置，本設(shè)計擬采用小功率的伺服電機(jī)作為驅(qū)動，電動機(jī)放置在平板上傳動軸的上面。 ② 行走部分減速器各級傳動比的分配 由于機(jī)器人的行走速度要求比較小，所以合適的減速器是必不可少的部件，具體到減速器的各級傳動比將會在后面的設(shè)計中被確定。 ③ 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 傳動裝置使用是可靠的齒輪和軸之間的力的傳遞，本設(shè)計擬采用渦輪蝸桿的傳動方式。既可以簡化機(jī)構(gòu)，又能保證傳動的平穩(wěn)性。 ④ 行走減速器的選擇 由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速較大，故選用的減速器應(yīng)當(dāng)能夠有一個比較大的減速比，減速比較大會使齒輪的直徑落差過大，所以該減速器采用三級減速較為合適。 ⑤ 軸的設(shè)計計算和強(qiáng)度校核 傳動軸就是上面提到過的蝸桿，它的基本輪廓可以由齒輪和軸承等確定，尺寸可以用《機(jī)械設(shè)計》課程中所學(xué)到的計算和校核公式進(jìn)行計算和校核。 ⑥ 軸承的選擇和校核 本設(shè)計中的軸承由于承受的主要是徑向力，即導(dǎo)游機(jī)器人的自身重力，故可以采用最常見的滾子軸承，尺寸的選用和強(qiáng)度的校核同樣是利用《機(jī)械設(shè)計》課本中的公式進(jìn)行計算和校核。 （1）機(jī)器人轉(zhuǎn)向部分設(shè)計 ① 電機(jī)選擇 轉(zhuǎn)向電機(jī)同樣是采用小功率的伺服電機(jī)。 ② 轉(zhuǎn)向定位機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)向定位機(jī)構(gòu)擬采用汽車上常用的艾克曼轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，由后輪驅(qū)動，前輪負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向。③ 轉(zhuǎn)向部分軸承的選擇和校核 由于采用的是三輪行走機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)向軸是豎直放置的，轉(zhuǎn)向時只承受切應(yīng)力，故軸的直徑可以選的比較小，但是該軸同樣還承受著機(jī)器人的重力，所以直徑也不能太小，防止彎曲。 （3）車輪的安裝與選擇 ① 車輪的選擇 車輪的選擇不僅，影響行走的穩(wěn)定性，也影響到機(jī)器人整個外觀的美觀，故車輪選用的直徑不亦過大。但機(jī)器人的整體重量很大，所以必須選用承載比較大的材料，鋼材是最好的選擇，但鋼材不美觀，可以再鋼材的外部套上一個相對美觀的塑料圈。 ② 車輪的安裝 車輪的安裝沒什么好說的，主要是保證車輪與地面垂直，車輪與傳動軸之間加一對軸承，以減小摩擦。 本次設(shè)計，打算先通過PRO\E軟件，對輪式行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行粗步的造型。先確定各主要部件的輪廓和放置部位。例如，輪子支架的外形選用，電動機(jī)的放置位置等。然后再通過一系列的計算、校核。確定各部件的尺寸與形狀，如與粗步的造型沖突，再對粗步選用的方案進(jìn)行修改，最終得出一個比較合理的設(shè)計。 開 題 報 告 指導(dǎo)教師意見： 1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語： 該同學(xué)的“文獻(xiàn)綜述”是在較好的理解和分析設(shè)計任務(wù)書的要求，搜集并研究相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上寫成的。綜述對機(jī)器人國內(nèi)外的移動機(jī)器人的研究及進(jìn)展作了了解與分析，對自己將進(jìn)行的設(shè)計對象有了明確的了解，為課題的深入研究打下了良好的基礎(chǔ)。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測： 本課題研究涉及到機(jī)器人行走和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計、計算和計算機(jī)繪圖等多方面的鍛煉具有綜合訓(xùn)練作用。其中同時考慮結(jié)構(gòu)的輕量化、緊湊性和穩(wěn)定性，具有一定的難度及進(jìn)一步深入探討的空間。預(yù)計通過努力能完成機(jī)器人行走系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 第 I 頁 共 I 頁 目 錄 1 引言 1 1.1 導(dǎo)游機(jī)器人的研究意義 1 1.2 輪式行走機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀 1 1.3 導(dǎo)游機(jī)器人的研究熱點(diǎn) 3 1.4 本課題的來源和研究內(nèi)容 3 2 驅(qū)動部分設(shè)計 6 2.1 設(shè)計概述 6 2.2 驅(qū)動電機(jī)的選擇 6 2.3 減速器的設(shè)計 8 2.4 驅(qū)動軸的設(shè)計 17 3 轉(zhuǎn)向部分設(shè)計 19 3.1 轉(zhuǎn)向電機(jī)的選擇 19 3.2 轉(zhuǎn)向支架的設(shè)計 21 4 輪和底板的設(shè)計 23 4.1 車輪的選用和設(shè)計 23 4.2 車輪的安裝 23 4.3 底板的設(shè)計 24 結(jié)束語 25 致謝 26 參考文獻(xiàn) 27 誠信保證書 本人保證：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(論文)是我在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計所取得的成果，盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容和致謝部分外，本畢業(yè)設(shè)計(論文)成果不包含任何他人享有著作權(quán)的內(nèi)容。盡管導(dǎo)師指導(dǎo)多名同學(xué)，因每人一個設(shè)計題目，相互間雖有切磋、交流，但不存在抄襲、剽竊。如有不實，愿承擔(dān)一切后果。 作者簽名： 日 期： 年 月 日