大学生创新项目项目申报书---搬运二队

1编号：xx学院2016年大学生创新项目申报书项目（选题）名称搬运工程项目人型赛行政班级xxxxx申报者姓名xxxxx手机号码xxxxx组别：□研究生组□本科生组共青团信息与电气工程学院委员会制2016年4月2填写说明1.凡申报大学生创新项目必须填写本申报书。2.向学院报送本申报书时，一式3份，并报送申报书电子文档。3.本书应该填写完整、内容详实、表达准确，数字一律填写阿拉伯数字。4.项目申报者最多可参与2个项目。5.打印格式与装订（1）纸张为A4大小，双面打印；（2）文中小标题为四号、仿宋、加黑；（3）栏内正文为小四号、仿宋；3项目名称搬运工程项目人型赛申请资助经费0.12万元项目学科类别（科技发明制作、自然科学论文类项目填写）（A）A．机械与控制（包括工程与技术科学基础学科、测绘科学技术、矿山工程技术、冶金工程技术、机械工程、动力与电气工程、土木建筑工程、水利工程、交通运输工程、航空、航天科学技术等）B．信息技术（包括信息科学与系统科学、电子、通信与自动控制技术、计算机科学技术等）C．数理（包括数学、力学、物理学、天文学、地球科学等）D．生命科学（包括生物学、农学、林学、畜牧、兽医科学、水产学、基础医学、临床医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学、药学、医学、中医学与中药学等）E．能源化工（包括化学、材料科学、能源科学与技术、化学工程、纺织科学技术、食品科学技术、环境科学技术、安全科学技术等）所属领域（社会调查、哲社类论文项目填写）（）A哲学B经济C社会D法律E教育F管理项目负责人基本信息姓名陈浩男性别男学号04141299行政班级电子信息类2014-3班专业班级信息工程2014-2班Email：[e-mail]项目组成员基本信息序号姓名性别行政班级专业班级手机签名指导教师情况姓名职称/职务所在学院联系电话4一、项目简介（研究内容、目的及国内外研究水平概述）研究内容和目的本课题对人型机器人的研究设计主要包括机器人的构型，步态原理，规划直线行以及对于指定位置的物块搬运。在理想架构设计中，我们根据人体的腿部运动机理，使得机器人采用人的步态。对于一定距离外的物块，根据场地设置动作组循环运行，在到达手臂可接触到物块的时候机器人站立并进行搬运物块，最后，设置掉头步态使得机器人在完成搬运并放置的任务后能够掉头原路返回。此外我们会在机器人脚下光电传感器，这可用于在场地沿着黑线寻迹，从而达到准确直线行进的效果。当前国内外同类项目研究水平概述人型搬运机器人作为机器人大赛中的比赛项目，体现的主要技术是搬运与人型的结合。国内外搬运机器人绝大部分集中在工业搬运机器人，搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算机技术等学科领域，已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务，在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势，尤其体现出了人工智能和适应性。目前国外搬运机器人做得最好的有德国、日本、美国等发达国家。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。国内搬运机器人近几年也在飞速发展，但与一些国外厂家的产品仍有较大差距，差距原因体现在主要部件的制作上，高端的电机基本上上是采用进口电机，高端的液压装置因为实用性与价格等关系很难购买。人形机器人方面，国内人形机器人生产厂家有优必选（UBTECH-LeaderinIntelligentServiceRobotIndustry），上海未来伙伴机器人人有限公司等。国内人形机器人项目研究局限于大部分局限于实验室等小规模研究。国外的人形机器人公司有很多，如瑞士的ABB，德国KUKA，日本的FANUC、安川,意大利的COMAU。总的来看，国内的机器人水平与国外还有很大差距，机器人的许多重要部件例如减速机、液压装置等仍要大规模进口。项目的先进性相比较于机器人大赛中的其他项目，人型搬运综合性较强，它既包含了仿人竞速的人型步态，又有小车搬运对于程序的编写运行，其综合性很高，也是现如今国内外各种搬运与人型机器人的一种最简化状态，是一种既综合而且包含所有机器人基本操作的项目。同时也体现的是机器人创新拓展的一种应用，启发着我们在基础的机器人设计上进行更深层次的开发创新。5二、研究技术方案及可行性分析作品主要是采用了Arduino32路舵机控制器为控制核心，制作了一系列的对人型搬运机器人的控制方式。其中机器人主体应用了该芯片的PWM输出对伺服电机进行合理控制并完成相应动作。人型搬运机器人控制板可以分为电源模块、舵机驱动电路模块、单片机传感器模块。电源模块分为两部分，分别为舵机控制板供电电源和单片机供电电源，两个供电模块用同一电源供电。购买软皮锂电池对整个机器人进行供电。舵机控制模块。舵机控制电路以Arduino32路舵机控制器为核心，利用控制板厂家提供的操作软件对机器人进行动作组调试。单片机传感器模块主要有STM-32单片机和KL-02N光电传感器构成，其中单片机主要用于对传感器采集的信号进行处理，对舵机控制板发送指令，完成相应的指令。而传感器模块主要负责采集运行场地的地面光信号，发送至单片机进行处理，从而保证机器人寻迹的准确性。三、研究计划和进度安排（可就社会调查、方案设计、实验研究、研制开发、撰写论文或研究报告、论文发表、专利申请等工作逐项进行安排）研究计划的开展和完成预计需要两个月，如下：1.机器人设计与制作：（1）根据人型构造和搬运的需求，构思基础的人型搬运机器人的外形，并绘制大致框架，绘制机械结构需要的铝板图样。（2）组装舵机，切割铝板并打孔，构造机器人基础形状。（约15天）2.机器人步态调试：（1）连接舵机控制板与舵机，接入电脑连接调试软件，依次调节机器人前进、拐弯、后退、搬运步态。（2）单一动作组完成后进行总体调试，根据误差进行细微调整。（3）编写配合传感器使用的动作组。（约30天）3.单片机控制器与传感器设计与制作：（1）设计传感器控制电路，焊接电路板。（2）安装脚底光电传感器，连接好电路后，将舵机控制板和单片机控制板叠装在机器人后背上。（3）编写单片机控制程序，与舵机控制板通过通信端口连接，控制舵机在相应条件下执行相关指令。（约10天）4.总装调试：整体安装好各个部件，运行动作组，检查传感器是否正常工作，循迹模块是否有效工作，在误差程序处进行调整。（约5天）6四、项目研究的阶段成果及支撑条件阶段成果：完成本项研究后，制作出完整的人型搬运机器人实物；总结制作的理论经验，汇总成研究报告的形式向指导老师汇报。支撑条件：项目所需材料购买及时到位，项目组成员能够抓住上课之外时间在实验室完成项目的设计与制作。五、预期成果形式1.（√）发明制作实物2.（）发明制作专利3.（）学术论文4.（√）研究报告5.（）调查报告六、项目经费预算支出类别金额（万元）计算根据及理由1．材料费0.1舵机：60（元）*14（个）铝板：10（元）单片机：8（元）传感器：4.5（元）*4（个）舵机更换费用（未知）2．测试化验加工费03．印刷费04．差旅费0.02材料购买往返费用5．会议费06．出版／文献／信息传播／知识产权事务费（含专利申请与保护费）0合计：0.127七、推荐意见及评审结果指导教师意见：指导教师签名：年月日学院推荐意见：党委副书记签名：学院团委（盖章）年月日学院专家组评审意见及批准立项经费：组长签名：年月日学院团委（盖章）