毕业设计论文履带车式机械臂结构及智能系统设计.docx
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1、摘要:诞生于20世纪80年代的机器人视觉伺服控制技术是智能机器人研究开发中的一项关键技术。它是多传感器信息融合与集成技术在机器人技术中的重要应用。与基于传统非视觉传感器的机器人控制技术相比,具有明显的优点:更高的灵活性,更高的精度,能够对机器人的误差标定具有更高的鲁棒性。它使得传统的机器人向智能化、类人化较强的环境自适应能力方面迈进了一大步。主定位技术是移动机器人自主导航的基础和关键。近年来,随着图像传感器生产成本的降低,以及图像处理、模式识别等相关技术的迅速发展,视觉定位受到越来越多的关注。移动机器人视觉定位是指借助于摄像机采集的视觉信息,确定机器人的当前位置。近年来,移动机器人在户外环境下
2、,特别是城市区域中的应用越来越广泛。因此,城市环境中的移动机器人视觉定位研究具有非常重要的理论意义和极其广泛的应用前景。本计划书从上述背景下建立,从概况、背景到营销计划,财务及风险分析。整体上基本说明了校园创业的过程和准备工作。对创业的前期做了初步的财务预算,介绍了我们创立的定位机器人产品有限公司的由来,性质以及前景。公司产品提供的服务也在策划书中做了说明,设计了一款利用GPS定位和视觉定位的机器人实现对目标的精确定位,应用于救援、搬运等方面。关键词:公司创业移动机器人定位目录摘要错误!未定义书签。第一章设计综述11.1 智能机器人系统国内外发展现状11.1.1 智能机器人发展历史及现状11.
3、1.2 国外机器人发展历史与现状11.1.3 国内机器人发展历史与现状11.2 课程设计主要内容2第二章方案设计32.1 机械结构方案设计32.2 各部分结构介绍32.3 驱动方案选择42.4 传感器的选择42.5 GPS空间定位原理:52.6 视觉定位工作原理:5第三章机械系统设计53.1 机械系统总体方案53.2 关键尺寸设计63.3 关键零部件结构设计63.4 驱动关节运动轨迹规划83.4.1 轨迹规划程序调试结果分析8第四章控制系统设计94.1 控制系统总体方案94.2 控制电路设计104.3 流程图11第五章装配与调试125.1 机器人系统整体装配125.2 系统调试流程与状况125
4、.3 设计创新点125.4 系统缺陷与改进12第六章市场应用前景分析136.1 市场调查及分析136.2 目标市场的确定136.3 产品未来市场描述136.4 可能遇到的风险与对策13项目心得14参考文献14附录一数学建模与轨迹规划15附录二成本分析18附录三程序源代码19第一章设计综述1.1 智能机器人系统国内外发展现状1.1.1 智能机器人发展历史及现状移动机器人的研究始于20世纪60年代末,最开始主要从理论上研究室内机器人的体系结构、控制技术、传感器技术、运动规划和不确定性等问题的处理办法。到70年代末,机器人的研究又受到计算机和传感器技术等新工具的影响,机器人的研究有了极大的进展。特别
5、在80年代中期,在全世界范围内掀起了研究机器人的热潮。90年代,移动机器人的研究发展到了更高的层次,主要有高精度的环境信息传感器的应用、信息融合技术的出现、移动机器人控制技术的适应性的不断增强和在真实环境下的环境信息的规划技术的应用等。21世纪以后,随着人类对深海和外太空的不断探索,移动机器人成为世界各个科技发达的国家进行深海资源和太空资源探测的最主要的工具之一。人类对深海和太空资源的不断探索成为了移动机器人等相关前沿技术发展的强大推动力。1.1.2 国外机器人发展历史与现状在自主移动机器人从低级到高级的发展过程中,有很多比较经典的移动机器人出现。计算机能够操纵机器人的标志是机器人Shakey
6、的成功研制。其主要目标是探测在复杂程度不同的场景中移动机器人与智能技术的实时控制问题。Shakey机器人安装了触觉传感器和TV摄像机,机器人和计算机由无线通讯系统进行连接,其中计算机实现任务规划和视觉数据处理的操作。Shakey机器人完成了一定程度上人工智能,能够自主进行感知、环境建模、行为规划并执行任务。当时计算机运算速度非常缓慢,Shakey需要使用很长时间才能够感知到环境,分析出规划路径,但它却是当时把人工智能应用于移动机器人中最为成功的研究成果,为机器人的研究工作创造了一个好的开端。2004年1月美国研制的探测机器人OPPortUnity和SPirit在火星表面顺利登陆。Opportu
7、nity和SPirit的成功着陆标志着智能移动机器人的研究工作已经上升到了一个前所未有的高度,同时也标志着人类发射的星际探测器自动化程度也提高到了新的阶段,正在为人类的发展进步贡献着力量。迄今为止,移动机器人的工作环境几乎进入到地面、水下、空中、行星表面和太空等每个区域。2011年,本农业研究机构研制出了草寿采摘机器人。该机器人主要由1ED照明灯、CCD摄像头、机械臂和采果手组成。草慈采摘机器人首先通过摄像头获取草莓方位情况,判断草莓是否成熟,如果草莓己经成熟,架置在机械臂上端的采果手就会通过果梗的倾斜程度对自身角度进行校正,进而实现对草莓的采摘。采摘机器人的成功应用说明了机器人的在农业发展上
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