移動物體檢測報警機器人設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-18 04:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 范疇。關(guān)于服務(wù)機器人的定義目前還并不統(tǒng)一 。簡單地說 ,它是指一種能夠自主或半自主運行 ,且為人類健康 ,安全和設(shè)備運行提供服務(wù)的智能機器。因此 ,服務(wù)機器人存在自身的一些特點 ,主要集中在以下三方面 : (1) 任務(wù)要求 .服務(wù)機器人的主要職能是自主或半自主地為人類提供服務(wù)或安全保障。它涉及到探測 ,報警等多種功能 ,顯然其任務(wù)具有多樣性和靈活性的特第 6 頁 共 16 頁 點。因此 ,為了實現(xiàn)特定的任務(wù) ,服務(wù)機器人的開發(fā)必須更重視載體尺寸、重量、能量供給、導航、避障等多方面的功能 ,同時配備相應(yīng)的完成任務(wù)的工具。 (2) 工作環(huán)境 .機器人的工作環(huán)境一般分為兩類 :結(jié)構(gòu)化環(huán)境和非結(jié)構(gòu)化環(huán)境 .工業(yè)機器人通常面對的是結(jié)構(gòu)化環(huán)境 ,而服務(wù)機器人通常在非結(jié)構(gòu)化的環(huán)境中工作。不過在環(huán)境中 ,機器人與人或環(huán)境設(shè)施可能經(jīng)常發(fā)生互動即所謂的突發(fā)事件。因此 ,機器人必須具有靈活能力 。換而言之 ,環(huán)境是隨時變的。因此 ,服務(wù)機器人的工作環(huán)境更為復雜 ,受外界的影響 ,干擾更多。 (3) 機械結(jié)構(gòu) .機械結(jié)構(gòu)通常指機器人的本體結(jié)構(gòu)。任務(wù)和工作環(huán)境決定了機器人的結(jié)構(gòu)形式。按照其本體結(jié)構(gòu)的運動能力 ,可將服務(wù)機器人分為靜止式和移動式兩類。最常見的服務(wù)機器人是移動式的 ,其中以輪式結(jié) 構(gòu)最為廣泛。 雖然針對不同的應(yīng)用場合和服務(wù)對象 ,服務(wù)機器人在形式 ,功能等方面存在著較大的差別 ,但在設(shè)計和開發(fā)服務(wù)機器人的過程中 ,也存在一些共性的地方服務(wù)機器人的關(guān)鍵技術(shù)可歸納為以下幾個方面 : ① 環(huán)境的表示 ② 環(huán)境感知和信號處理 ③ 控制系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu) ④ 復雜任務(wù)和服務(wù)的實時規(guī)劃 ⑤ 適應(yīng)于作業(yè)環(huán)境的機械本體結(jié)構(gòu) ⑥ 研制低功耗 ,長時間工作的功能部件 這些關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展直接影響到服務(wù)機器人作為一個行業(yè)的應(yīng)用前景。雖然以前服務(wù)機器人一度被認為是一個幾乎不可獲 利的行業(yè) ,但隨著近年來 ,家用服務(wù)機器人和娛樂機器人市場開拓所獲得的巨大成功 ,人們的觀念正在發(fā)生變化。美國 ,日本和歐洲的一些大公司也紛紛進入了服務(wù)機器人的市場。 本論文的主要研究內(nèi)容 本論文主要以智能檢測報警機器人這一產(chǎn)品的設(shè)計與開發(fā)為中心 ,詳細敘述了該產(chǎn)品的各個環(huán)節(jié)的設(shè)計思想 ,設(shè)計理念和設(shè)計過程。通過將現(xiàn)代智能機器人領(lǐng)域的一些成熟技術(shù)應(yīng)用于實際的產(chǎn)品開發(fā)中 ,達到獲得直接的 ,感性認識的目的 。同時也以具體應(yīng)用為基礎(chǔ) ,對這一領(lǐng)域中的一些焦點的前沿問題作了進一步的研究。整個論文主要闡述了以下兩個方面的問題： (1) 智能檢測報警機器人系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)規(guī)劃和設(shè)計 (2) 以步進電機為主要驅(qū)動部件的機器人驅(qū)動機構(gòu)的設(shè)計 本章小結(jié) 本章以智能檢測報警這一產(chǎn)品的開發(fā)為平臺 ,闡述了發(fā)展智能機器人技術(shù)的重要意義 ,并著重介紹了與該產(chǎn)品相關(guān)的機器人技術(shù)發(fā)展。由于智能檢測報警機器人從產(chǎn)品的角度出發(fā) ,是屬于服務(wù)機器人的范疇 ,本章也同時針對服務(wù)機器人在開發(fā)移動物體檢測報警機器人 第 7 頁 共 16 頁 和設(shè)計過程中存在的一些共性問題 ,作了進一步的闡述。在此基礎(chǔ)上 ,對整個課題的研究內(nèi)容和設(shè)計任務(wù) ,作了具體的規(guī)劃。 第 2 章 .物體檢測與報警機器人的總體設(shè)計 [本章提要 ] 本章主 要介紹了智能檢測報警機器人的產(chǎn)品要求 ,功能分析和性能特點。在此基礎(chǔ)上提出了該產(chǎn)品的總體原理和具體功能模塊的實現(xiàn)思路 ,從而對其形成一個完整的設(shè)計方案。 概述 隨著社會的進步和發(fā)展 ,人們的學習和工作越來越繁重 ,于是怎樣更大程度地將人們從煩瑣的日常事務(wù)中解脫出來 ,就成為了新一代服務(wù)機器人所追求的目標 ,而智能化正是這一目標的集中體現(xiàn)。 本文介紹的智能檢測報警機器人初步實現(xiàn)了無人情況下的自主工作方式 ,它結(jié)構(gòu)獨特 ,靈活 ,且自備電源 ,由機載單片機進行實時的控制 ,由一個步進電機實現(xiàn)頭部系統(tǒng)的驅(qū)動，在頭部轉(zhuǎn)動的過程中 ,它通過頭部攜帶的超聲波檢測裝置 ,檢測周圍的事物 ,當發(fā)現(xiàn)有移動物體時便報警 ,達到其看守防盜的目的。該機的優(yōu)勢在于其局部的自主化和智能化 ,它可以無需人的操控而自主的進行檢測 ,并且在遇到移動物體時能夠?qū)崟r的報警。 主要組成 頭部旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 如圖 21 所示 ,該機構(gòu)為蝸輪蝸桿傳動 ,將蝸桿軸由聯(lián)軸器直接連接到電機上 ,由步進電機驅(qū)動。蝸輪通過軸與機器人頭部相連接 ,從而使得蝸輪的轉(zhuǎn)動帶動機器人頭部的旋轉(zhuǎn)。 第 8 頁 共 16 頁 圖 21 機器人頭部旋轉(zhuǎn) 機構(gòu) 主體部 機器人的底部呈圓盤狀采用地腳螺栓將其固定在地上 ,分軀干 ,上端蓋 (與頸部一體 )兩塊直接澆鑄出來然后通過螺釘連接 ,頭部同樣也分為兩個半球直接澆鑄出來然后通過螺栓連接在一起。 圖 22 機器人主體圖 電機 選用步進電機 ,由步進電機直接帶動蝸桿轉(zhuǎn)動。因為通過控制步進電機的脈沖輸入就可直接控制步進電機的轉(zhuǎn)動速度 ,因此選用步進電機較合適 ,脈沖的輸入便由單片機控制。 移動物體檢測報警機器人 第 9 頁 共 16 頁 主要技術(shù)參數(shù) 動 6 度 ,因為蝸輪通過軸直接與機器人頭部相連 ,所以蝸輪的轉(zhuǎn)速 2 1 / minnr? ,要求蝸輪蝸桿的使用壽命為 25000h ，機器人頭部的質(zhì)量5m kg? , 10LFN? (包含摩擦阻力 ) :頭部直徑 20cm? 。頸部高 5h cm? ,粗 10cm?? 。軀干40cm 40cm 60cm。底盤大直徑 100cm,小直徑 60cm,高 40cm . 電機的選
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