移動物體檢測報警機器人設計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-08-18 04:48 本頁面
【文章內容簡介】 范疇。關于服務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 ,安全和設備運行提供服務的智能機器。因此 ,服務機器人存在自身的一些特點 ,主要集中在以下三方面 : (1) 任務要求 .服務機器人的主要職能是自主或半自主地為人類提供服務或安全保障。它涉及到探測 ,報警等多種功能 ,顯然其任務具有多樣性和靈活性的特第 6 頁 共 16 頁 點。因此 ,為了實現特定的任務 ,服務機器人的開發(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 ,同時配備相應的完成任務的工具。 (2) 工作環(huán)境 .機器人的工作環(huán)境一般分為兩類 :結構化環(huán)境和非結構化環(huán)境 .工業(yè)機器人通常面對的是結構化環(huán)境 ,而服務機器人通常在非結構化的環(huán)境中工作。不過在環(huán)境中 ,機器人與人或環(huán)境設施可能經常發(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) 機械結構 .機械結構通常指機器人的本體結構。任務和工作環(huán)境決定了機器人的結構形式。按照其本體結構的運動能力 ,可將服務機器人分為靜止式和移動式兩類。最常見的服務機器人是移動式的 ,其中以輪式結 構最為廣泛。 雖然針對不同的應用場合和服務對象 ,服務機器人在形式 ,功能等方面存在著較大的差別 ,但在設計和開發(fā)服務機器人的過程中 ,也存在一些共性的地方服務機器人的關鍵技術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)及其結構 ④ 復雜任務和服務的實時規(guī)劃 ⑤ 適應于作業(yè)環(huán)境的機械本體結構 ⑥ 研制低功耗 ,長時間工作的功能部件 這些關鍵技術的發(fā)展直接影響到服務機器人作為一個行業(yè)的應用前景。雖然以前服務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機器人的市場。 本論文的主要研究內容 本論文主要以智能檢測報警機器人這一產品的設計與開發(fā)為中心 ,詳細敘述了該產品的各個環(huán)節(jié)的設計思想 ,設計理念和設計過程。通過將現代智能機器人領域的一些成熟技術應用于實際的產品開發(fā)中 ,達到獲得直接的 ,感性認識的目的 。同時也以具體應用為基礎 ,對這一領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)的總體結構規(guī)劃和設計 (2) 以步進電機為主要驅動部件的機器人驅動機構的設計 本章小結 本章以智能檢測報警這一產品的開發(fā)為平臺 ,闡述了發(fā)展智能機器人技術的重要意義 ,并著重介紹了與該產品相關的機器人技術發(fā)展。由于智能檢測報警機器人從產品的角度出發(fā) ,是屬于服務機器人的范疇 ,本章也同時針對服務機器人在開發(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。在此基礎上 ,對整個課題的研究內容和設計任務 ,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計 [本章提要 ] 本章主 要介紹了智能檢測報警機器人的產品要求 ,功能分析和性能特點。在此基礎上提出了該產品的總體原理和具體功能模塊的實現思路 ,從而對其形成一個完整的設計方案。 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中解脫出來 ,就成為了新一代服務機器人所追求的目標 ,而智能化正是這一目標的集中體現。 本文介紹的智能檢測報警機器人初步實現了無人情況下的自主工作方式 ,它結構獨特 ,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頭部系統(tǒng)的驅動，在頭部轉動的過程中 ,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實時的報警。 主要組成 頭部旋轉機構 如圖 21 所示 ,該機構為蝸輪蝸桿傳動 ,將蝸桿軸由聯軸器直接連接到電機上 ,由步進電機驅動。蝸輪通過軸與機器人頭部相連接 ,從而使得蝸輪的轉動帶動機器人頭部的旋轉。 第 8 頁 共 16 頁 圖 21 機器人頭部旋轉 機構 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 主要技術參數 動 6 度 ,因為蝸輪通過軸直接與機器人頭部相連 ,所以蝸輪的轉速 2 1 / minnr? ,要求蝸輪蝸桿的使用壽命為 25000h ，機器人頭部的質量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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