轮式移动机器人结构设计开题报告
轮式移动机器人结构设计开题报告
一、毕业设计（论文）依据及研究意义：随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用，机器人技术由室内走向室外，由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。
移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。
在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用，需要机器人以无线方式实时接受控制命令，以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动。
其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。
按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。
而轮式移动机构的类型也很多，对于一般的轮式移动机构，都不能进行任意的定位和定向，而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能，实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态，在某些场合有明显的优越性；如在较狭窄或拥挤的场所工作时，全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。
另外，在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候，全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整。
由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义，成为机器人移动机构的发展趋势。
基于以上所述，本文从普遍应用出发，设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台，该平台能够沿任何方向运动，运动灵活，机械手臂使之能够执行预定的操作。
本文是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。
二、国内外研究概况及发展趋势2.1 国外全方位移动机器人的研究现状国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作，在车轮设计制造，机器人上轮子的配置方案，以及机器人的运动学分析等方面，进行了广泛的研究，形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。
这方面日本、美国和德国处于领先地位。
八十年代初期，美国在DARPA的支持下，卡内基·梅隆大学（Carnegie Mellon university,CUM）、斯坦福（Stanford）和麻省理工（Massachusetts Institute of Technology,MIT）等院校开展了自主移动车辆的研究，NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。
轮式机器人的分析与设计的开题报告
轮式机器人的分析与设计的开题报告一、选题背景轮式机器人是目前社会发展中普遍采用的一种机器人类型，应用范围广、应用领域广泛，可广泛应用于工业、教育和娱乐等领域。
本文选取此主题，通过分析与设计轮式机器人，了解其设计原理、程序控制、传感器反馈等知识点，结合实战项目来进行开发和研究。
二、研究内容1. 研究现有轮式机器人的设计工艺及技术通过查阅相关技术材料，对目前主流的轮式机器人进行设计分析，掌握其设计原理、机构结构、传动系统等工作原理，为后续的设计构思奠定基础。
2. 研究轮式机器人的程序控制及其编程语言根据机器人的应用场景，灵活应用编程语言，探讨轮式机器人程序控制的方法和技术，结合实际操作进行实践，实现轮式机器人程序控制的全过程。
3. 研究轮式机器人的传感器反馈技术探讨轮式机器人的传感器反馈技术，包括传感器类型、工作原理、数据处理等方面，针对各类场景，进行传感器反馈技术的应用分析。
4. 轮式机器人的硬件框架设计对轮式机器人的设计进行实操，考虑设计方案的可行性及实用性，结合上述研究成果，制定出轮式机器人的硬件框架设计，并进行实施与测试。
5. 软件程序开发根据机器人应用场景，实现相应的软件程序，将程序应用于硬件计算机上，进一步了解程序控制与硬件框架的配合，优化其各项功能。
三、研究意义1. 通过对轮式机器人的设计分析和开发实操，掌握机器人的基本设计原理和技术要点。
2. 了解轮式机器人的应用场景及技术核心，掌握机器人程序控制的方法和技术，促进机器人技术的发展。
3. 研究轮式机器人的传感器反馈技术及其应用范围，加深对信息融合的理解。
4. 为未来机器人应用领域的探索提供新思路与新技术。
四、研究计划第一周：研究基础设计原理及制作材料选取第二周：研究程序控制及其编程语言及其应用第三周：研究传感器反馈技术及其应用第四周：轮式机器人硬件框架设计第五周：软件开发与测试第六周：实施调试及总结五、预期成果1. 轮式机器人的硬件框架设计及其功能测试。
移动机器人运动控制系统设计的开题报告
移动机器人运动控制系统设计的开题报告一、选题背景及意义近年来，移动机器人得到了越来越广泛的应用，从智能巡检、物流配送到医疗护理等领域，移动机器人可以自主地完成一定的任务。
其中，移动机器人运动控制系统是保证其正常运行和高效完成任务的核心部分之一。
因此，移动机器人运动控制系统的设计及研究具有重要的现实意义和应用价值。
本文将针对移动机器人运动控制系统的设计，围绕以下几个方面进行研究：1.针对现有的移动机器人运动控制系统存在的问题，总结其优缺点，提出新的解决方案；2.设计一种基于视觉传感的移动机器人运动控制系统，利用视觉传感器实现机器人的定位和路径规划，提高机器人的运动精度和路径规划效率；3.探究移动机器人的运动学和动力学模型，分析机器人运动的各种因素，建立机器人运动控制系统的数学模型，并进行仿真验证，验证系统的可行性和效果。
二、研究内容1.现有移动机器人运动控制系统问题的总结和分析。
2.基于视觉传感的移动机器人运动控制系统设计，实现机器人定位和路径规划，提高机器人运动精度和路径规划效率。
3.探究移动机器人的运动学和动力学模型，建立机器人运动控制系统的数学模型，进行仿真验证。
4.对系统进行实验验证，分析系统的性能指标和应用效果，完善和改进系统设计。
三、预期成果1.对现有移动机器人运动控制系统的问题进行总结和分析，提出新的解决方案。
2.基于视觉传感的移动机器人运动控制系统的设计与实现，提高机器人运动精度和路径规划效率。
3.建立移动机器人的运动学和动力学模型，掌握机器人运动控制的基本理论。
4.对系统进行仿真验证，验证系统的可行性和效果。
5.对系统进行实验验证，分析系统的性能指标和应用效果，完善和改进系统设计。
四、研究方法和技术路线1.文献研究法：查找和阅读与移动机器人运动控制系统相关的文献资料，对现有系统的缺陷和不足进行总结和分析。
2.方案设计法：设计基于视觉传感的移动机器人运动控制系统，实现机器人定位和路径规划，提高机器人运动精度和路径规划效率。
轮式移动机器人运动控制的研究的开题报告
轮式移动机器人运动控制的研究的开题报告一、选题背景随着智能制造和物流的快速发展，轮式移动机器人的应用越来越广泛。
在自动化工厂、仓库、医院、学校等场所，轮式移动机器人能够为人们带来极大的便利，提高工作效率和安全性。
而轮式移动机器人的运动控制技术是其实现自主导航、避障、路径规划等功能的核心技术。
目前，常见的轮式移动机器人运动控制方式包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等多种方法。
然而，不同的控制方法适用于不同的场合和不同的任务，如何选取合适的控制策略是一个值得研究的问题。
二、选题意义本项目旨在通过对轮式移动机器人运动控制方法的分析与比较，寻找最优控制策略，提高轮式移动机器人的导航精度和运动效率。
同时，研究成果还有助于促进智能制造和物流等领域的发展，推进相关产业的升级。
三、研究内容和方法本项目主要研究内容如下：1. 轮式移动机器人运动学和动力学模型的建立；2. 常见的轮式移动机器人运动控制方法的介绍和分析；3. 对比不同控制方法的优缺点，建立合适的评价指标体系；4. 设计和实现最优控制策略，通过仿真和实验验证其有效性。
研究方法主要包括：1. 理论分析法：对轮式移动机器人的运动学和动力学模型进行分析和建模，结合不同控制方法的理论基础进行比较；2. 实验研究法：通过对轮式移动机器人的实际运动控制，数据采集和分析，验证最优控制策略的有效性；3. 数学模拟法：利用计算机进行轮式移动机器人运动控制仿真，快速评估不同控制方法的优劣和效果。
四、预期成果和实施方案预期成果包括：1. 轮式移动机器人运动学和动力学模型的建立；2. 常见的轮式移动机器人运动控制方法的分类和比较；3. 基于评价指标体系的最优控制策略的设计和实现；4. 仿真和实验验证最优控制策略的有效性。
实施方案：1. 着手进行轮式移动机器人运动学和动力学模型的建立；2. 搜集和整理相关文献资料，对比研究不同的控制方法；3. 设计实验方案并进行实验数据采集和分析；4. 利用计算机进行仿真实验；5. 组织撰写论文，完成研究成果的汇总和整理。
行走机器人运动系统的设计-开题报告
毕业设计（论文）开题报告1 选题背景及其意义行走机器人的技术研究是我国目前的热点，它综合了电子学、机械、自动控制、计算机软硬件、传感器、生物机械学、材料科学、模具、精密加工等多门学科。
行走机器人的研究无疑对促进科技的发展和人类的进程有重大的现实意义，是当今科技的一种必然趋势，为机电产品的研究提供一种新的途径。
特别是行走机器人技术的发展往往代表一个国家的科技实力和机电一体化的最新产品。
行走机器人是机器人学中的一个重要分支。
关于行走机器人的研究涉及许多方面，首先，要考虑移动方式，可以是轮式的、履带式的和腿式的等；其次，必须考虑驱动器的控制，以使机器人达到期望的行为；第三，必须考虑导航或路径规划。
因此，行走机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。
机器人的机械结构形式的选型和设计，应该根据实际需要进行。
在机器人机构方面，应当结合机器人在各个领域及各种场合的应用，开展丰富而富有创造性的工作。
对于行走机器人，研究能适应地上、地下、水中、空中、宇宙等作业环境的各种移动机构。
当前，对足式步行机器人、履带式和特种机器人研究较多，但大多数仍处于实验阶段，而轮式移动机器人由于其控制简单，运动稳定和能源利用率高等特点，正在向实用化迅速发展，从阿波罗登月计划中的月球车到美国最近推出的NASA 行星漫游计划中的六轮采样车，从西方各国正在加紧研制的战场巡逻机器人、侦察车到新近研制的管道清洗检测机器人，都有力地显示出行走机器人正在以其使用价值和广阔的应用前景而成为智能机器人发展的方向之一。
因此这也是研究机器人的重要意义。
2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）2.1国内多足步行机器人的研究成果1991年,上海交通大学马培荪等研制出JTUWM[1]系列四足步行机器人。
JTUWM-III是模仿马等四足哺乳动物的腿外形制成,每条腿有3个自由度,由直流伺服电机分别驱动。
在进行步态研究的基础上,通过对3个自由度的协调控制,可完成单腿在空间的移动。
轮式移动机器人的结构设计
目录1 前言 (2)2 机构的驱动方案设计 (5)2.1 机器人运动方式的选择 (5)2.2 轮式机器人驱动方案设计 (9)2.2.1轮式机器人驱动轮组成 (10)2.2.2轮式机器人转向轮组成 (11)2.2.3电机选择 (12)2.2.4减速机构的设计 (17)2.2.5变速箱体、前车体及电池箱 (18)2.2.6后减震及前减震机构 (19)2.2.7车轮和轮毂 (20)3 传动机构、执行机构的设计及受力分析 (23)3.1 传动机构的设计 (23)3.2 执行机构的设计 (24)3.3 机器人受力分析及如何保证加速度最优 (24)4 轮式移动机器人的运动学分析 (26)4.1 轮式式机器人的运动学建模 (26)4.2 阿克曼约束的机器人运动模型 (29)5 轮式移动机器人的运动控制系统设计 (32)5.1 控制系统硬件设计 (32)5.2 控制系统软件设计 (34)5.2.2上位机控制系统软件设计 (34)5.2.3下位机控制系统软件设计 (34)6 结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 前言移动机器人的研究始于上世纪60年代末期，随着计算机技术、传感器技术以及信息处理技术的发展，移动机器人已被广泛应用于工业、农业、医疗、保安巡逻等行业。
机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
国外对于移动机器人的研究起步较早，日本是开发机器人较早的国家，并成为世界上机器人占有量最多的国家，其次是美国和德国。
轮式移动机器人的运动控制研究的开题报告
轮式移动机器人的运动控制研究的开题报告一、论题背景随着信息技术的飞速发展，机器人技术逐渐应用于各个领域，轮式移动机器人成为其中重要的一类机器人。
轮式移动机器人具有移动速度快、灵活机动、适应性强等特点，可以广泛应用于制造业、物流行业、农业、医疗等领域。
然而，轮式移动机器人的运动控制一直是其发展的瓶颈之一，如何进行精确、高效的运动控制一直是研究的重要方向。
二、研究目的本文旨在研究轮式移动机器人的运动控制方法，探究在不同环境下如何提高其运动控制的精度和效率。
主要研究内容包括轮式移动机器人的动力学建模、运动控制技术、路径规划算法等。
三、研究内容与方案1. 轮式移动机器人的动力学建模轮式移动机器人的动力学建模是运动控制的基础，本文将分析轮式移动机器人的运动学和动力学，并建立相应的数学模型，为后续运动控制提供理论支持。
2. 运动控制技术研究针对轮式移动机器人的运动控制问题，本文将研究PID控制、模糊控制、神经网络控制等现有的控制方法，并基于此提出一种适用于轮式移动机器人的运动控制策略，提高其对环境的适应性和运动控制的精度。
3. 路径规划算法研究路径规划是轮式移动机器人运动控制中的一个重要部分，本文将针对不同的场景设计不同的路径规划算法，以实现对轮式移动机器人运动的优化控制和路径选择。
四、进度计划第一阶段（1-2周）：研究轮式移动机器人的动力学建模，包括运动学和动力学的分析与建模第二阶段（3-4周）：研究轮式移动机器人的运动控制技术，包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等现有的控制方法第三阶段（5-6周）：提出一种适用于轮式移动机器人的运动控制策略，并进行仿真实验第四阶段（7-8周）：研究不同场景下的路径规划算法，并将其与运动控制策略相结合，进一步提高轮式移动机器人的运动控制精度和效率第五阶段（9-10周）：撰写论文并进行总结和讨论五、预期成果本文旨在研究轮式移动机器人的运动控制方法，探究如何提高其运动控制精度和效率。
轮式移动机器人运动轨迹控制技术研究的开题报告
轮式移动机器人运动轨迹控制技术研究的开题报告一、研究背景及意义随着机器人技术的不断发展，移动机器人已经广泛应用于工业生产、医疗护理、城市服务、农业生产等领域。
其中轮式移动机器人是一种常用的机器人类型，其主要优点在于移动速度快、运动灵活、能适应多种地形等。
而轮式移动机器人的运动轨迹控制技术对于实现机器人的高速、高精度运动具有关键作用。
因此，研究轮式移动机器人运动轨迹控制技术，有着重要的现实意义和应用前景。
二、研究内容及方法本文研究轮式移动机器人运动轨迹控制技术，主要包括以下内容：1. 轮式移动机器人运动学模型的建立：根据轮式移动机器人的结构和运动特点，建立数学模型，分析机器人运动学问题，为后续轨迹控制提供理论基础。
2. 轮式移动机器人轨迹规划方法的研究：根据轮式移动机器人的任务要求和环境条件，制定轨迹规划策略，构建轨迹生成算法，实现轨迹规划。
3. 轮式移动机器人运动轨迹跟踪控制技术的研究：通过设计轮式移动机器人控制系统，并采用控制算法实现机器人运动轨迹跟踪控制，从而实现机器人的精确移动。
本文将采用相关的数学算法、控制理论和仿真实验等多种研究方法，以提高轮式移动机器人的运动精度、提高机器人的控制效率。
三、预期成果和应用前景本文预期实现以下的成果：1. 建立轮式移动机器人的运动学模型，为后续的轨迹规划和跟踪控制奠定理论基础。
2. 设计相应的轨迹规划算法和控制算法，提高轮式移动机器人的运动精度和控制效率。
3. 验证策略的可行性和有效性，并通过多种实验验证研究结果的正确性。
在实现以上研究成果的基础上，轮式移动机器人的应用前景具有广阔的应用前景。
例如，可以应用于智能制造、智慧城市、机器人服务等领域，帮助提高工作效率、降低经济成本，是推动我国机器人产业发展的重要方向之一。
四、研究计划第一年：1. 研究轮式移动机器人的运动学模型；2. 研究轮式移动机器人的轨迹规划方法。
第二年：1. 研究轮式移动机器人运动轨迹跟踪控制技术；2. 进行算法仿真实验。
轮腿式移动机器人开题报告
轮腿式移动机器人开题报告一、项目背景和意义近年来，随着人工智能和机器人技术的快速发展，移动机器人在日常生活和工业领域中扮演着越来越重要的角色。
传统的轮式移动机器人能够在平坦的地面上自由移动，但遇到不平整或复杂的地形，轮子往往面临较大的困难。
而腿式移动机器人具有良好的适应性和灵活性，能够在各种地形条件下灵活行动，因此备受研究和开发的关注。
本项目旨在设计和开发一种轮腿式移动机器人，利用轮子和腿部结构的组合，实现机器人在复杂地形下的移动能力。
通过对机器人的设计和控制算法的研究，旨在提高机器人的稳定性和适应性，为机器人在户外和室内环境中的应用提供更多可能性。
二、项目内容2.1 机器人结构设计机器人的结构设计是项目的基础，它决定了机器人的外形和动力学特性。
本项目将采用4轮腿的设计方案，每个腿部由多个关节组成，通过可伸缩设计能够适应不同高度和地形条件。
机器人的机身设计将考虑到重心平衡和轮子与腿部之间的连接，以确保机器人在行走时的稳定性和机动性。
2.2 控制算法设计机器人的运动控制是项目的核心，它决定了机器人在不同环境下的行动能力。
本项目将设计和实现一种基于传感器反馈的控制算法，通过对环境和机器人自身状态的感知，控制机器人的运动和步态。
控制算法将考虑到机器人的平衡性、速度控制和防碰撞等因素，以保证机器人安全和稳定地行动。
2.3 硬件和软件的集成本项目将进行硬件和软件的集成工作，将机器人的机械结构和控制算法相结合。
硬件方面，需要进行传感器、电机和电路等硬件设备的选型和集成。
软件方面，需要设计和编写控制算法和界面程序，实现机器人的控制和监控。
三、项目计划3.1 需求分析和框架设计在项目开始阶段，需要进行需求分析，明确机器人的功能和性能要求。
同时，还需要进行框架设计，确定机器人的整体结构和控制算法的基本框架。
3.2 硬件采购和集成在项目的硬件采购和集成阶段，需要根据需求分析的结果，选择合适的硬件设备，进行采购和集成。
复杂环境下轮式自主移动机器人定位与运动控制研究的开题报告
复杂环境下轮式自主移动机器人定位与运动控制研究的开题报告一、研究背景和意义随着工业自动化与智能化的快速发展，轮式自主移动机器人（AGV）作为一种重要的智能装备，已经被广泛应用于工业生产、物流运输、医疗卫生、安防巡检等领域。
其中，复杂环境下的AGV更是具有重要的应用价值，如高温、高压、高辐射等特殊场合，以及室内、室外自然环境中的摆放、绕障问题等。
因此，对AGV的定位与运动控制技术不断进行深入研究，对提高AGV的性能和应用范围具有重要意义。
二、研究现状和主要问题目前，AGV的定位技术主要包括全局定位和局部定位两种方式。
全局定位是依靠GPS、北斗、GLONASS等全球卫星定位系统进行定位，精度较高，但在室内、隧道等复杂环境下受到限制。
局部定位则是利用传感器等自身装备进行定位，能够适应复杂环境，但定位精度略低。
另外，AGV的运动控制也是一个重要的研究领域。
由于运动稳定性和精度要求较高，传统的控制算法和方法在复杂环境下的应用受到较大限制。
如何有效地控制AGV的运动，提高其稳定性和精度，是当前研究的主要问题。
三、研究内容和方法本研究旨在针对复杂环境下的AGV定位和运动控制问题进行深入研究，主要包括以下几个方面：1. 建立针对复杂环境下的AGV定位算法，融合全局定位和局部定位技术，提高其定位精度和可靠性。
其中，针对室内、室外环境，分别考虑环境结构差异和传感器误差等因素。
2. 针对AGV的运动控制问题，建立有效的控制模型和算法，提高其运动稳定性和控制精度。
其中，应用控制理论和智能控制技术，结合实际测试数据和场地情况，进行优化和改进。
3. 针对AGV的机器视觉和行为规划等问题，进行相关研究和实验验证，提高其自主决策和操作能力。
研究方法将结合理论分析、仿真模拟和实际测试等手段，充分发挥计算机、电子、机械等学科交叉融合优势，提高研究的广度和深度。
四、研究预期成果本研究的预期成果主要包括以下几个方面：1. 建立一种针对复杂环境下AGV的定位算法，实现高精度和可靠性的定位。
轮式机器人开题报告
轮式机器人开题报告轮式机器人开题报告一、引言近年来，随着科技的迅猛发展，机器人技术逐渐成为人们关注的焦点。
机器人的应用范围越来越广泛，其中轮式机器人作为一种常见的机器人类型，具有灵活性和适应性强的优点，被广泛应用于工业生产、医疗护理、军事等领域。
本文将探讨轮式机器人的开发和应用，以及未来的发展方向。
二、轮式机器人的基本原理轮式机器人是一种以轮子为基础的移动机器人，其基本原理是通过电机驱动轮子的转动，从而实现机器人的移动。
轮式机器人通常采用差速驱动，即通过控制两个轮子的转速差异来实现机器人的转向。
此外，轮式机器人还可以通过改变轮子的转速和方向来实现前进、后退、左转、右转等多种运动方式。
三、轮式机器人的应用领域1. 工业生产轮式机器人在工业生产中发挥着重要作用。
它们可以代替人工完成一些重复性、繁琐的工作，提高生产效率和质量。
例如，轮式机器人可以用于物流运输、装配生产线、仓库管理等任务，极大地减轻了人力负担。
2. 医疗护理随着人口老龄化的加剧，轮式机器人在医疗护理领域的应用越来越受关注。
它们可以用于搬运病人、送药、监测病情等工作，减轻了医护人员的工作压力，提高了医疗服务的效率和质量。
3. 军事应用轮式机器人在军事领域的应用也非常广泛。
它们可以用于侦察、排雷、运输等任务，减少了士兵的风险，提高了作战效能。
此外，轮式机器人还可以用于边境巡逻、无人驾驶车辆等领域，为军队提供了强大的支持力量。
四、轮式机器人的挑战和发展方向虽然轮式机器人在各个领域都取得了一定的成就，但仍然面临一些挑战。
首先，轮式机器人在复杂环境中的导航和避障能力有待提高。
其次，轮式机器人的能源和续航能力也是一个重要问题。
此外，轮式机器人的智能化水平还有待提高，需要更加精确和高效的感知、决策和控制系统。
未来，轮式机器人的发展方向主要包括以下几个方面。
首先，要进一步提高轮式机器人的智能化水平，使其能够更好地适应复杂环境和任务需求。
其次，要加强轮式机器人与人类的交互能力，实现更加紧密的人机合作。
轮式机器人开题报告
主要参考资料
1、多运动状态的移动机器人结构设计及仿真_汤永红[D] 河北工业 大学 2007 2、新型移动机器人的结构设计及性能分析_金龙[D] 武汉理工大学 2009 3、轮式移动机器人系统设计及控制研究_王大宇[D] 大连理工大学 2013 4、轮式机器人的分析与设计_谭玉林[D] 西华大学 2010 5、机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京机械工业出版 社.2004 6、苏厚合，黄俊贤，黄圣杰.Pro/E2001年中文版入学指南[M]. 北 京科学出版社.2006 7、孙桓，陈作模.机械原理[M] .北京高等教育出版社.2006 8、孙祥 matlab7.0基础教程[M] 清华大学出版社 2005
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出于对机器人的爱好，收藏了一部分机器人图片
美 军 魔 爪 机 器 人
冰 雪 移 动 机 器 人
反 恐 式 机 器 人
整 体 设 计 方 式
主要准备工作
1、收集资料、查阅相关文献，掌握小型轮式机器人系 统设计的基本知识和设计方法，以及国内外的发展现状。 2、比较各种系统结构、设计方法的优缺点及应用范围， 在分析对比各种系统设计的性能之后，设计一种经济型 的小型轮式机器人系统。并运用Pro/E软件完成结构图 绘制以及进行运动模拟。 3、对小型轮式机器人的控制系统进行简单设计并进行 调试。
三轮全向移动机器人运动控制研究的开题报告
三轮全向移动机器人运动控制研究的开题报告一、选题背景随着科技的不断发展，人们对机器人的需求越来越高。
而机器人的移动方式也日益多样化，其中三轮全向移动机器人因其结构简单、运动自由度高而备受关注。
随着机器人在各行各业的应用，对其运动控制的要求也越来越高，因此研究三轮全向移动机器人的运动控制技术有着极其重要的意义。
二、研究目的和目标本课题旨在探索三轮全向移动机器人的运动控制技术，通过对三轮机器人动力学模型、控制算法、路径规划等方面的研究，实现三轮机器人的精确运动控制和路径跟踪，并将其应用于实际控制系统中。
三、研究内容和方法1. 三轮全向移动机器人的结构设计与动力学模型分析；2. 基于PID控制算法的机器人运动控制；3. 基于路径规划算法的机器人路径跟踪；4. 仿真验证与实际控制系统搭建。
四、研究意义三轮全向移动机器人简单、实用、具有较高的运动自由度。
该研究对于完善机器人的运动控制技术，提高机器人的精确度和实用性，具有重要的理论和实际意义。
同时，经过本研究的实际应用，还将有望在医疗、物流、制造等领域得到进一步应用。
五、预期成果1. 实现三轮全向移动机器人的精确运动控制；2. 实现三轮全向移动机器人的路径跟踪；3. 构建具有实际应用价值的控制系统。
六、进度计划第一阶段：对三轮全向移动机器人的结构及其动力学模型进行研究，并完成控制算法的初步设计，预计完成时间为两个月。
第二阶段：在第一阶段的基础上，进行路径规划算法的研究和优化，并通过仿真验证控制算法的有效性，预计完成时间为三个月。
第三阶段：对实验室现有硬件进行改装，构建具有实际应用价值的三轮全向移动机器人控制系统，并进行实验验证，预计完成时间为三个月。
七、存在的问题及解决措施1. 机器人动力学模型的精确性需要进一步提高。
解决措施：引入更加复杂的动力学模型，提高研究的精度和可靠性。
2. 控制算法需要进一步优化和改进。
解决措施：结合其他现有的控制算法，并仿真验证，优化控制算法的参数和结构。
自主轮式移动操作机器人的系统设计与分析的开题报告
自主轮式移动操作机器人的系统设计与分析的开题报告一、研究背景和意义自主移动机器人作为一种能够自主运动的智能机器，已经在生产、服务、军事等领域得到了广泛的应用。
而自主轮式移动操作机器人更是在工业生产中扮演着重要的角色，能够完成多种复杂任务，如搬运、装配、加工等。
因此，自主轮式移动操作机器人的设计和研究是具有重要意义的。
本课题将研究自主轮式移动操作机器人的系统设计与分析，主要包括机器人的硬件设计和控制系统设计。
通过本课题的研究，可以实现自主轮式移动操作机器人在工业生产中的高效运用，提升生产效率和产品质量，降低了成本。
二、研究内容和方法本课题主要研究自主轮式移动操作机器人的系统设计和分析，研究内容包括：1.机器人的机械结构设计：涉及机器人的底盘、悬挂、轮子、驱动装置等部件的设计和组装。
通过借鉴现有的设计，结合实际需要，优化机器人的机械结构，以满足自主移动操作机器人的要求。
2.机器人的控制系统设计：需要研究机器人的控制系统组成、控制策略、程序设计等方面，实现机器人的自主运动和操作。
3.算法和模型：机器人的自主运动和操作需要依赖于一系列的算法和模型，本课题将研究机器人路径规划、决策算法、视觉检测算法等方面，提高机器人在不同环境中的适应性。
研究方法主要包括实验室实践、模拟仿真、数据采集和分析等，还将结合相关文献和专家意见进行分析和讨论。
三、预期成果通过本课题的研究，预计可以达到以下成果：1.实现自主轮式移动操作机器人的硬件设计；2.设计并实现机器人的控制系统；3.研究机器人的算法和模型，以提高机器人在不同环境中的适应性和智能化水平；4.系统分析和性能测试，验证系统在实际操作中的效果和可行性；5.实现自主轮式移动操作机器人在工业生产中的高效运用。
四、研究进度和计划本研究计划分为以下几个阶段：1.文献调研和技术分析：对相关的技术资料和文献进行调研和分析，研究现有的机器人设计和研究现状。
2.机器人的硬件设计：涉及机器人的底盘、悬挂、轮子、驱动装置等部件的设计和组装，包括机械结构的设计、3D打印、装配、调试等过程。
一种实现目标识别与跟踪的轮式移动机器人设计及实验的开题报告
一种实现目标识别与跟踪的轮式移动机器人设计及实验的开题报告一、课题背景与意义目标识别与跟踪是目前机器人领域的一个热门研究方向，也是机器人在实际应用中不可或缺的基础技术之一。
目标识别与跟踪旨在通过机器视觉技术对环境中特定目标的自动识别和追踪，实现机器人对目标的自主化跟随、收集信息、执行任务等功能。
在工业自动化、医疗、军事领域等众多领域都有广泛应用。
在目标识别与跟踪的实现过程中，移动机器人是实现自主化追踪的重要载体之一。
例如，机器人可以搭载摄像头等传感器，使用视觉算法实现目标检测和跟踪，同时还可以借助机器人自身移动实现自主的跟随。
因此，研究轮式移动机器人的目标识别和跟踪技术，对于提高机器人的自主化能力、拓展机器人的应用范围具有重要意义。
二、研究目标本课题主要研究基于轮式移动机器人的目标识别与跟踪技术，具体研究内容包括：1. 轮式移动机器人系统设计：搭建一套完整的轮式移动机器人系统，包括底盘、控制器、传感器等组成部件的选择、搭建和调试。
2. 目标检测与识别算法研究：选择经典的目标检测算法，如YOLO、SSD等，实现对目标物体的自动检测和分类。
3. 目标跟踪算法研究：根据目标检测结果，选择合适的目标跟踪算法，如KCF、MOSSE等算法，实现对目标物体的跟踪和定位。
4. 移动控制算法研究：根据目标物体的跟踪结果，实现对机器人的自主化移动控制，实现对目标物体的跟随和收集信息功能。
三、研究方法和步骤本课题主要采用如下研究方法和步骤：1. 轮式移动机器人系统的设计与搭建：根据实验需求，选择合适的底盘、控制器、传感器等组成部件，搭建实验平台，进行系统调试和优化。
2. 目标检测与识别算法的研究：选择适合本课题要求的目标检测算法，基于训练好的模型和标注数据，实现对目标物体的检测和识别，并进行算法优化和性能测试。
3. 目标跟踪算法的研究：根据目标检测算法的结果，选择适合本课题要求的目标跟踪算法，实现对目标物体的跟踪和定位，并进行算法优化和性能测试。
轮式移动弹跳机器人控制系统研究的开题报告
轮式移动弹跳机器人控制系统研究的开题报告1. 研究背景和意义随着机器人技术的不断发展，机器人应用领域越来越广泛，其中移动机器人的应用特别突出。
轮式移动机器人是一种比较常见的移动机器人，其具有灵活性强、速度快、移动方便等优点，在许多领域有广泛应用。
但是，由于轮式移动机器人在移动过程中对地面的条件要求较高，所以在野外复杂环境中移动时容易受到障碍物的限制。
如何克服这一问题，提高轮式移动机器人的移动性能，对于机器人技术的发展有着重要的意义。
本研究将针对轮式移动弹跳机器人，通过对机器人的控制系统进行改进，提高机器人的移动能力，能够克服障碍物的限制，更好地适应野外复杂环境下的应用需求，具有很高的研究意义和应用价值。
2. 研究目的和内容2.1 研究目的：通过对轮式移动弹跳机器人控制系统的研究，提高机器人的移动性能，在野外复杂环境中适应性更强，具有更广泛的应用前景。
2.2 研究内容：（1）轮式移动弹跳机器人控制系统的设计与开发；（2）机器人在复杂环境下的运动规划算法研究；（3）基于传感器的机器人障碍物识别与避免技术研究；（4）机器人移动控制策略的改进与优化研究。
3. 研究方法和技术路线3.1 研究方法：（1）文献研究法：对轮式移动弹跳机器人控制系统、运动规划算法、传感器识别技术、移动控制策略等方面的文献进行全面梳理和分析，掌握国内外的研究现状，为后续研究提供依据和参考。
（2）实验研究法：通过在实验室和实际场景下对机器人进行试验和测试，验证研究结果的可靠性和实用性。
（3）计算机仿真法：通过建立仿真模型，对改进后的机器人系统进行仿真试验，探究系统的运行特性和优化空间。
3.2 技术路线：（1）调研分析轮式移动弹跳机器人现有的控制系统和移动策略，明确改进重点和方向；（2）根据研究目的和内容，设计和开发合适的机器人控制系统，包括硬件和软件；（3）基于运动规划算法和传感器识别技术，对机器人在野外复杂环境中的运动路径进行优化；（4）结合实际场景，对改进后的机器人进行实验和仿真试验，验证系统的性能和优化效果。
Mecanum轮全向移动机器人研制的开题报告
Mecanum轮全向移动机器人研制的开题报告一、选题背景随着现代科技的发展，机器人技术越来越受到广泛关注，并得到快速发展。
在实际应用中，机器人的运动性能往往是测量其性能的主要指标之一。
对于移动机器人，全向移动控制可以让机器人在任何方向上运动和旋转。
而Mecanum轮作为全向移动机器人运动控制的主要组件，具有操作简单、稳定性高、控制精度高等优点，已经广泛应用于物流搬运、工业生产等领域中。
因此，本文将基于Mecanum轮设计全向移动控制系统，并对该系统进行实现和测试，以验证其工作效果和性能指标。
二、研究目的本研究旨在开发一种全向移动机器人控制系统，以实现Mecanum轮全向移动控制的目标。
主要研究目的如下：1.研究Mecanum轮的动力学模型和运动学模型，确定最优参数设计方案；2.设计全向移动机器人控制算法，实现机器人的自主控制；3.实现全向移动控制系统的硬件设计，包括电机驱动、控制板等；4.研究控制系统的运动性能，包括机器人的准确性、稳定性、控制精度、移动速度等指标；5.进行实验验证，评估系统的工作效果和性能指标。
三、研究内容1. Mecanum轮全向移动机器人的动力学和运动学模型研究2. 全向移动机器人的控制算法研究3. 全向移动控制系统的硬件设计，包含电机驱动和控制板等4. 全向移动控制系统的主要参数设计，如电机转速、轮子转角、负载等的设计和优化5. 全向移动控制系统的性能测试与实验，包括机器人的控制效果、准确性、稳定性、运动速度等指标四、研究方法本研究主要采用理论研究、仿真模拟和实际测试相结合的方法。
具体措施如下：1.根据Mecanum轮的动力学和运动学模型研究，建立相应控制算法模型并进行仿真模拟，确定最优解决方案；2.进行详细的硬件设计和参数配置，选取合适的电机驱动和控制板，并根据实验要求进行程序设计和测试；3.进行实验验证和参数调整，根据测试结果和实验要求对系统进行逐步优化，以获得最佳性能；4.比较实验结果，评估全向移动控制系统的工作效果和性能指标。
全向行驶轮式机器人系统设计与开发的开题报告
全向行驶轮式机器人系统设计与开发的开题报告一、选题背景和意义随着科技的不断发展，机器人在各个领域中的应用越来越广泛，其中包括轮式机器人。
传统的轮式机器人因其局限性比较大，只能向前、后、左右转向，不能做到全向行驶。
而全向行驶轮式机器人由于其具备良好的机动性和适应性，被广泛应用于物流、仓储、医疗、军事等领域。
本课题旨在设计和开发一个全向行驶轮式机器人系统，可以实现机器人的全向运动、避障、导航等功能，为各个领域提供更加高效、便捷的服务。
该系统的设计和开发将提高轮式机器人在各个领域的适用性，促进机器人技术的进一步发展。
二、研究内容和步骤1. 系统设计本文将首先对全向行驶轮式机器人的结构与设计进行研究，包括机器人的外形、底盘结构、运动方式、传感器系统等。
2. 软硬件集成根据系统设计的结果，本文将开发机器人所需的硬件和软件模块，包括控制模块、运动模块、传感器模块等，实现系统的软硬件集成。
3. 运动控制针对机器人的全向运动需求，本文将研究机器人的运动控制方式，包括运动规划、运动控制算法、PID控制等。
通过对机器人的运动学、动力学性能进行分析和解析，实现全向行驶控制。
4. 感知与避障本文将研发机器人的感知和避障算法，通过对环境进行信息感知，实现对机器人的安全导航和避障。
本文将重点研究机器人如何获取环境信息、如何对环境信息进行分析、如何制定相应的避障策略。
5. 系统测试与分析在系统开发完成后，本文将对系统进行全面测试，包括机器人的运动性能、导航精度、避障效果等内容，对系统的优劣进行评估和分析。
三、研究计划和进度安排本文的研究计划如下：第一年：1. 系统设计和需求分析2. 硬件和软件集成开发第二年：1. 运动控制和全向行驶算法研究2. 感知与避障算法研究第三年：1. 系统测试与分析2. 论文撰写与提交预计完成时间为三年。
四、研究成果1. 设计和开发了一个全向行驶轮式机器人系统，实现了机器人的全向运动、避障、导航等功能。
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毕业设计（论文）开题报告题目轮式移动机器人的结构设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号学生姓名指导教师填表日期2011 年 3 月 1 日一、毕业设计（论文）依据及研究意义：随着机器人技术在外星探索、野外考察、军事、安全等全新的领域得到日益广泛的采用，机器人技术由室内走向室外，由固定、人工的环境走向移动、非人工的环境。
移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。
在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用，需要机器人以无线方式实时接受控制命令，以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动。
其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。
按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。
而轮式移动机构的类型也很多，对于一般的轮式移动机构，都不能进行任意的定位和定向，而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能，实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态，在某些场合有明显的优越性；如在较狭窄或拥挤的场所工作时，全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。
另外，在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候，全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整。
由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义，成为机器人移动机构的发展趋势。
基于以上所述，本文从普遍应用出发，设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台，该平台能够沿任何方向运动，运动灵活，机械手臂使之能够执行预定的操作。
本文是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。
二、国内外研究概况及发展趋势2.1 国外全方位移动机器人的研究现状国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作，在车轮设计制造，机器人上轮子的配置方案，以及机器人的运动学分析等方面，进行了广泛的研究，形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。
这方面日本、美国和德国处于领先地位。
八十年代初期，美国在DARPA的支持下，卡内基·梅隆大学（Carnegie Mellon university,CUM）、斯坦福（Stanford）和麻省理工（Massachusetts Institute of Technology,MIT）等院校开展了自主移动车辆的研究，NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。
CMU机器人研究所研制的Navlab-1和Navlab-5系列机器人代表了室外移动机器人的发展方向。
德国联邦国防大学和奔驰公司于二十世纪九十年代研制成VaMoRs-P移动机器人。
其车体采用奔驰500轿车。
传感器系统包括：4个小型彩色CCD摄像机，构成两组主动式双目视觉系统；3个惯性线性加速度计和角度变化传感器。
SONY公司1999年推出的宠物机器狗Aibo具有喜、怒、哀、厌、惊和奇6种情感状态。
它能爬行、坐立、伸展和打滚，而且摔倒后可以立即爬起来。
本田公司1997年研制的Honda P3类人机器人代表双足步行机器人的最高水平。
它重130公斤、高1.60米、宽0.6米，工作时间为25分钟，最大步行速度为2.0公里/小时。
国外研究的一些典型的全方位轮有麦克纳姆轮、正交轮、球轮、偏心方向轮等。
下面就这些轮进行介绍。
麦克纳姆轮，如图 1.1 所示，它由轮辐和固定在外周的许多小滚子构成，轮子和滚子之间的夹角为 Y，通常夹角 Y 为 45°，每个轮子具有三个自由度，第一个是绕轮子轴心转动，第二个是绕滚子轴心转动，第三个是绕轮子和地面的接触点转动。
轮子由电机驱动，其余两个自由度自由运动。
由三个或三个以上的 Mecanum 轮可以构成全方位移动机器人。
图1.2 麦克纳姆轮应用正交轮，由两个形状相同的球形轮子(削去球冠的球)架，固定在一个共同的壳体上构成，如图 1.3 所示.每个球形轮子架有2个自由度，即绕轮子架的电机驱动转动和绕轮子轴心的自由转动。
两个轮子架的转动轴方向相同，由一个电机驱动，两个轮子的轴线方向相互垂直，因而称为正交轮。
中国科学院沈阳自动化研究所所研制的全方位移动机器人采用了这种结构，如图1.4。
图1.3 正交轮图1.4 正交轮的应用球轮由一个滚动球体、一组支撑滚子和一组驱动滚子组成，其中支撑滚子固定在车底盘上，驱动滚子固定在一个可以绕球体中心转动的支架上，如图 1.6 所示。
每个球轮上的驱动滚子由一个电机驱动，使球轮绕驱动滚子所构成平面的法线转动，同时可以绕垂直的轴线自由转动。
图1.5 球轮图1.6 球轮的应用偏心万向轮，如图 1.7 所示，它采用轮盘上不连续滚子切换的运动方式，轮子在滚动和换向过程中同地面的接触点不变，因而在运动过程中不会使机器人振动，同时明显减少了机器人打滑现象的发生。
图1.7偏心万向轮图1.8 偏心万向轮的应用2.2 国内全方位移动机器人的研究现状我国在移动机器人方面的研究工作起步较晚，上世纪八十年代末，国家863计划自动化领域自动机器人主题确立立项，开始了这方面的研究。
在国防科工委和国家863计划的资助下，由国防科大、清华大学等多所高校联合研制军用户外移动机器人7B.8,并于1995年 12月通过验收。
7B.8的车体是由跃进客车改进而成,车上有二维彩色摄像机、三维激光雷达、超声传感器。
其体系结构以水平式机构为主,采用传统的“感知-建模-规划-执行”算法,其直线跟踪速度达到20km/h。
避障速度达到5-10km/h。
上海大学研制了一种全方位越障爬壁机器人,针对清洗壁面作业对机器人提出的特殊要求，研制了可越障轮式全方位移动机构—车轮组机构,该机构保证机器人可在保持姿态不变的前提下,沿壁面任意方向直线移动,或在原地任意角度旋转,同时能跨越存在于机器人运行中的障碍,不需要复杂的辅助机构来实现平面上运动和越障运动之间转换。
哈尔滨工业大学的李瑞峰，孙笛生，刘广利等人研制的移动式作业型智能服务机器人，并对课题当中的一些关键技术，如新型全方位移动机构、七自由度机器人作业手臂和多传感器信息融合等技术，最后给出了移动机器人的系统控制方案。
哈尔滨工业大学的闫国荣，张海兵研究一种新型全方位轮式移动机构，这种全方位移动机构当中的轮子与麦克纳姆轮的区别在于：这种全方位轮使小滚子轴线与轮子轴线垂直，则轮子主动的滚动和从动的横向滑移之间将是真正相互独立的；轮子正常转动时，轮缘上的小滚子也将是纯滚动，如图1.9。
图1.9 全方位移动机构仿真图三、研究内容及实验方案本课题从普遍应用出发，设计一种全向运动机器人平台，该平台能够沿任何方向运动，运动灵活。
本课题是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。
本文研究内容主要有：了解和分析已有的机器人移动平台的工作原理和结构，以及分析操作手臂常用的结构和工作原理，对比它们的优劣点。
在这些基础上提出可行性方案，并选择最佳方案来设计。
根据选定的方案对带有机械臂的全方位移动机器人进行本体设计，包括全方位车轮旋转机构的设计、车轮转向机构的设计和机器人操作臂的设计。
要求全方位移动机构转向、移动灵活，可以快速、有效的到达指定地点；机械臂操作范围广、运动灵活、结构简单紧凑且尺寸小，可以快速、准确的完成指定工作。
设计完成后要分析全方位移动机构的性能，为后续的研究提供可靠的参考和依据。
四、目标、主要特色及工作进度1.绪论和全向移动机器人移动结构设计 3周2.机器人的机械手臂设计 3周3.机械材料的选择和零件的校核 3周4.外文资料翻译（不少于6000字） 1周5.毕业论文整理及答辩准备 2周五．参考文献1.孙恒等主编。
机械原理（第六版）。
高等教育出版社，20112.马香峰主编。
工业机器人的操作机设计。
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