南京工业大学 开题报告

毕业设计(论文)开题报告

学生姓名：学号：

所在学院：自动化与电气工程学院

专业：测控技术与仪器

设计(论文)题目：光电导引自主式搬运机器人设计指导教师：

2015 年 1 月 22 日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。

毕业设计（论文）开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

一．题目：光电导引自主式搬运机器人设计

二．课题意义：

机器人作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度，提高生产率，改变成产模式，把人从危险、恶劣、繁重的工作环境下解放出来，显示出极大的优越性[1]。

21世纪以来，国内外对机器人技术的发展越来越重视。机器人技术被认为是对未来新兴产业发展具有重要意义的高技术之一。欧盟在第七框架计划（FP7）中规划了“认知系统与机器人计划”、日本、韩国在服务型机器人方面也制定了相应的研究规划，我国在国家高技术研究发展计划（863计划）、国家自然科学基金、国家科技重大专项等规划中对机器人技术研究给予了极大的重视。国内外产业界对机器人技术引领未来产业发展也寄予厚望。由此可见，机器人技术是未来高技术、新兴产业发展的基础之一，对于国民经济和国防建设具有重要意义[2]。

三．研究现状：

随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，机器人技术的开发速度越来越快，智能度越来越高，应用范围也得到了极大地扩展。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域机器人都有着广阔的发展空间与应用前景[3]。

机器人正朝着智能化和多样化等方向发展。目前，国内外对机器人的研究不断深入，已经开发出各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器人[3]。智能移动机器人是机器人的一个重要分支，是一个集人机交互、环境感知、规划与决策、运动控制等多功能于一体的综合装置[6]。本文对移动机器人的发展和技术做出了研究。

国外研究现状：移动机器人的研究可以追溯到20世纪60年代。斯坦福大学研究所成功地研制一种典型的自主移动机器人Shakey。它具有在复杂环境下，对象识别，自主推理，路径规划及控制功能。于此同时，以General Electric Quadruped为代表的步行机

毕业设计（论文）开题报告

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

一．研究内容和要解决的问题：

本课题旨在完成一个小型的光电导引式自主搬运机器人的设计，并能够自主完整的完成以下规定动作：（1）机器人查病房；（2）机器人为病人端茶水。

（1）机器人查病房。机器人从起点出发前行，沿白线，查甲床、乙床两病床上的病人。只需与病床前的挡板轻接触，能明显看出挡板晃动（或指示灯亮），即

可认为查房成功。

（2）机器人为病人端茶水。机器人必须模拟人手动作竖拿杯子，不能拖和粘。将S1处竖放的杯子端到目的地1，再将S2处竖放的杯子端到目的地2。然后返回起点。场景示意图如下：

二．研究手段：

硬件设计：搬运机器人的整体设计我采用智能小车搭载机械爪的方式。小车采用四轮差速驱动，使用直流电机，因为直流电机控制简单、启动转矩大、体积小、转速和转矩容易控制效率高。路径识别有两种方案，一种是采用CCD摄像头循迹，另一种是采用反射式红外光电管循迹，根据两种方案的优缺点，权衡稳定性、精度和速度后,我选择采用反射式红外光电管循迹。电机驱动采用两个L298N模块分别驱动左边两个电机和右边两个电机，该模块具有驱动能力强，发热量低，抗干扰能力强的特点。电源设计方面我使用两块7.2V的镍氢电池，一块用来给电机供电并且通过L298N模块上的外置5V接口给单片机控制板供电，另一块通过LM2596稳压模块转5V给传感器模块和机械爪上的舵机供电。核心板我使用的是stm32f103zet6

软件设计：编程使用C语言，开发平台是Keil5.0。机器人前排安装的7路传感器可以帮助机器人循迹，当中间的传感器扫到白线时机器人直线行驶，当左边两路传感器扫到白线时通过PWM控制电机转速，即使左边两个电机停转，同时右边两个电机加速知道返回直线行驶，当右边两路传感器扫到白线时同理。其他如转弯，十字路口单片机会根据7路传感器传输的不同数据进行处理分析指引机器人正确行驶。机器人前排还安装了一个触碰开关和一个红外光电开关，触碰开关是给机器人查探病房的，机器人查探病房碰撞出发触碰开关机器人就会倒退。红外光电开关的距离可调，指引机械爪在一定的距离抓住杯子。

通过以上硬件系统的搭建和软件的编译执行，就可以实现机器人自主移动和搬运的功能了。

毕业设计（论文）开题报告

指导教师意见：

1．对“文献综述”的评语：

2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：

指导教师：

年月日所在专业审查意见：

负责人：

年月日