一、地下管道检测机器人发展现状
按照行走机构的类型，可将管内作业机器人行走机构分为轮式、履带式、蠕动式等几类。
轮式行走机构
图1（a）轮式行走机构
轮式机构管内作业机器人的基本形式如图1（a）所示。对此类机器人的研究相对较多。机器人在管内的运动，有直进式的（即机器人在管内平动），也有螺旋运动式的（即机器人在管内一边向前运动，一边绕管道轴线转动）；轮的布置有平面的，也有空间的。一般认为，平面结构的机器人结构简单，动图1（b）自来水管道检测轮式机器人
作灵活，但刚性、稳定性较差，而空间多轮支撑结构的机器人稳定性、刚性较好, 但对弯管和支岔管的通过性不佳。图1（b）为英国的PEARPOINT有限公司开发的自来水管道检测轮式机器人，可在以φ135～375mm的管径内直线行走，行走速度为0～12m/min。
履带式行走机构
图2（a）履带式行走机构图2（b）海水管道检测履带式机器
人
图2（a）是履带式行走机构的基本形式。这种类型的管内机器人在油污、泥泞、障碍等恶劣条件下达能到良好的行走状态，但由于结构复杂，不易小型化，转向性能不如轮式载体等原因，此类机器人应用较少。图2（b）是日本关西电力株式会社开发的适用于管径Φ288~388mm、管长100m的海水管道检查履带式机器人，该机器人通过沿径向分布的履带在水平管和垂直管内自主行走，移动速度为5m/min。整个地下输气管道检测维修用移动机器人系统由三大部分组成：
(1)履带式移动机器人。机器人小车上装有CCD摄像机，并可根据需要加挂其它检测单元。
(2)圆盘式收放线装置。移动机器人通过电缆进行控制，视觉等信号也通过该线缆传输到控制计算机。
(3)控制单元。其主体为一台工业控制计算机，负责整个机器人系统的控制、显示及信息存储等工作。操作人员通过界面完成所有操作。控制单元与收放线装置安装在一个专门设计的手推车体上，便于移动。
蠕动式行走机构
图3 蠕动式行走机构
蠕动式行走机构如图3所
示。当头部支撑脚 3 收缩脱离
与管道内壁接触，尾部支撑脚1
伸出与管壁接触压紧，气缸2
左缸供气, 蠕动载体伸长, 带
动头部向前移动；当头部移动到
位时，支撑脚1缩回，头部支撑脚3伸出与管壁接触压紧，气缸2右缸供气，则蠕动载体收缩，带动尾部向前运动。尾部移动到位，尾部支撑脚1伸出，支撑管壁，头部支撑脚缩回。
蠕动式管内移动机器人支撑脚的伸缩和载体的蠕动均采用直线运动，当支撑脚支承载体与管壁压紧，不支承时可以与管壁脱离，解决了轮式和履带式管内移动机器人行走时驱动轮始终压紧在管壁上的问题，可以产生很大的牵引力。但由于蠕动式移动机器人的运动是间歇的，受驱动件启动频率的限制，移动速度比轮式、履带式低。轮式驱动机构具有结构简单，容易实现，行走效率高等优点，主要缺点是牵引力的提高受到封闭力的限制。履带式载体附着性能好，越障能力强，并能输出较大的牵引力，但结构复杂，不易小型化，转向性能不如轮式载体。二、课题目的及意义
本项目是根据我国经济建设的实际需要而提出的一项亟待研究和解决的科研课题。地下管道（输水管道、煤气管道、供气管道）在长期使用过程中，由于受到管内、管外介质的腐蚀等原因，会产生裂纹、漏孔而出现漏气、漏水现象，这不仅会造成巨大的经济损失，甚至会出现人身事故，为此迫切需要一种能在管内行走的机器人来拖动或输送各种装置完成检测和维修工作。目前国外先进国家对地下管道的检测已开始采用管内移动机器人来完成，而国内主要采用废弃旧损管线、铺设新管线的方法，或人工入管修复，这不仅耗资巨大，修复周期过长，而且劳动强度大。据我们在中国石油天然气总公司和国内各城市自来水公司、供热公司调研表明，国内现继续地下输气管道、输水管道检测用移动机器人。因此开展地下输水输气管道检测用移动机器人的研究，对能源工业的发展及减少水资源浪费具有重大的理论意义和现实意义。
目前，国内外对涵管的检测主要采取人工观察测量、局部破损检测的办法。所
研制的管道机器人大部分也是针对工业管道和细小的管道。由此，笔者尝试性地做了关于涵管检测机器人行走机构的初步探讨。
根据汽车理论，机器人若能在管道中正常行走，则必须满足下述条件，即
t
F
F ?≤
式中，t
F ——————驱动力；F ? ——————为附着力，且F ?
= 2
N
?
，为附着系数。
根据汽车理论，设计取?
=0.8，可得F ? =373.4 N 由以上计算可知行走条件满足。 5.3 机器人驱动方案和电机选择 按照汽车的驱动理论原则，管道机器人的驱动方式采用后轮驱动的方式，并且由于工作条件对小车尺寸的要求，采用减速器装置，使电机的告诉输出轴连接在减速器输入轴上，然后通过减速器减速，并且把减速器的输出轴通过套筒式联轴器与一对锥齿轮和小车的后轴相连接，从而带动车轮转动。后轮轴的两端伸出部分安装上铸钢轮，为了附着性能，在铸钢轮的外面嵌入了橡胶圈，使机器人能可靠在管道里行走。
由
0tq
g T
t
r
i i T F
η???=
，
0.377
a
g
r n
u
i i ?=?
其中， tq
T
——————电机转矩，单位N m ?
g i ——————变速器传动比； 0i ——————主减速器传动比；
r
——————车轮半径，单位为m ； T ——————传动效率；
N ——————发动机转速，单位为/m in r ；
a
u ——————机器人行驶速度，单位为/km h 。
设计中初选100
g
i =，0
2
i =，60r m m =，5/m in
a
m u =；
可得n=2273.6r/min , tq
T =0.1116N m ?；
选定电机的条件：tq
T
≤
电机的额定转矩；
n ≤
电机的额定转速；
J ≤电机的额定转动惯量。
由选定条件可初步选择BAYSIDE 公司的BM060型直流伺服电动机，其技术数据如表1所示，外形尺寸如表2所示。 5.4 减速器设计 车轮转矩：=0.50.53470.0610.41T F t r N m
??=??=?轮
5.6.1 齿轮选择
选用支持圆锥齿轮传动，大小齿轮东选用硬齿面，材料均为40Cr ，并经调质及表面淬火，齿面硬度为48~50HRC 。因采用表面淬火，齿轮的变形不大，不需磨
削，故初选5级精度（GB10095-88）。选小齿轮齿数1
17
Z
=，大齿轮齿数
2
1
34
u Z
Z
=
=。
5.6.2 按齿根弯曲皮料强度设计 弯曲想读的设计公式为
m
≥
式中， m ——————模数，单位mm;
K ——————载荷系数；
1T ——————小齿轮传递的扭矩，单位m m N ?；
R
φ
——————齿宽系数； F a
Y ——————齿形系数； S a
Y ——————应力校正系数；
[]F σ——————许用弯曲疲劳强度，单位MPa.
（1） 确定公式内的各计算数值 ①查得大小齿轮的弯曲疲劳强度极限：1
F E σ=
2
F E σ
=650M P a
；
②查得弯曲疲劳寿命系数 1
F N K =
2
F N K
=1.0
；
③计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S =1.25，由公式
[]F N
F E
F
S K
σσ
?=
得
[]1
1
1
520F N F E F M P a
S
K
σσ
?=
=；
[]22
2
520F N F E F M P a
S
K
σσ
?=
=；
④计算载荷系数K
1.00 1.0 1.2 1.65 1.98
A
V
F K
K
K
K
K
α
β
=
???=???=;
⑤取齿形系数
1
2.85
F a Y
=；2
2.23
F a Y
=；
⑥查取应力校正系数 1
1.54
S a Y
=；2
1.76
S a Y
=；
⑦计算大、小齿轮的
[]F a
S a
F
Y
Y
σ?并加以比较
[]1
1
1
2.85 1.54
0.00844
520F a S a F Y Y
σ??=
=；
[]2
2
2
2.23 1.76
0.00755
520
F a S a F Y
Y
σ
??=
=；
小齿轮的数值大，应以小齿轮计算。 ⑧小齿轮传递的转矩
1
=10410m m
2N T
T
=
?轮
⑨齿宽系数 =1/3
R
φ
；
⑵设计计算
1.51m m m
≥
≈
取模数2m m
m
=。
5.6.3 按齿面接触疲劳强度校核
接触强度的校核公式为
[]5E
H
H
M P a
Z
σσ
=
??
≤
（1） 确定公式内的个计算数值 ①查得大小齿轮的接触疲劳强度极限 lim 1lim 2
900H H M P a
σσ
==；
②查得接触疲劳寿命系数 1
2
1.35; 1.35;
H N H N K K
==
③计算解除疲劳许用应力 取接触疲劳安全系数 1
s
=，由公式
[]lim
H N
H H
K
S
σσ
?=
得
[]1
lim 1
1975H N H H M P a
K S
σσ
?=
=
[]2
lim 2
2
1012.5H N H H M P a
K
S
σ
σ
?=
=
取
[]H
σ1012.5M P a
=。
④载荷系数: 1.98K
=； ⑤查取弹性影响系数18E
Z
=
⑥计算小齿轮分度圆直径1d 1
134m m
d m
Z
=
?=；
⑵校核计算
5189.8907.3975H
H
M P a M P a
σ
σ
??=??
=<=??
齿轮设计符合要求。 5.6.4 几何尺寸计算
（1）计算分度圆直径
1
1
34m m
d
m Z
=
?=；2
2
68m m
d
m Z
=
?=；
⑵计算中心距
()1
2
/251m m a
d
d =
+
=；
⑶计算锥距R
38.013m m
R
=
=
=
⑷计算齿轮宽度 12.671R
m m
b
R φ
=?≈；
圆整取 1210;12m m m m
B B ==。
5.7 车轮轴及齿轮轴设计 5.7.1 车轮后轴设计 （1）最小直径的设计 车轮轴的转矩：3470.0620.82F
t
r N m
T
=
?=?=?车轮轴
车轮轴的功率：
T 20.82300020.829550
9550200
n N m
P
??=
==??车轮轴
；
选取轴的材料为40Cr ，许用扭转应力
[]55T
M P a
τ=。
m in
12.41m m
d
=
=
取14m m
d
=。
（2） 车轮轴的结构设计，如图所示，详图请参考零件图。
图10 车轮轴的结构简图
（3）轴承的选择
根据结构选择角接触球轴承（GB292-83）。
①由于该轴既承受扭矩又承受弯矩，故按弯扭合成强度条件校核，并同时
按疲劳强度条件进行精度校核。步骤如下：
轴的受力简图，如图所示。
图11 车轮轴的受力简图
其中，12
1
21000
100020.82
734.9128.33
t m N
T F
d
??=
=
=
'2
734.9120
267.48
t
t g t g N F
F
α=
?=?=。
'
2
2
2
2
co s co s 267.48co s 63.43119.64r t
tg N F F F αδδ=?=??=?=。
'2
2
22
sin sin 267.48sin 63.43239.23a t tg N
F
F
F
αδ
δ
=
?=
??=?=。
'347173.52
2
t
t
N
F
F
=
=
=；
10.41N m
T =?轮
；
()
1
1
2
co s sin co s sin 1
1332.282
2
L
L
L
n
a a h
N
L
f
G
G
G
G
F
Z αααα+
+
+
=
=
?
=?
2
2
56.67239.236777.382
2
m a N m
d
M
F
=
?=?
=?
图中其他各力数值如表所示。
②按弯矩合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大计算弯矩的截面。
3
1
29045.8427.28700.122
ca m
ca
M P a M P a
W
M
σ
σ
-??=
=
=<=??
?，故安全。
③精确校核轴强度
经判断A ，B 处为危险截面 i ）校核A 面右侧 抗弯截面系数：3
33
0.10.120800W d m m
=?=?=；
抗扭截面系数：3
3
3
0.20.2201600W
d
m m
=?=?=；
A 面右侧弯矩：16778.30M N m m =?； A 面右侧扭矩：20820.00T N m m =?；
截面上的弯曲应力：
20.97b
M M P a
W
σ
=
=；
截面上的扭转切应力：
13.01T
T
M P a
T W
τ
=
=
轴材料为40Cr,调质处理，b
σ
=
735M P a ， 1
355M P a
σ
-=，1
200M P a
τ
-=
图形
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数σα及τα：
由 1.00.05
20
r d ==，
22 1.1
20
D d
==查得 1.932
σ
α
=， 1.323
τ
α
=
轴的材料的敏性系数：
0.77,0.80
q q σ
τ
==
有效应力集中系数：()11 1.718
q k σσ
σα
=+
?-=，()11 1.258
q k τττα=+
?-=
尺寸系数： 1.0
σ
ε
=；扭转尺寸系数：0.95
τ
ε
= 轴用磨削加工，其表面质量系数：
0.92
σ
τ
ββ
=
=
轴未经表面强化处理，即
σ
β
1=，则综合系数为：
1
1 1.805
k K
σ
σ
σ
σ
β
ε
=
+
-=，
1
1 1.411
k K
τ
τ
τ
τ
β
ε
=
+
-=
材料特性系数：
0.2~0.3
σ
ψ=，取
0.2
σ
ψ=；
0.1~0.15
τ
ψ=，取
0.1
τ
ψ=
计算安全系数ca
S
1
355
9.37
1.80520.970.20
a
m
S K
σσ
σ
σ
ψ
σ
σ
-=
=
=?+??+?
1
200
20.36
13.0113.011.4110.12
2
a
m
S K τ
σσ
τ
ψ
τ
τ
-=
=
=?+??
+?
8.51 1.25
ca
S
S
?=
=>>
=
故可知其安全。
ii ）校核A 面左侧 抗弯截面系数：3
33
0.10.1221064.8W d m m
=?=?=
抗扭截面系数：3
3
3
0.20.2222129.6W
d
m m
=?=?=
A 面左侧弯矩：16778.30M N m m =?； A 面左侧扭矩：20820.00T N m m =?；
截面上的弯曲应力：
15.76b
M M P a
W
σ
=
=；
截面上的扭转切应力：
9.78T
T
M P a
T W
τ
=
=
过盈配合处的
K
σσ
ε值：
2.85,
0.8 2.85 2.28,
K
K στ
σ
τ
ε
ε
==?=
轴用磨削加工，其表面质量系数：0.92
σ
τ
β
β
=
=
轴未经表面强化处理，即
σ
β
1=，则综合系数为：
1
1 2.937
k K
σ
σ
σ
σ
β
ε
=
+
-=，
1
1 2.367
k K τ
τ
τ
τ
β
ε
=
+
-=
材料特性系数：0.2~0.3
σ
ψ
=，取
0.2
σ
ψ
=；
0.1~0.15
τ
ψ
=，取
0.1
τ
ψ
=
计算安全系数ca
S
1
355
7.67
2.93715.760.20
a
m
S K
σσ
σ
σ
ψ
σ
σ
-=
=
=?+??+?
1
200
16.58
9.789.782.3670.12
2
a
m
S K τ
σσ
τ
ψ
τ
τ
-=
=
=?+??
+?
6.96 1.25
ca
S
S
?=
=>>
=
iii ）校核B 面右侧 抗弯截面系数：3
3
3
0.10.120800W d m m
=?=?=；
抗扭截面系数：3
33
0.20.2201600W
d
m m
=?=?=；
B 面右侧弯矩：2090.69M N m m =?； B 面右侧扭矩：20820.00T N m m =?；
截面上的弯曲应力：
7.62b
M M P a
W
σ
=
=；
截面上的扭转切应力：
37.94T
T
M P a
T W
τ
=
=
过盈配合处的
K
σσ
ε值：
2.54,
0.8 2.54 2.03
K
K στ
σ
τ
ε
ε
==?=
轴用磨削加工，其表面质量系数：0.92
σ
τ
β
β
=
=
轴未经表面强化处理，即
σ
β
1=，则综合系数为：
1
1 2.627
k K
σ
σ
σ
σ
β
ε
=
+
-=，
1
1 2.117
k K τ
τ
τ
τ
β
ε
=
+
-=
材料特性系数：0.2~0.3
σ
ψ
=，取
0.2
σ
ψ
=；
0.1~0.15
τ
ψ
=，取
0.1
τ
ψ
=
计算安全系数ca
S
1
355
17.73
2.6277.620.20
a
m
S K
σσ
σ
σ
ψ
σ
σ
-=
=
=?+??+?
1
200
4.76
37.9437.942.1170.12
2
a
m
S K τ
σσ
τ
ψ
τ
τ
-=
=
=?+??
+?
4.60 1.25
ca
S
S
?=
=>>
=
故可知其安全。 iv ）校核II 面右侧 抗弯截面系数：3
33
0.10.118583.2W d m m
=?=?=；
抗扭截面系数：3
3
3
0.20.2181166.4W
d
m m
=?=?=；
II 面右侧弯矩：59713.41M N m m =?； II 面右侧扭矩：20820.00T N m m =?；
截面上的弯曲应力：
10.24b
M M P a
W
σ
=
=；
截面上的扭转切应力：
17.85T
T
M P a
T W
τ
=
=
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数σα及τα：
由 1.00.056
18
r d ==，
20 1.111
18
D d
==查得 1.86
σ
α
=， 1.28
τ
α
=
轴的材料的敏性系数：
0.77,0.80
q q σ
τ
==
有效应力集中系数：()11 1.662
q k σσ
σα
=+
?-=，()11 1.224
q k τ
ττα=+
?-=
尺寸系数： 1.0
σ
ε
=；扭转尺寸系数： 1.0
τ
ε
=
轴用磨削加工，其表面质量系数：
0.92
σ
τ
ββ
=
=
轴未经表面强化处理，即
q
β
1=，则综合系数为：
1
1 1.749
k K
σ
σ
σ
σ
β
ε
=
+
-=，
1
1 1.331
k K
τ
τ
τ
τ
β
ε
=
+
-=
材料特性系数：0.2~0.3
σ
ψ
=，取
0.2
σ
ψ
=；
0.1~0.15
τ
ψ
=，取
0.1
τ
ψ
=
计算安全系数ca
S
1
355
19.82
1.74910.240.20
a
m
S K σσ
σ
σ
ψ
σ
σ
-=
=
=?+??+?
1
200
15.67
17.8517.851.3310.12
2
a
m
S K
τ
σ
σ
τ
ψ
τ
τ
-=
=
=?+??
+?
12.29 1.25
ca
S
S
?=
=>>
=
故可知其安全。
⑸轴承校核 预计寿命：'
10000h
h
L =
寿命根据公式 61060r t h
p n P f C L
f ε
??
? ?
=?
?
???
?
进行计算
式中，t
f
——————温度系数，
1
t
f
=；
p
f
——————载荷系数，
1
p
f
=；
n ——————转速，15.92/m in n r =；
P
——————当量动载荷。
①1
12
2224.05;52.83; 3.31;287.74H V H V N N N N
R R R
R ====
所以1
2
230.19,287.76N N
R R
=
==
=
②求两轴承的计算轴向力1A 和2A 初选0.40e =
则1
10.40230.1992.08N
S e R =?=
?=
2
2
0.40
287.76
115.10
N S
e R
=
?=?=
1
2
239.23115.10354.33a
N
S
A F =+
=+=
22
115.10N
S
A
=
=
10
354.330.0417
8500
A
C
=
=，20
115.100.0135
8500
A C
=
=
得 1
20.413,0.379
e e =
=
再计算，1
10.413230.1995.07N
S e R =?=
?=
2
2
0.379287.76
109.06
N S
e R
=
?=?=
1
2
239.23109.06348.29a
N
S
A F =+
=+=
22
109.06N
S
A
=
=
10
348.290.0410
8500
A
C
=
=，20
109.060.0128
8500
A C
=
=
A
C 值相差不大，因此， 1
20.413,0.379
e
e ==
③当量动载荷1P 和 2P
由11
1
348.29 1.51230.19
A e
R
=
=>
；22
2
109.060.379287.76
A e
R
=
==
得，1
1
2
2
0.44, 1.3552,
1,0
X
Y
X
Y
==== 由中等冲击得，
1.2~1.8
p
f
= 取
1.5
p
f
=
()1
1.50.44230.19 1.3552348.29859.93N P =??+?=
()2
1.51109.060109.06163.59N
P
=??+?=
④校核轴承寿命 因12P P >，所以
3
6
6
101012300306359710000606015.92859.93r t h
p h h n P f C L
f ε
????? ?=?=
?=> ?
??????
?
?
故满足要求。 ⑹键与键槽的设计
[]100~120M P a
p
σ=
①与锥齿轮连接处选用A 型平键(GB1096-79)
6616
b h L ??=??，l L b =-，此处20820T N m m =?，
因此
[]222082063.090.561022
P
P
T M P a k l d
σ
σ
??=
=
=
满足要求。
②与车轮连接处选用C 型平键（GB1096-79）
4411b h L ??=??，l L b
=-，此处10410T N m m =?，
因此
[]221041082.620.54914
P
P
T M P a k l d
σ
σ
??==
=
满足要求。
5.7.2 齿轮轴的设计 （1）最小直径的设计
齿轮轴的转矩：
10.41N 2
T
m
T
=
=?车轮轴
齿轮轴
齿轮轴的功率：
3000
10.41T n 1000.0339550
9550
K W P
??=
=
=齿轮轴
选取轴的材料为40Cr ，许用扭转应力
[]35~45T
M P a
τ=。
得，
m in
9.65m m
d
=
=，取10m m
d =。 （2） 齿轮轴的结构设计，见零件图 （3） 轴承选择
根据结构选择深沟球轴承（GB276-89），具体参数如表7所示。 表7 GB292-89参数
（4①轴的受力简图，如图12所示
其中，1
734.19t N
F
=；1
2
239.23r a N
F
F
=
=；1
2
119.64a r N
F
F
=
=
1
11694.702
M
F m a N m m
d
=
?
=?；10410N m m
T
=?齿
图中其他各力数值如表8所示。
根据轴的计算简图作出轴的弯矩，扭矩图和计算弯矩图，如图13所示。 表8 齿轮轴的受力数值
经判断A 处为危险截面 i ）校核A 面左侧 抗弯截面系数：3
33
0.10.112172.8W d m m
=?=?=；
抗扭截面系数：3
3
3
0.20.212345.6W
d
m m
=?=?=；
A 面右侧弯矩：14786.08M N m m =?； II 面右侧扭矩：10410T N m m =?；
截面上的弯曲应力：
85.57b
M M P a
W
σ
=
=；
截面上的扭转切应力：
30.12T
T
M P a
T W
τ
=
=
过盈配合处的
K
σσ
ε值：
2.6,
0.8 2.6 2.08
K
K
στσ
τ
ε
ε
==?=
轴用磨削加工，其表面质量系数：
0.92
σ
τ
ββ
=
=
材料特性系数：
0.2~0.3
σ
ψ
=，取
0.2
σ
ψ
=；
0.1
0.5τ
σ
ψ
ψ
=
=
则综合系数为：
1
1 2.69
k K
σ
σ
σ
σ
β
ε
=
+
-=，
1
1 2.17
k K
τ
τ
τ
τ
β
ε
=
+
-=
计算安全系数ca
S
1
355
1.54
2.6985.570.20
a
m
S K
σσ
σ
σ
ψ
σ
σ
-=
=
=?+??+?
1
200
5.85
30.1230.122.170.12
2
a
m
S K τ
σσ
τ
ψ
τ
τ
-=
=
=?+??
+?
1.49 1.25
ca
S S
?
==>>=
故可知其安全。
ii）校核A面右侧
抗弯截面系数：333
0.10.116409.6
W d m m
=?=?=；
抗扭截面系数：333
0.20.216819.2
W d m m
=?=?=；
A面右侧弯矩：14786.08
M N m m
=?；
A面右侧扭矩：10410.00
T N m m
=?；
截面上的弯曲应力：
36.10
b
M
M P a
W
σ==
；
截面上的扭转切应力：
12.71
T
T
M P a
T
W
τ==
轴材料为40Cr,调质处理，b
σ=735M P a，1355M P a
σ-=，1200M P a
τ-=
截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数σ
α及τα：
由
1.0
0.0625
16
r
d
==
，
16
1.33
12
D
d
==
查得 2.0
σ
α=， 1.7
τ
α=
轴的材料的敏性系数：
0.78,0.8
q q
στ
==
有效应力集中系数：
()
11 1.78
q
kσσ
σ
α
=+?-=
，
()
11 1.56
q
kττ
τ
α
=+?-=
尺寸系数： 1.0
σ
ε=；扭转尺寸系数：0.10
τ
ε=
轴用磨削加工，其表面质量系数：
0.91
στ
ββ
==
轴未经表面强化处理，即σ
β
1
=，则综合系数为：
1
1 1.88
k
Kσ
σ
σσ
β
ε
=+-=
，
1
1 1.66
k
Kτ
τ
ττ
β
ε
=+-=
材料特性系数：
0.2~0.3
σ
ψ=
，
0.1
0.5
τσ
ψψ
==
计算安全系数ca
S
1
355
5.23
1.8836.100.20
a
m
S K
σσ
σ
σ
ψ
σ
σ
-=
=
=?+??+?
1
200
9.20
12.7112.711.660.12
2
a
m
S K τ
σσ
τ
ψ
τ
τ
-=
=
=?+??
+?
4.49 1.25
ca
S
S
?=
=>>
=
故可知其安全。 5.7.3前轴设计
（1）结构简图如图14所示，详图见零件图 （2）轴承选择
选用深沟球轴承204（GB276-89），结构参数如图9所示。 表9 深沟球轴承（GB276-89）的结构参数
5.8.1 轴承盖的设计 采用螺钉联接式轴承盖 取联接螺钉直径3
3
,5 2.512.5m m m m
d
d
d
=
=
=，
3
4725725m m d D D ≈
+?=+=
3
1.23
m m
e d
≈?≈
()1
0.150.104D m m
e
=-?≈ 选用毡圈油封 18m m
d
=
选用螺钉（GB67-85）510M ?，数量4个。
5.8.2车轮的设计
车轮材料选用HT150铸造。为了使轮胎最大限度地与管壁接触，以获得较大的摩擦力，所以车轮受力面铸成斜面，外面匝以实心橡胶轮圈。轮圈胎面为圆弧形，其中点处设计为力点，径向半径为60mm 。车轮通过键联接与轴相连，轴向定位则靠轴肩和螺钉紧固。 5.8.3 箱体设计
两侧壁厚4mm ，前后壁厚10mm,底部厚5mm,
轴承座：内径d=47mm,外径D=72mm ，厚B=18mm 。 5.9校核机器人的各部分性能 5.9.1 电机转动惯量校核
课程设计任务书 （ 2015 级） 目录 摘要------------------------------------------------------4 引言------------------------------------------------------5 任务书-----------------------------------------------------6 第一章 我国机器人技术的发展概况------------------------------------7 第二章机器人的总体设计解剖 1.1资料的收集与阐述-----------------------------------------7 1.2机器人工作原理简介 1.总体设计剖------------------------------------------------8 2.伺服电机的剖析--------------------------------------------9 第三章机器人总体设计综述 ---------------------------------12 1、1设计课题的阐述-----------------------------------------12 1、2单片机的选择-------------------------------------------12 1、3主控板部分简介-----------------------------------------12 第四章机器人的总体设计方案与部分简介 1、1设计方案-----------------------------------------------13 1、2各部分功能及原理简介-----------------------------------13 第五章机器人的原理图设计、仿真及电路板制作 1、1机器人的原理图设计-------------------------------------15 1、2电源部分-----------------------------------------------16 1、3稳压电源部分-------------------------------------------16 1、5接口电路部分-------------------------------------------17 1、6单片机最小系统和ISP在线编程---------------------------18 1、9电路板制作---------------------------------------------18 第六章机器人电路板的调试与结论
编号： 本科毕业设计（论文） 题目：家用扫地机设计 Design of household cleaning machine 下属学院理工学院 专业机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名 指导教师 完成日期2014 年 4 月9 日
摘要 【摘要】随着人们生活水平的提高，越来越多的人由于生活压力的增加而不愿过多的做一些家中的清洁工作，所以本设计是为了帮着人们从一些繁杂的家务事中解脱出来，去做相对更重要的事情。本次设计的是一款在一般家庭中能帮着清扫地面卫生的家用扫地机。本文主要是对家用扫地机的内部结构的设计，具体有行走机构、清扫机构、吸尘机构、垃圾存储机构的设计，通过对各种结构中的各种方案进行对比分析，从中选取一种最适合本次设计的结构，再对各个结构中的一些零件进行选择和校核，同时也对各部分机构进行了材料的选择，最终完成了本次设计。 【关键词】家用扫地机；清扫机构；吸尘机构
Abstract 【ABSTRACT】Enter since twenty-first Century, with the rapid development of science and technology gradually, intelligent robot has become a research topic. Among them, the intelligent robot service type is a hot topic in the research project. Therefore, summarizes several reasons of service robots appear: one is the rise in labor costs, many enterprises are unable to find suitable workers, therefore appeared different degree of labor shortage; two is the people's living standard improves, more and more people are willing to spend money to buy intelligent robot to help with housework at home; three is now more and more young people to live in the hard, have no time to care for the elderly, and the old man's demand for service robots and young people to take better care of them, which will give service robot very good market prospects. This design is to design a small, convenient. Intelligent household sweeper. 【KEYWORDS】Household sweeper; sweeping mechanism; suction mechanism
内蒙古科技大学2010/2011 学年第一学期《人工智能》结课报告 课程号：67111317 考试方式：报告 使用专业、年级：计算机应用2007 任课教师：陈淋艳 班级：08级-计算机-1班 学号：0867111116 姓名：冯淑梅
摘要：知识处理是人工智能这一科学领域的关键问题。本文对知识处理的核心问题之——识的表示进行了全面的综述,目前流行的知识表达方式不下十种，在此只介绍一阶谓词逻辑、产生式、语义网络、框架、混合等目前最常用的知识表示方法。并对其进行了优缺点分析及简单对比。最后对知识表示的发展趋向作出了展望。 关键词：知识人工智能（AI）知识表达式一阶谓词逻辑产生式语义网络框架 一、知识和知识的表示 1、知识的概念 知识是人类世界特有的概念，他是人类对客观世界的一种比较准确、全面的认识和理解的结晶。 (1) 知识只有相对正确的特性。 常言道：实践出真理。只是源于人们生活、学习与工作的实践，知识是人们在信息社会中各种实践经验的汇集、智慧的概括与积累。 只是爱源于人们对客观世界运动规律的正确认识，是从感知认识上升成为理性认识的高级思维劳动过程的结晶，故相应于一定的客观环境与条件下，只是无疑是正确的。然而当客观环境与条件发生改变时，知识的正确性就接受检验，必要时就要对原来的认识加以修改和补充，一至全部更新而取而代之。 例如知道1543年哥白尼学说问世之前，人们一直都以为地球是宇宙的核心；再有：人们都知道一个关于“瞎子摸象”的故事，它通俗地说明了完整的只是形式是一个复杂的智能过程。 通常人们获取知识的重要手段是：利用信息，把各种信息提炼、概括并关联在一起，就形成了知识。而利用信息关联构成知识的形式有多种多样。 (2) 知识的确定与不确定性 如前说述，知识有若干信息关联的结构组成，但是，其中有的信息是精确的，有的信息却是不精确的。这样，则由该信息结构形成的知识也有了确定与不确定的特征。 例如，在我国中南地区，根据天上出现彩虹的方向及其位置，可以预示天气
第１章绪论 1.1 引言 温度检测在自动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的，系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测，并根据温度条件的变化进行必要的处理，如：补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。因此，对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的，尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。良好的设计可以准确的提取系统的真实温度，为系统的其他控制提供参考；而相对不完善的电路设计将给系统留下极大的安全隐患，对系统的正常工作产生非常不利的影响。本文结合实践经验给出两种在实际应用中验证过的设计方案。 1.2 设计要求 1.确定设计方案画出电路图 2.完成所要求的参数计算 3.对电路进行焊接与组装 4.对电路进行调试 5.写出使用说明书 1.2.1 设计题目和设计指标 设计题目：温度检测电路 技术指标：1. 量程：0-30摄氏度 2. 两位数码管显示 1.2.2 设计功能 1. 温度检测
2. 信号调理 3. 数码显示 1.2.3 硬件设计 1.传感器可选择LM35（因为热敏电阻的精度不高）。 2.模数转换，译码可选择集成芯片ICL7107芯片。 3.显示电路可以选择数码管三位显示室温。 1.3 需要做的工作 1.器件选型 2.原理图绘制 3.各个流程设计 4.仿真之后做出实物
第２章电路的方框图 2.1 数字温度计电路原理系统方框图 数字温度计电路原理系统方框图，如图1-1所示。 图1-1 电路原理方框图 2.2 方框图工作流程介绍 通过温度传感器采集到温度信号，经过放大电路送到A/D 转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。在温度采集过程中我们选择多种传感器进行比较，但我们最终选择LM35温度传感器，因为它校准方式简单，使用温度范围适中。在A/D转换和译码的过程中，我们选择了ICL7107芯片，因为他集模数转换与译码器于一体，使得外围电路简单，易于焊接，而且抗干扰能力强。
艺术设计专业 毕业论文参考题目 一、论文参考题目 1、标志设计中“数字”的魅力 2、平面广告设计中图形的有效性和误区 3、展示设计中的空间思考与想象 4、包装中的肌理美 5、标志设计中的正负形使用 6、原始符号与现代标志设计 7、艺术设计中的技术美 8、包豪斯的设计思想研究 9、平面广告设计与其他设计的交融性 10、平面广告创意的互动 11、包装设计的定位（酒品、药品、食品等） 12、招贴设计中传统吉祥元素的运用 13、消费心理对包装设计的影响 14、平面设计中的解构与重置 15、展示设计中光与色的研究 16、修辞技巧在平面广告创意中的运用 17、字体在平面广告设计中的情感表达 18、像素艺术在设计中的表达 19、平面广告设计中错视图形的趣味性 20、海报招贴中的抽象美与具象美 21、绿色材料在包装设计中的重要性
22、平面广告设计中的信息传达 23、中国传统元素与标志设计的融合 24、平面设计中传统文化的现代运用 25、平面设计中的黑色与白色运用 26、平面广告设计中的个性化风格与消费者心理 27、论平面设计中的空白空间 28、现代广告设计与民间美术 29、现代主义艺术对当代平面设计的影响 30、浅析我国平面设计的民族性 31、汉字与现代招贴设计 32、论现代英文字母标志设计 33、浅析汉字标志设计手法 34、中国传统图形在代标志设计中的运用 35、浅析中国古代图徽与现代标志设计 36、浅析现代平面设计的创意切入点 37、现代标志设计与原始符号情结 38、中国民间图形艺术在现代标志设计中的应用思考 39、论商标设计的意象美和形式美 40、浅析平面广告设计的个性要素 41、浅谈广告设计中的传统与现代因素的运用原则 42、论封面设计中的文字要素 43、书法艺术与现代字体设计 44、浅议平面构成与传统图案的对比与和谐 45、谈书籍装帧中的民族元素 46、浅谈中国古代美学思想在现代平面广告中的体现 47、浅析多媒体时代的广告视觉传达效应 48、浅析广告设计设计中意象特征 49、论旅游纪念品包装设计的构思创意与表现 50、现代设计人性化刍议 51、多元化时期的平面设计定位
绿化植树机器人设计 摘要： 这个机器人是针对大量绿色植树而设计的，利用机械四足作为其活动方式，机器人通过视频识别系统在有限范围内对地形与植被作出判断，然后通过自动行走系统移动到目标地点前面，再通过机械手取出携带的植物幼苗，通过这个可以360度旋转的机械臂进行种植工作，机械臂可以进行种植、培土、等工作。种植完成后还将用一层可分解的塑料薄膜覆盖植物幼苗，保证其在能够自行成长前的安全。 关键词： 绿化植树、四足行走、山坡作业、视频识别、机械臂操作 设计背景： 地球现在正面临着绿色植被在不断减少的危机，而人类也因为这样要面对日益严峻的环境问题。大量植树还原绿色植被是一个相当重要的手段来解决这个难题，但是依靠人力去做的话，效率始终不够高。所以在这里我想设计一个专门用于大作业量的绿化植树机器人。 设计思路： 这个机器人，是需要面对山坡这样的陡峭地形的，由于特殊的使用环境，机器人的活动方式要求能够灵活的应对颠簸不平的土地，机械四足需要能够根据不同的地势调整四足的高度，确保平稳的行走，这种活动方式才能使机器人轻松到达山崖大部分位置。移动起来必须十分的轻巧，以避免对其他植物的伤害。由于这个机器人对视频识别有着较高的要求，所以必须在这方面有所突破，同时当发现有杂草或者有害植物的时候，还可以通过高温蒸汽将其杀死，来保证种植的植物幼苗的生长。360度旋转的机械臂可以保证种植过程的顺利进行。 详细具体设计方案： 一．整体结构： 1.整个机器人分成上下两大部分，上部分是机械手臂，主要实现机器人的整个种植 操作，下部是机器人的机身和四足，包括：植物幼苗存放仓、红外线距离测量 仪、摄像头、电脑处理系统。 2.机器人是通过电力驱动的，所以必须携带储电池，也是安装在机身。 二．中央处理系统： 机器人的机身将安装一个中央处理系统，作为机器人的大脑，它主要调节机器人三 大系统：机械四足行走系统、机器人视觉系统、机械臂控制系统。中央处理系统要 接收和分析红外线距离测量仪、摄像头、机械臂传感器等反馈信息，以及控制四足 的行进系统、机械臂操作等。 三．机械四足行走系统： 1.机械四足的形状： 一开始的时候，我曾经很困惑于如何把握行走稳定与行走速度之间的平衡，后来设 想出仿人类四肢的关节加上圆形的脚盘这个方案，总体感觉可以满足行走的需要。 2.如何实现行进： 参考了机械小狗的设计，将机械四足连接在机器人的中央处理系统而成为一个整 体，接受中央处理系统的控制。每次改变一个机械足的位置，实现整个机器人的行
本科毕业设计（论文）清洁机器人系统设计 学院信息工程学院 专业测控技术与仪器 （光机电一体化方向）年级班别 2011级（1）班 学号 学生姓名 指导教师 2015 年 5 月
摘要 清洁机器人结合了传感器、移动机器人技术等多个领域的关键技术，实现对室内环境的半自动或全自动清洁，替代了传统的人工清洁工作，具有十分广阔的市场前景。 本文首先综述了清洁机器人的国内外研究现状，在综合比较了国内外多种典型产品的基础上，提出适合中低端用户使用的清洁机器人整体设计方案。 清洁机器人系统由清洁机器人和充电站组成。清洁机器人是实现智能清扫的主体部分，本文介绍了清洁机器人的组成部分，并完成了硬件电路的实现。考虑到存储、接口资源及可靠性能等，主控器选择了STC89C52单片机，所构成的单片机应用系统功能强、性价比高，完全满足控制功能的要求。然后，详细设计了红外传感器，碰撞检测，电源模块、充电模块、键盘、液晶显示以及各种电机控制等电路。在软件设计方面，采用C51语言编制了控制系统各部分的软件，包括主控程序以及中断服务、红外、碰撞传感器检测等子程序。 最后，综合设计结果制作了实验样机，进行实验研究。结果表明，所制作的清洁机器人能够完成房间清扫工作，达到了预期的设计效果。 关键词：清洁机器人，智能清扫，单片机系统 注：本设计（论文）题目来源于自选。
Abstract Cleaning robot is a combination of sensors, the key technology of mobile robot technology, and other fields, the implementation of the indoor environment of semi-automatic or fully automatic cleaning, replacing the traditional manual cleaning, has the very broad market prospect. This article first summarizes the domestic and foreign research present situation of cleaning robot, on the basis of comprehensive comparison of the various typical products at home and abroad, puts forward overall design scheme suitable for low-end users use cleaning robot. Cleaning robot system consists of a cleaning robot and charging station. Cleaning is the main part of the intelligent cleaning robot, this paper introduces the part of the cleaning robot, and the realization of the hardware circuit are completed. Considering storage, interface resources and the reliable performance, and the host controller chose STC89C52 single-chip computer, made up of single chip microcomputer application system function is strong and high cost performance, fully meet the requirements of control function. Are designed in detail, and the infrared sensors, collision detection, power supply module, the charging module, keyboard, LCD display and a variety of motor control circuit and so on. In the aspect of software design, the use of C51 language to compile the various parts of the control system software, including the main program and interrupt service, infrared and collision sensors DengZi program. Finally, the comprehensive design results made experimental prototype, experiment research. Results show that the production of the cleaning robot can complete the room cleaning work, achieved the desired design effect. Key words:cleaning robot, intelligent cleaning, MCU system
人工智能_关于人工智能的议论文1000字3月15日，举世瞩目的“人机大战”尘埃落定，人工智能“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)以4：1的比分战胜人类围棋顶尖高手李世石九段，为世人留下一个不愿接受又不得不接受的事实。 面对“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)，有人不服，如中国的超级围棋新星柯洁九段，就公开向“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)叫板：“你赢不了我!”有人叹息：人类智慧最后的尊严在一只“小狗”面前丢失。有人甚至悲观地认为，机器统治人类的时代即将来临。 其实，所谓人类尊严、所谓机器人的统治时代，只是我们一些人的臆想，“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)的胜利，说到底就是一次技术革命的胜利，是人类对自身的一次超越。 正如西安交通大学副校长、国家重点基础研究计划(973)“基于视认知的非结构化信息处理基础理论与关键技术”首席科学家徐宗本说的：“任何人工智能技术的成功一定是当代最新技术综合运用的成功，片面说成谁战胜谁是不公平的，也是无意义的，说人类智慧的最后壁垒被攻破，这都是无稽之谈。” “阿尔法狗围棋”(AlphaGo)的胜利，背后的最大价值在于，它激励人们持续不断地探索过去人工智能领域一直看似难以实现的人类智能级别。从这一点上看，人工智能的胜利也有非凡的意义，甚至可以说具有划时代的意义。 是的，翻开人类历史，哪一次技术革命不带来人类社会翻天覆地的变化?蒸汽机的发明、使用，使人类从农业手工业时代进入了工业
社会;电动机的诞生，使人类从工业社会跨入了现代化。而以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明与应用为主要标志的信息技术革命，更让人类从此进入了自动化、信息化时代。每一次技术革命，伴随的都是生产力的发展和人类自身的解放。 “阿尔法狗围棋”(AlphaGo)的胜利，是不是会掀起又一次技术革命，我们还需拭目以待。然而，人工智能的进步，却可以让我们展望到人类美妙无比的前景。我们似乎可以看到，不久的将来，到处都是机器人在人们的指令下为人们服务;我们似乎可以看到，那些对于目前医术来说几乎无解的人类大脑和神经疾病，如自闭症、老年痴呆症这样的国际医学难题，随着人工智能的进步，一切都会迎刃而解;我们似乎可以看到，有了人工智能的协助，人类真正步入了大同的理想社会。 是的，“阿尔法狗围棋”(AlphaGo)的胜利，是人类的智慧向前迈出的又一步，有了这一步，我们的世界将更加美好。当然，面对这些进步，我们不能只是围观、娱乐和敬仰，我们应该用我们的智慧，去促成人工智能更大的进步!
河南中医学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机温度检测与控制系统设计 院系：信息技术学院 专业：计算机科学与技术 班级：2010级计科班 学号：2010180042 学生姓名：郭文珠 指导教师：谢志豪 2013年11月13日 一、立题依据（包括研究的目的与意义及国内外现状）： 研究的目的与意义 这次毕业设计选题的目的主要是让我们将所学的知识应用与生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、控制、测试的全过程，提高对单片机的认识和实际操作的能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求，培养自己的研发能力，提高自己的查阅资料，语言表达和理论联系实际的能力。 温度控制无论在日常生活还是工业生产中都有分厂重要的作用，随着社会经济的高速发展，更多方面对温度控制的可靠性和稳定性有了更高的要求，而单片机进行温度的调节就具备很高的可靠性[1]。 国内外现状 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并行指进示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统[2]。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展[3]。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展[4]。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享可靠性差等缺点[5]。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。 二、研究主要内容（包括计划解决的具体问题或实现的基本功能，研究中的重难点分析、实用性及创新性分析，预期达到的成果等。不得低于800字）： 计划实现的基本功能 温度控制系统主要是完成温度信号采集、处理、显示等功能[6]。设 计叙述了基于单片机的温度检测与控制系统的设计，包括硬件的设计以 及软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行 采集，把温度转成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过转化器
附件一： 毕业设计（论文）任务书各项内容的填写要求 一、毕业设计（论文）的内容 1、对本课题的总体介绍 2、工作内容 3、课题的具体任务 二、毕业设计（论文）的要求与数据 1、对学生必须掌握和运用的基本理论的要求以及指出完成该课题必须重点研究、攻克的关键问题和理论，或在进行该课题过程中首先应该研究的问题和理论。 2、对研究方案的设计、研究方法和手段的运用提出要求 3、对完成课题内容的具体要求 4、课题中要完成的主要技术指标 三、毕业设计（论文）应完成的工作 1、非英语专业毕业生用英语撰写毕业设计论文详细摘要（运用英语单词达到300-500个） 2、独立完成不少于四万字符专业外语文献的翻译工作 3、完成规定字数的毕业设计说明书（论文） 4、各系各专业的其他具体要求完成的工作 四、应收集的资料及主要参考文献 要求开出的参考文献数量>5项，并指定一些外文资料和文献 五、试验、测试、试制加工所需主要仪器设备 按要求罗列主要仪器设备
毕业设计（论文）题目类型说明 1、工程设计型 指在正式做某项工作之前，能根据一定的目的要求，预先制定出方法或图样。 特点：根据给出的目的要求，参考有关资料后，能按照规定的技术指标，设计出工程图纸，编写出软件程序，并在一定条件下，可根据设计出的图纸进行施工。 2、工程技术型 具有硬件设计和软件设计两种类型。 （1）硬件课题是以硬件实体来体现毕业设计的成果 （2）软件设计是指利用成熟的技术和产品，完成工程技术要求的设计。这一类型的设计是根据设计任务书中指标要求，在对现场（或客观环境）、有关的产品设备及仪表等进行调研之后，通过计算，落实到设备的选型配套、施工图纸的绘制及对施工要求、投资的说明上，最后写出设计报告。 3、实验研究型 指其所选的课题包含探索和研讨性的内容，且有待通过实验研究的手段，揭示其内在的本质，从而科学地得出正确的结果。 实验研究选题范围和领域一般包括以下几个方面： （1）结合指导教师的科研项目或科研方向进行研究和探讨 （2）新的理论和实际装置的研究与探讨 （3）研制新的实验设备装置 （4）研制家用电工电子产品 4、软件开发型 指以围绕要求实现的功能编写出若干程序，来体现设计成果的题目。主要涉及以下几方面： （1）数据库及管理系统 （2）交换及通信网的软件系统 （3）微处理器专用芯片的软件设计 5、理论研究型 理论研究论文具体可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。
SCARA平面关节式装配机器人设计与简单编程 姓名：杨群 学校 : 大连民族学院 学院：机电信息工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学号：2008022226
摘要：机器人应用水平是一个国家工业自动化水平的重要标志。本文所谈机器人主要指工业装配机器人，既具有操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的自动化生产设备。本文重点介绍了SCARA装配机器人机械本体设计、原理流程图及简单的编程。 关键词:装配机器人设计；原理流程图；简单编程
目录 第一章绪论 (1) 1.1 引言 (1) 1.2 装配机器人现状及发展趋势 (2) 1.2.1装配机器人现状 (2) 1.2.2装配机器人发展趋势 (3) 第二章SCARA装配机器人机械本体设计 (4) 2.1装配机器人系统总体设计 (4) 2.1.1环保压缩机生产线装配机器人功能需求分析 (4) 2.2 机械结构方案设计 (6) 2.3 关节一（大臂）机械结构设计 (8) 2.4 关节二（小臂）机械结构设计 (9) 2.5 三四关节机械结构设计 (10) 第三章原理流程图 (13) 3.1 面向机器人装配设计与规划的集成框架 (13) 第四章简单编程 (16) 4.1 常用编程语言 (16) 4.2 V AL-II语言 (16) 4.2.1 V AL-II语言介绍 (16) 4.2.2 V AL-II系统框图 (17) 4.2.3 V AL-II系统框图说明 (17) 4.3 V AL-II程序举例 (19) 第五章结论与展望 (20) 5.1全文总结 (20) 5.2 后期展望 (21)
家庭清洁机器人”设计 方案 学院：电气与电子工程学院专业班级：电信1101 申报 人：万威组内成员：彭超峰、姚钟方、仝鹏、仲红玉 引言 家庭卫生状况的好与坏，直接影响到家人的身体健康及心情的好坏，一个清新整洁的居住环境不仅能给家人带来身心的健康，还能促进家庭成员关系的融洽性，而地面卫生会直接反映出家中的卫生状况好与坏，你还为每天扫地而发愁吗？没关系，家用清洁机器人来帮你。本设计就是针对上面所出现的问题而设计的，可以对室内卫生进行
智能清洁，可以把室内的尘土，碎屑，果皮等统统清洁干净，无缝隙、无死角、无残留，还你一个干净的地面，实现生活的便捷化和智能化。 1. 总体方案设计及功能描述 利用 STC89C52单片机对小车及吸尘装置遥控控制和自动控制，实现人工清洁模式和自动清洁模式，并利用按键及 LCD12864液晶显示屏进行切换和显示两种模式。在自动清洁模式下，利用 DS1302提供时间，可以对智能吸尘小车设定时间，利用按键及 LCD12864液晶屏设定和显示设定清洁时间，可以设定每半天、每天或每两天的指定时间进行卫生清洁，做到定时自动清洁，也可以在发现室内卫生状况比较差的情况下，通过按动按键，人为即时开启家用清洁机器人进行卫生清洁工作；在人工清洁模式下，通过遥控器遥控控制小车，进行来清洁指定地方的垃圾，做到定点快速清洁。在小车自动清洁模式下，通过超声波测距模块来感知障碍物的存在，得到数据后传回 STC89C52单片机中，利用程序算法，实现小车的自动 转弯、后退，避免小车与障碍物发生碰撞及进入死角后出不来，转弯后通过调节小车车轮转 速使小车改变一定角度行驶大约30cm后，在调整一定角度，实现与原来行驶方向反向，并 与原来行驶轨迹中线相隔大约 20cm，实现小车新旧运行轨迹间紧密结合，做到无缝隙，无死角的清洁工作，做到传统吸尘机器人不易做到的功能。
研究生课程论文 人工智能前沿 论文题目：人工智能技术在求机器人工作 空间的应用 课程老师：罗亚波 学院班级：汽研1602班 学生姓名：张小涵 学号：1049721602405 2016年10月
人工智能技术在求机器人工作空间的应用 摘要 人工智能的发展迅速，现在已经渗透到机器人的全方位分析与机器人的工作空间的计算中，其对机器人的应用起着越来越重要的作用。元素限制法由三个限制元素构成，分别为杆长限制、转角限制、连杆的干涉。在初步确定限制元素后即可得到边界条件，即可得到工作空间。圆弧相交法由运动学反解过程、工作空间的几何描述以及工作空间的计算过程组成。两者各有其优缺点，都是可取的求工作空间的方法。 关键词：人工智能元素限制圆弧相交工作空间 Abstract With the rapid development of artificial intelligence, it has been applied to the analysis of the robot and the working space of the robot. It plays a more and more important role in the application of the robot. The element restriction method is composed of three elements, which are the length of the rod, the restriction of the angle and the interference of the connecting rod. Boundary conditions can be obtained after the preliminary determination of the limiting element. The arc intersection method is composed of the process of the inverse kinematics of the kinematics, the geometric description of the working space and the calculation process of the working space. Both have their own advantages and disadvantages, are desirable for the working space of the method. Key words: artificial intelligence element limit arc intersection working space
温度传感器设计论文题目：基于DS18B20温度传感器的智能测温仪 学院：物理与电子工程学院 专业： 姓名： 学号：
目录 目录------------------------------------------------------------------------------1 摘要------------------------------------------------------------------------------2 一、传感器概诉-------------------------------------------------------------3 1、传感器及温度传感器发展现状-------------------------------------3 2、主要元器件介绍-------------------------------------------------------3 二、课程设计主要内容----------------------------------------------------6 1、课程设计名称----------------------------------------------------------6 2、设计要求、目的及意义----------------------------------------------6 三、设计达到的指标-------------------------------------------------------7 四、传感器设计原理-------------------------------------------------------7 1、三个重要组成部分----------------------------------------------------7 2、DS1802工作原理------------------------------------------------------7 3、DS1802内部结构图---------------------------------------------------8 4、程序流程图--------------------------------------------------------------9 5、proteus仿真原理图----------------------------------------------------9 五、实验过程-----------------------------------------------------------------10 1、前期准备-----------------------------------------------------------------10 2、课程设计过程-----------------------------------------------------------10 3、个人主要工作及遇到问题--------------------------------------------11 六、数据分析与结论--------------------------------------------------------11 七、课程设计总结、思考与致谢-----------------------------------------12 八、参考文献-----------------------------------------------------------------14 九、附录-----------------------------------------------------------------------15
人工智能 人工智能是 20 世纪 50 年代中期兴起的一门新兴边缘科学，它既是计算机科学分支，又是计算机科学、控制论、信息论、语言学、神经生理学、心理学、数学、哲学等多种学科相互参透而发展起来的综合性学科。人工智能又称智能模拟，是用计算机系统模仿人类的感知、思维、推理等思维活动。它研究和应用的领域包括模拟识别、自然语言理解与生成、专家系统、自动程序设计、定理证明、联想与思维的机理、数据智能检索等。例如，用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、联想和决策；模拟医生给病人诊病的医疗诊断专家系统；机械手与机器人的研究和应用等。 一、人工智能发展史 50 年代人工智能兴起，相继出现了一批显著的成果，如机器定理证明、跳棋程序、通用问题、求解程序 LISP 表处理语言等。但由于消解法推理能力的有限，以及机器翻译等的失败，使人工智能走入低谷。 60 年代末到 70 年代，专家系统出现，使人工智能研究出现新高潮。并且 1969 年成立了国际人工智能联合会议。 80 年代，随着第五代计算机的研制，人工智能得到了很大发展。日本 1982 年开始了“第五代计算机研制计划”，即“知识信息处理计算机系统 KIPS ，”其目的的是使逻辑推理达到数值运算那么快。 80 年代末。神经网络飞速发展。 1987 年，美国召开第一次神经网络国际会议，宣告了这一科学的诞生。 90 年代，人工智能出现新研究高潮由于网路技术特别是国际互联网技术的发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究。 、人工智能的优越性 人工智能作为本世纪中叶新崛起的、综合性最强的新兴前沿科学，它涉及非常广泛的学科领
目录 第1章绪论................................................................... - 1 - 1.1课题研究的背景及意义 ................................................ - 1 - 1.2单片机的意义和本设计特点............................................ - 1 - 第2章硬件设计............................................................... - 2 - 2.1系统总设计结构图 ..................................................... - 2 - 2.2蜂鸣器、LED和按键简介............................................... - 2 - 2.3主控芯片AT89C51单片机的简介........................................ - 3 - 2.4LCD1602液晶简介 ..................................................... - 4 - 2.5DS18B20温度传感器简介............................................... - 5 - 2.6系统电路设计.......................................................... - 5 - 2.7总电路设计........................................................... - 12 - 第3章软件设计 ............................................................. - 12 - 3.1系统软件设计整体思路................................................ - 12 - 3.2系统软件设计流程图.................................................. - 18 - 第4章程序仿真调试......................................................... - 19 - 4.1程序调试用到的软件及工具........................................... - 19 - 4.2 KEIL C51简介........................................................ - 19 - 4.3软件开发环境的搭建.................................................. - 19 - 4.4Proteus介绍......................................................... - 20 - 4.5仿真结果 ............................................................. - 21 - 第5章总结.................................................................. - 24 -