轮式移动机器人结构设计开题报告

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1、 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 078105131 学生姓名 张华 指导教师 许瑛 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

2、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

3、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（ C

4、arnegie 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