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1、2010届本科毕业设计（论文）开题报告论文题目：管道清洁机器人的设计与仿真2010届本科毕业设计（论文）开题报告1. 设计背景或研究意义吸尘机器人作为服务机器人领域中的一个新产品，尽管目前国内在这方面的研究 开发方面已经取得一定的成果，但是仍有许多关键技术问题需要解决或提高，路径规 划就是其中的一个比较重要的技术。有的可在房间内随机移动，有的能在单个房间内 较简单地以一定的路线移动（不能100%走遍）。事实上，虽然有一些公司推出了一些样 品或产品，但却不能达到满意程度：清洁效果不佳，遍历时间长。目前，在一些发达国家对办公室、工厂、车站、机场等基金项目:黑龙江省自然科 学基金资助项目（E08 ）
2、场合的清扫已开始采用清洁机器人。随着科学技术的进步和社 会的发展，人们希望更多地从繁琐的日常事务中解脱出来，这就使得清洁机器人进人 家庭成为可能。如果清洁机器人性价比足够高，那么清洁机器人市场将会被看好。作为智能移动机器人的一个特殊应用，从技术方面讲，智能化自主式吸尘器比较具体 地体现了移动机器人的多项关键技术，具有较强的代表性。从市场前景角度讲，室内 智能清洁机器人将大大降低劳动强度、提高劳动效率，适用于家庭和公共场馆的室内 清洁。因此，室内智能清洁机器人的开发既具有科研上的挑战性，又具有广阔的市场 前景。一、选题依据（简述国内外研究现状、生产需求状况，说明选题目的、意义，列 出主要参考文献
3、）：扫地机器人，是一种智能扫地，吸尘工具！是一种配备了微电脑系统的电动保洁 设备，它能能够按照人们的设置清洁房间的某一特定部分或全部。保洁机器人最早出 现于美国，随后发展的欧美，风靡港澳台，90年代中期进入大陆国内保洁机器人主要 几种品牌：iRobot（美国）、凯驰（德国）、QQ（台湾）、三叶虫（瑞典）、保时洁（国产）、 美嘉 乐（国产）、微朗（国产）等。人类的一只脚已经迈入了机器人时代的大门，中国10年内机器人将融入市民日常 生活，机器人将和汽车一样成为生活必需用具。目前大多都打“民生”牌，致力于改 善市民生活，增加生活情趣。这些机器人从用途上看，有用于教育类的机器人。机器 人的发展就像上世
4、纪80年代的个人电脑、上世纪90年代中期的手机一样，正处于产 业真正起飞的前夕，巨大的市场前景已经展现。资料显示，2003年至2007年间，全 球机器人以每年40%左右的速度增长。据预测，到2009年年底，全球投入使用的服务 机器人将达到450万台。扫地机器人优于普通吸尘器的地方主要体现在：省时、省力，整个清洁过程不需 要人控制，减轻您操作负担；还比一般吸尘器的噪音小，清洁房间的过程免受噪音之 苦；还可以净化空气，内置活性炭、吸附空气中有害物质，粉尘净化率高达96%，清 扫效率100%。轻便小巧：轻松打扫普通吸尘器清理不到的死角；总之，扫地机器人， 具有操作简单，使用方便，智能，安全，清洁效果
5、显著的特点。经过很多年的发展，我国已经发展成为世界强国，科技大国，体育强国，各方面 都发生了巨大的变化。作为科技领域其中一员的遥控器，它的发展与改进也经历了很 漫长的时间。但是现在的发展已经到了一个崭新的阶段，新的时期。我们大家都很清 楚的了解到，目前，人们的物质文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了 千家万户，其中，大多数的家用电器都有各自不同的遥控器，人们常常为了控制某台 电器而到处寻找其对应的遥控器，这样，就给人们的生活带来了很多不便。为了解决 这个问题，本文提出一个多功能遥控器的设计方案.该遥控器可以通过自学习而拥有对 多台电器的遥控功能，即省时、又省力，从而使人们免除同时面对
6、功能众多遥控器的 烦恼.这样的设计有助于社会的发展，人们生活水平的提高。一项小小的设计与创新能 够改变生活很多，促进社会进步不小，这也算的是社会大进步，创新的一个缩影，我 们应该不断地创新，不断地运用我们的智慧，使我们的生活更加的快捷，美好，与时 俱进。2. 设计的主要环节或论文的基本内容2.1研究内容总体方案是设计一个自主控机器人，在一个模拟的平面结构的房间内运动，移动 机器人本体，完成自主移动、避障、遍历房间功能。尽快遍历房子的每一个角落，完 成任务，这个工作受多个工作的影响，包括墙脚和模拟家具等。其中在实现生活中的 家用吸尘器机器人清理房间的过程中，利用了机器人自身的多传感系统、运动控制
7、系 统和自主蔽障系统等。我的课题任务主要是研究“吸尘器机器人-控制系统设计”路径规划部分，因此， 要实现清洁机器人要求用尽可能短的时间尽量全面遍历房间以完成清洁任务，但两者 往往相互矛盾、不易兼顾。实际中一般需要平衡时间和遍历效果两方面，采用一种折 中的方案进行清洁。在避障的问题上，主要重点研究机器人的移动避障算法，从而设 计一种简单、准确、快速的避障算法程序。2. 2技术线路基于已有的广茂达能力风暴机器人技术平台，根据吸尘器机器人的设计要求，进行 机器人本体的设计和改造，所需的技术路线主要涉及：(1) 开发环境1) 机器人可以全自动运行，机器人可以实现原地纵向和横向移动以及原地转弯和 原地任
8、意方向的移动。2) 硬件系统由地面清洁机器人由机器人、基座和遥控器3大部分组成。其避障功 能由安装在机器人正前方和左右侧的红外测距传感器和碰撞传感器完成，该清洁机器 人是一个以单片机为核心的运动控制系统。单片机是系统的主控单元。3) 软件方面利用Visual Basic6. O编程软件设计了仿真程序，进行了系统路径规 划的仿真测试。根据测试结果可以知道所选路径规划的设计方案基本能够满足清洁机 器人工作的需要。能力风暴机器人用到了广茂达的自主研发的软件编程工具一一VJC语 言。(2) 已被应用的全覆盖算法内螺旋覆盖算法，边界探索子算法，在线覆盖子算法等，其中机器人得遍历算法 是常见的算法之一已被
9、广泛应用到控制系统设计中。(3) 我选择的算法基于广茂达现有的智能机器人为开发平台，再结合吸尘器机器人要求在原有的能 力风暴智能机器人的硬件与软件基础上，开发软件为VJC1.6，提出我的算法。通过对 房间物体的观察，可以看出大部分的房问物体都是方形的，或者类似方形。系统假设 房间内的障碍物都是方形结构或者方形的组合，机器人按弓形式的轨迹从原点开始清 扫地面，我使用的是弓形式算法：1) 适应环境可以根据传感器的信息来确定它在墙边还是在房间中间。2) 清洁清扫时，吸尘机器人沿轴方向上下往复清扫要求要高覆盖率和低重复率基于已 有的广茂达能力风暴机器人技术平台下,根据吸尘器机器人的设计要求覆盖率高，重
10、复 率低。避障行为与趋向目标行为共同作用使得局部避障效果非常理想，同时优化了路 径。仿真结果表明该方法运行速度快，系统稳定2010届本科毕业设计（论文）开题报告3. 进度安排第1周，搜集管道清洁机器人设计的相关资料并整理，完成开题报告；第2周，筛选并继续搜集资料，搜索相关外文期刊并且翻译整理；第3到4周，完成机器人腿部机构的设计，确源和能量源的设计；第7到8周，设计机器人传动系统，是机器定腿部的运动实现形式；第5到6周，设计机器人的动力系统，包括动力人的腿部机构可以平稳的运动；第9到10周，完成机器人整机结构的设计，包括动力系统、传动系统和腿部机构 的布局以及整机的外形结构；第11到12周，进行机器人的步态规划，主要有行走、越障和转弯等；带13到14周，对机器人的性能进行分析，包括静态性能和动力学仿真与分析；第15到16周，用ADAMS仿真软件进行仿真；第17到18周，完成毕业论文。指导教师意见：（对本设计或论文的深度、广度及工作量的评价）指导教师（签字）：年 月 日
