移动物体检测报警机器人设计毕业论文(编辑修改稿)

移动物体检测报警机器人设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

范畴。 关于服务机器人的定义目前还并不统一。 简单地说 ,它是指一种能够自主或半自主运行 ,且为人类健康 ,安全和设备运行提供服务的智能机器。 因此 ,服务机器人存在自身的一些特点 ,主要集中在以下三方面 : (1) 任务要求 .服务机器人的主要职能是自主或半自主地为人类提供服务或安全保障。 它涉及到探测 ,报警等多种功能 ,显然其任务具有多样性和灵活性的特第 6 页 共 16 页 点。 因此 ,为了实现特定的任务 ,服务机器人的开发必须更重视载体尺寸、重量、能量供给、导航、避障等多方面的功能 ,同时配备相应的完成任务的工具。 (2) 工作环境 .机器人的工作环境一般分为两类 :结构化环境和非结构化环境 .工业机器人通常面对的是结构化环境 ,而服务机器人通常在非结构化的环境中工作。 不过在环境中 ,机器人与人或环境设施可能经常发生互动即所谓的突发事件。 因此 ,机器人必须具有灵活能力。 换而言之 ,环境是随时变的。 因此 ,服务机器人的工作环境更为复杂 ,受外界的影响 ,干扰更多。 (3) 机械结构 .机械结构通常指机器人的本体结构。 任务和工作环境决定了机器人的结构形式。 按照其本体结构的运动能力 ,可将服务机器人分为静止式和移动式两类。 最常见的服务机器人是移动式的 ,其中以轮式结 构最为广泛。 虽然针对不同的应用场合和服务对象 ,服务机器人在形式 ,功能等方面存在着较大的差别 ,但在设计和开发服务机器人的过程中 ,也存在一些共性的地方服务机器人的关键技术可归纳为以下几个方面 : ① 环境的表示 ② 环境感知和信号处理 ③ 控制系统及其结构 ④ 复杂任务和服务的实时规划 ⑤ 适应于作业环境的机械本体结构 ⑥ 研制低功耗 ,长时间工作的功能部件 这些关键技术的发展直接影响到服务机器人作为一个行业的应用前景。 虽然以前服务机器人一度被认为是一个几乎不可获 利的行业 ,但随着近年来 ,家用服务机器人和娱乐机器人市场开拓所获得的巨大成功 ,人们的观念正在发生变化。 美国 ,日本和欧洲的一些大公司也纷纷进入了服务机器人的市场。 本论文的主要研究内容 本论文主要以智能检测报警机器人这一产品的设计与开发为中心 ,详细叙述了该产品的各个环节的设计思想 ,设计理念和设计过程。 通过将现代智能机器人领域的一些成熟技术应用于实际的产品开发中 ,达到获得直接的 ,感性认识的目的。 同时也以具体应用为基础 ,对这一领域中的一些焦点的前沿问题作了进一步的研究。 整个论文主要阐述了以下两个方面的问题： (1) 智能检测报警机器人系统的总体结构规划和设计 (2) 以步进电机为主要驱动部件的机器人驱动机构的设计 本章小结 本章以智能检测报警这一产品的开发为平台 ,阐述了发展智能机器人技术的重要意义 ,并着重介绍了与该产品相关的机器人技术发展。 由于智能检测报警机器人从产品的角度出发 ,是属于服务机器人的范畴 ,本章也同时针对服务机器人在开发移动物体检测报警机器人 第 7 页 共 16 页 和设计过程中存在的一些共性问题 ,作了进一步的阐述。 在此基础上 ,对整个课题的研究内容和设计任务 ,作了具体的规划。 第 2 章 .物体检测与报警机器人的总体设计 [本章提要 ] 本章主 要介绍了智能检测报警机器人的产品要求 ,功能分析和性能特点。 在此基础上提出了该产品的总体原理和具体功能模块的实现思路 ,从而对其形成一个完整的设计方案。 概述 随着社会的进步和发展 ,人们的学习和工作越来越繁重 ,于是怎样更大程度地将人们从烦琐的日常事务中解脱出来 ,就成为了新一代服务机器人所追求的目标 ,而智能化正是这一目标的集中体现。 本文介绍的智能检测报警机器人初步实现了无人情况下的自主工作方式 ,它结构独特 ,灵活 ,且自备电源 ,由机载单片机进行实时的控制 ,由一个步进电机实现头部系统的驱动，在头部转动的过程中 ,它通过头部携带的超声波检测装置 ,检测周围的事物 ,当发现有移动物体时便报警 ,达到其看守防盗的目的。 该机的优势在于其局部的自主化和智能化 ,它可以无需人的操控而自主的进行检测 ,并且在遇到移动物体时能够实时的报警。 主要组成 头部旋转机构 如图 21 所示 ,该机构为蜗轮蜗杆传动 ,将蜗杆轴由联轴器直接连接到电机上 ,由步进电机驱动。 蜗轮通过轴与机器人头部相连接 ,从而使得蜗轮的转动带动机器人头部的旋转。 第 8 页 共 16 页 图 21 机器人头部旋转 机构 主体部 机器人的底部呈圆盘状采用地脚螺栓将其固定在地上 ,分躯干 ,上端盖 (与颈部一体 )两块直接浇铸出来然后通过螺钉连接 ,头部同样也分为两个半球直接浇铸出来然后通过螺栓连接在一起。 图 22 机器人主体图 电机 选用步进电机 ,由步进电机直接带动蜗杆转动。 因为通过控制步进电机的脉冲输入就可直接控制步进电机的转动速度 ,因此选用步进电机较合适 ,脉冲的输入便由单片机控制。 移动物体检测报警机器人 第 9 页 共 16 页 主要技术参数 动 6 度 ,因为蜗轮通过轴直接与机器人头部相连 ,所以蜗轮的转速 2 1 / minnr ,要求蜗轮蜗杆的使用寿命为 25000h ，机器人头部的质量5m kg , 10LFN (包含摩擦阻力 ) :头部直径 20cm。 颈部高 5h cm ,粗 10cm。 躯干40cm 40cm 60cm。 底盘大直径 100cm,小直径 60cm,高 40cm . 电机的选。