基于Arduino的定点抓取自平衡机器人.docxVIP

电子课程设计课题名称：基于Arduino的定点抓取自平衡机器人之机械手臂 　学 院： 物理与通信电子学院 　　　　 　　课题负责人：池琛琛 　　 　 指导老师：刘淑琴 　 　 、一、课题研究人员基本情况姓名性别电话所在学院及班级研究特长及课题分工池琛琛电学院 14电子信息工程1班机械手臂的了解及操控二、课题设计论证1、选题：本课题研究现状，选题的意义；2、内容：本课题研究的主要思路（包括视角、方法、途径、目的）和主要观点；3、预期价值：本课题创新点、理论意义和应用价值；4、研究基础：本课题已有研究基础，主要参考文献（限填10项以内）。（请分4部分逐项填写，限2000字内） 1、研究现状：国有组织有计划地发展机器人事业应该说是从“七五”期间的科技攻关及实施“863计划”开始的。经过十几年来的研制、生产、和应用有了长足的进步。目前在一些方面如喷涂机器人、弧焊机器人、点焊机器人、搬运机器 人、装配机器人、特种机器人(水下、爬壁、管道、遥控等机器人)已掌握了机器人的设计制造技术解决了控制、驱动系统的设计和配置、软件的设计和编制等关键技术还掌握了自动化喷漆线、弧焊自动线(工作站)及其周边配套设备的全线自动通信、协调控制技术。 现在我国从事机器人研发的单位有200多家专业从事机器人产业开发的企业有50家以上。“九五”期间国家“863”高技术计划己将沈阳新松机器人自动化股份有限公司、啥尔滨博实自动化设备有限责任公司、一汽集团涂装技术开发中心、北京机械工业自动化所、上海机电一体工程有限公司、四川绵阳四维焊接自动化设备有限公司等确立为智能机器人主题产业化基地。大连组台机床所、上海富安工厂自动化公司、东风汽车公司、昆明船舶公司、哈尔滨焊接研究所、安川北科公司等单位主要思路目前自动抓取openCV技术和Kinect体感识别传感非常热门，本课题提出的定点抓取自平衡小车在某些领域受到广泛关注，通过研究自平衡机器人及机械手臂的工作原理，加以实物组装实验来完成该系统。本课题方案主要为6自由度三维旋转机械手臂。采用6自由度三维旋转机械手臂，该手臂自带夹具，采用6个DS3115舵机，其舵机扭力可达13kg/cm。机械手臂完成一个定点抓取工作，能够应用于高处取物及一些危险区域取物的环境。再由自平衡小车运输至规定地点。三、预期价值 理论意义：1.感受机器人技术的重要性以及Arduino平台的便捷性，培养对Arduino机器人课程学习的兴趣以及动手解决实际生活问题的兴趣。 2.两轮自平衡机器人作为一种特殊的倒立摆式的移动机器人，具有非完整，非线性，前驱动和不稳定等特点，这使它能够成为验证各种控制算法的理想平台。同时它具有运动灵活，结构简单，控制容易的特点，具有广泛的应用前景。应用价值：1.在家庭上，机器人和机械手臂的搭配，可以用作家庭服务机器人，机械手臂在室内环境下识别与抓取物体，然后交给机器人传送，是生活变得更加方便。 2.在残疾人领域，机械手臂和机器人的配合可以帮助他们拿到需要的用品。 3.在工业上，车间中，机械手臂和机器人可以帮助工人传递工具，将来可以用它们替代工人，减少人力资源。 4.作为益智型玩具可以用来提高儿童智力水平。四、研究基础熟练掌握C语言编程技术。主要参考文献：[1]彭志辉.蛋黄物语——DIY自平衡机器人[J].无线电,2015,0(3):27-29.[2]陈吕洲编著.Arduino程序设计基础.北京：北京航空航天大学出版社, 2014.01.[3]于强,许强,杨为民等.基于Arduino的两轮自平衡机器人设计与实现[J].电脑知识与技术,2014,(34):8332-8334.[4]方辉.基于LMI的两轮自平衡机器人控制器设计[J].黑龙江科技大学学报，2015，（3）：340-341[5]米歇尔·麦克罗伯茨著.Arduino从基础到实践[M].北京：电子工业出版社,2013.03[6] 谭浩强著.C语言程序设计[M].北京：清华大学出版社,2012.01三、完成课题的条件和保证本课题组成员完成课题研究的能力、时间保证、资料设备等科研条件。 第一，完成课题研究的能力。本课题组同学2015年假期均留校在实验室进行智能硬件培训，在导师的协助下完成了相关项目，积累了一定的经验，专业知识扎实。? ??第二，资料设备来源广泛且丰富。我们可以充分利用江西师大的图书馆和学术期刊杂志收集资料。 ??第三，大学时间充裕，我们对该项目的兴趣也很浓厚。四、研究计划?主要研究阶段及阶段性研究目标?月份机械手臂3月份购买机械手臂，对其构造充分了解，