助行機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計含proe三維及10張CAD圖帶開題
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開題報告
課題名稱
助行機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計
課題來源
教師擬定
課題類型
產(chǎn)品制作
專業(yè)
學(xué)生姓名
學(xué) 號
班級
一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備
[1]曹巨江.老年助行機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析[J].制造業(yè)自動化,2018,40
[2]范文博. 差動輪式助行機(jī)器人運動控制研究[A]. 中共沈陽市委,亞太材料科學(xué)院:沈陽市科學(xué)技術(shù)協(xié)會,2018:7.
[3]喬宇.康復(fù)助行機(jī)器人仿真設(shè)計與分析[J].兵工學(xué)報,2018,39(04):825-832.
[4]陳勇.外骨骼助行機(jī)器人變剛度驅(qū)動的研究進(jìn)展[J].機(jī)械工程師,2018(04)
[5]石元伍,陳旺.老年人助行機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計研究[J].包裝工程,2017,38(16)
[6]劉宏林. 穿戴式下肢外骨骼的設(shè)計及研究[D].北京交通大學(xué),2017.
[7]王浩. 全向式助行拐杖機(jī)器人研究[D].沈陽工業(yè)大學(xué),2017.
[8]陳旺. 老年人助行機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計研究[D].湖北工業(yè)大學(xué),2017.
通過對上述參考文獻(xiàn)資料的查閱,先對現(xiàn)有機(jī)器人分析如下:
1、愛爾蘭 PAM-AID助行機(jī)器人
PAM-AID助行機(jī)器人的項目是在1994年與愛爾蘭首都柏林開展的,項目旨在幫助一些視力和體力不太好的患者步行。
該機(jī)器人底盤有四個輪子,其中由兩個電機(jī)分別單獨驅(qū)動前輪,而且電機(jī)只負(fù)責(zé)改變輪子轉(zhuǎn)向,并不提供任何動力。兩輪之間沒有連桿相連,轉(zhuǎn)向半徑很小。
機(jī)器人帶有自動導(dǎo)航系統(tǒng),可以有效地傳感范圍內(nèi)避障,包括靜止和移動的障礙物,能有效地保障用戶的安全。
2、美國SmartCane助行機(jī)器人
這種機(jī)器人的研制主要是為了滿足盲人行走的障礙,而不是滿足視力受損或者體力不好的用戶。盲人如果想使用一般助行器必然會遇到許多困難,為了提供智能輔助行走,感知功能和健康檢測系統(tǒng),美國Dubowsky等人于1999年研發(fā)了PAMM系統(tǒng),SmartCane機(jī)器人只適用于在一般的平地或者小于五度的斜坡上行走,比一般的4點支撐拐杖能提供良好的平衡性,而且機(jī)器人可以通過系統(tǒng)地圖,用戶指令,感知的障礙來提供目的地行走指導(dǎo)。機(jī)器人還提供了包括健康檢測功能和與管理員電腦通訊的功能。
3、韓國 WAR助行機(jī)器人
由韓國于2004年研發(fā)的WAR助行機(jī)器人主要幫助老年人在戶外行走的步行機(jī)器人。
WAR助行機(jī)器人不僅具有輔助支撐和行走功能,還具有升降結(jié)構(gòu)。升降機(jī)構(gòu)是傾斜上升,可以減少戶外站立時膝蓋負(fù)載,對一些體力不足的老年人特別有用。這個樣機(jī)還帶有供人依靠的支撐墊,可以支撐用戶的身體,保護(hù)用戶安全。
WAR寬度為0.78m,剛好穿過一般的家庭用門,機(jī)器人高度為1m,并且可以調(diào)整。WAR可以通過傳感器辨認(rèn)出用戶的行走意圖,還具有定位和導(dǎo)航輔助功能。機(jī)器人還具有障礙物檢測盒避讓功能,是界面友好,通過觸摸手柄讓感知用戶意圖。
二、設(shè)計的目的、要求、思路與預(yù)期成果
1、設(shè)計的目的
伴隨老齡化過程最為顯著的特征就是由于身體機(jī)能衰退而引起的行走能力的下降,這嚴(yán)重的影響了老年人的日常生活質(zhì)量。
而目前老年人廣泛使用的助行設(shè)備大多數(shù)以拐杖、助步架等,但這些設(shè)備比較單一,智能化程度低,安全性和舒適性都不足,無法滿足使用者獨立生活的需求。因此,將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的助行設(shè)備領(lǐng)域,建立更智能、更舒適、更安全的助行機(jī)器人系統(tǒng)有著必要性以及可行性。
雖然目前已經(jīng)開發(fā)了眾多的助行機(jī)器人樣機(jī)系統(tǒng),但其實用性還遠(yuǎn)未成熟,在行走技術(shù)領(lǐng)域,需要解決移動靈活性、能源高效化、多種路面實用性等技術(shù)難題,但實現(xiàn)這些功能助行機(jī)器人—升降部分尤為重要。
2、設(shè)計的要求:
已知:助行機(jī)器人最大速度為0.5m/s,連續(xù)工作時間約為4小時,設(shè)計重量為30Kg,有效負(fù)載(指機(jī)器人工作時能承受的支持力)為80Kg。
對機(jī)器人研制目標(biāo)進(jìn)行分析,確定助行機(jī)器人樣機(jī)的總體設(shè)計方案。從整體上對機(jī)器人機(jī)械設(shè)計的特點和局部結(jié)構(gòu)相關(guān)元件的選擇進(jìn)行研究。根據(jù)作業(yè)環(huán)境的要求、負(fù)載能力,利用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法,通過比較各種傳動方式的優(yōu)缺點,
由助行機(jī)器人的底盤機(jī)構(gòu)設(shè)計出發(fā),按從下到上的順序相對獨立地設(shè)計助行機(jī)器人的機(jī)構(gòu),最后經(jīng)過分析,設(shè)計出實際樣機(jī)。
3、設(shè)計的預(yù)期成果
設(shè)計一種服務(wù)與老年人或者殘障人士的助行機(jī)器人,該機(jī)器人主要能完成輔助用戶坐下站起和行走兩大功能,能適用于室內(nèi)和室外地面。
列出了幾種已有的助行機(jī)器人,并分析了其特點。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合任務(wù)書,給出了助行機(jī)器人整體設(shè)計方案,尤其是底盤部分和升降機(jī)構(gòu)部分,分析了底盤的驅(qū)動和傳動方法,對電機(jī)、減速、傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行了初步的設(shè)計,完成了部分部件的初步選型和部分部件尺寸的確定。設(shè)計中應(yīng)用到了帶傳動、渦輪蝸桿傳動等。
三、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排
1、完成開題報告:含調(diào)研資料、設(shè)計目的、要求、思路與預(yù)期成果。完成任務(wù)的計劃及時間安排、完成設(shè)計所具備的條件等內(nèi)容。(第1周完成)
2、確定助行機(jī)器人樣機(jī)的總體設(shè)計方案。從整體上對機(jī)器人機(jī)械設(shè)計的特點和局部結(jié)構(gòu)相關(guān)元件的選擇進(jìn)行研究。(第2~3周完成)
3、根據(jù)基本要求,利用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法,通過比較各種傳動方式的優(yōu)缺點,由助行機(jī)器人的底盤機(jī)構(gòu)設(shè)計出發(fā),設(shè)計助行機(jī)器人的機(jī)構(gòu),最后經(jīng)過分析,設(shè)計出實際樣機(jī)。(第4~8周完成)
5、繪制裝配圖(A0)及主要零件圖,如底盤模塊及輔助升降結(jié)構(gòu)等(根據(jù)實際需要確定圖紙大?。?。(第9~11周完成)
6、完成畢業(yè)設(shè)計說明書(含開題報告、文獻(xiàn)綜述、參考資料、答謝詞等)1份,設(shè)計說明書的字?jǐn)?shù)不少于2萬字。(第12周完成)
7、查閱文獻(xiàn)資料一般不小于15篇,其中外文資料不少于2篇;文獻(xiàn)綜述不少于3000字。
四、完成設(shè)計(論文)所具備的條件因素
助行機(jī)器人的底盤是整個機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本機(jī)構(gòu),是安裝助行機(jī)器人電機(jī)以及其他各個部件的整體造型,并且接受電機(jī)的動力,主要目的是滿足正常行走并且在不同路面下實現(xiàn)行走。對底盤設(shè)計要考慮以下幾個問題:
1、機(jī)械強(qiáng)度要大,且穩(wěn)定性高;布置要合理,竟可能小巧以減少重量;
2、能夠與升降機(jī)構(gòu)聯(lián)接,同時保證升降機(jī)構(gòu)有效工作;
3、在升降機(jī)構(gòu)工作時,有效停留在在原地,不出現(xiàn)滑溜現(xiàn)象。
輔助升降機(jī)構(gòu)是用來實現(xiàn)助行機(jī)器人輔助用戶站立和坐下動作的機(jī)構(gòu),這個機(jī)構(gòu)設(shè)計的核心就是一個升降機(jī)構(gòu),對升降設(shè)計要考慮一下幾個問題:
1、機(jī)械強(qiáng)度要大,且穩(wěn)定性高;升降機(jī)構(gòu)不能出現(xiàn)卡死等情況;
2、升降高度要足夠支持一個人從坐下到站起來的高度;
3、布置要合理,且要考慮自鎖。
日期:2019年3月
注:課題來源要填寫明確(如教師擬定、學(xué)生建議、某企事業(yè)單位項目等)
課題類型:(1)A—工程設(shè)計;B—技術(shù)開發(fā);C—軟件工程;D—理論研究;
E—調(diào)研報告(文科)、產(chǎn)品制作(理工科)
(2)X—真實課題;Y—模擬課題;
要求(1)、(2)均要填,如AY,BY等。
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編號:15970948
類型:共享資源
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機(jī)器人
結(jié)構(gòu)設(shè)計
proe
三維
10
cad
開題
- 資源描述:
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助行機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計含proe三維及10張CAD圖帶開題,機(jī)器人,結(jié)構(gòu)設(shè)計,proe,三維,10,cad,開題
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