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課題申報(bào)表
指導(dǎo)教師
XXX
職稱
XXX
教研室
XXX
申報(bào)課題名稱
基于全向輪的AGV的移動(dòng)底盤(pán)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
課題類型
工程設(shè)計(jì)類
課題來(lái)源
A.教師科研
課
題
簡(jiǎn)
介
(Automated Guided Vehicle，簡(jiǎn)稱AGV)，通常也稱為AGV小車?指裝備有電磁或光學(xué)等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能夠沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種移載功能的運(yùn)輸車，工業(yè)應(yīng)用中不需駕駛員的搬運(yùn)車，以可充電之蓄電池為其動(dòng)力來(lái)源。一般可通過(guò)電腦來(lái)控制其行進(jìn)路線以及行為，或利用電磁軌道(electromagnetic path-following system)來(lái)設(shè)立其行進(jìn)路線，電磁軌道黏貼於地板上，無(wú)人搬運(yùn)車則依靠電磁軌道所帶來(lái)的訊息進(jìn)行移動(dòng)與動(dòng)作。
課題要求
（包括所具備的條件）
結(jié)合要求掌握的知識(shí)和實(shí)際設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)其主要結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)務(wù)必合理，整個(gè)系統(tǒng)要滿足精度、可靠、體積等方面的要求，結(jié)構(gòu)層次清楚，零件圖要細(xì)致。
課題工作量要求
要求完成總量不少于2.5張零號(hào)圖紙，裝配圖必須為零號(hào)圖紙，參考文獻(xiàn)為近幾年的文獻(xiàn)，不少于15篇參考文獻(xiàn)，且最低包含2篇英文文獻(xiàn)，說(shuō)明書(shū)總字?jǐn)?shù)不少于1.5萬(wàn)字，且滿足查重要求。
教研室
審定意見(jiàn)
同意
教研室主任簽名：
學(xué) 院
審定意見(jiàn)
同意
教學(xué)院長(zhǎng)簽名：
說(shuō)明：
1、該表為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題申報(bào)時(shí)專用，由選題教師填寫(xiě),經(jīng)教研室討論、教研室主任簽名，報(bào)學(xué)院審定，教學(xué)院長(zhǎng)簽名后生效。
2、課題類型填：工程設(shè)計(jì)類；理論研究類；應(yīng)用（實(shí)驗(yàn)）研究類；軟件設(shè)計(jì)類；其它。
3、課題來(lái)源填：教師科研；社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐；教學(xué)；其它
任 務(wù) 書(shū)
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的背景：
隨著現(xiàn)代制造業(yè)向智能化方向發(fā)展,自動(dòng)導(dǎo)引小車(AGV,Automated Guided Vehicle)作為現(xiàn)代智能制造系統(tǒng)中重要的物流自動(dòng)化輸送裝備之一,正廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造行業(yè)。隨著制造行業(yè)的制造規(guī)模、生產(chǎn)效率、智能化水平等大幅度的提高,開(kāi)發(fā)具有高靈活性、高穩(wěn)定性、高執(zhí)行效率的智能控制AGV裝備,具有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。在現(xiàn)代化制造生產(chǎn)活動(dòng)中，全向AGV作為移動(dòng)機(jī)器人的特殊運(yùn)用，是柔性制造和現(xiàn)代化物流系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，隨著相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)也得到了快速發(fā)展，將被應(yīng)用于越來(lái)越多的場(chǎng)合。
2．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容和要求：
1.內(nèi)容
（1）研究全向AGV的控制系統(tǒng)。選擇電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（2）采用激光全局定位技術(shù)，介紹激光導(dǎo)航定位系統(tǒng)構(gòu)成以及定位算法原理。（3）對(duì)全向 AGV進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析并建立其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。（4）根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)要求，分別從下位機(jī)和上位機(jī)兩部分設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制程序和人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)全向AGV系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示，圖形化表述、參數(shù)設(shè)置、通訊和多種運(yùn)行控制模式等功能。（5）綜合國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)闡述研究背景、研究意義和擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題，擬采用的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并從加工工藝性、設(shè)計(jì)合理性等方面展開(kāi)研究。（6） SolidWorks有限元分析
2.工作量要求：
1.外文文獻(xiàn)翻譯4000字左右（與課題相關(guān)）
2.15000字左右的論文，大約30頁(yè)左右（需要通過(guò)查重檢測(cè)）
3.總計(jì)3張A0圖紙
4.參考文獻(xiàn)15篇以上（至少包含兩篇英文的）
3．主要參考文獻(xiàn)：
[1]?葉菁.?磁導(dǎo)式AGV控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].武漢理工大學(xué),2006.
[2]?白瑛.?基于GSM網(wǎng)絡(luò)的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D].中國(guó)科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）,2006.
[3]?張家梁,?宋立博,?李蓓智.?磁制導(dǎo)AGV實(shí)驗(yàn)裝置的研制[J].?實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2005(03):26-27+34.
[4] 李洪.《機(jī)械加工工藝手冊(cè)》[M].北京出版社，1990
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[6] 漆漢宏等 PLC電氣控制技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社2015.12
[7] 蔣新松等.機(jī)器人學(xué)學(xué)論[M].遼寧：科學(xué)技術(shù)出版社,1993.
[8] 蔡自興.機(jī)器人學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000.
[9] Murphy R R.人工智能機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.
[10] 蘆書(shū)榮，張翠華 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，西南交通大學(xué)出版社 ，2014.2
[11]魏芳，董再勵(lì)等.用于移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)全局定位系統(tǒng)研究[J].機(jī)器人，2001,23（5）：400-403.
[12]張毅，羅元等.移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.
[13]于金霞、王璐、蔡自興等.位置環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人自定位技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.
[14]熊有倫.移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航控制研究的重要進(jìn)展[J].控制理論與應(yīng)用，2009,26（7）：819.
[15]徐德，鄒偉.室內(nèi)移動(dòng)式服務(wù)機(jī)器人的感知、定位與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2008.
[16]丹尼斯克拉克，邁克爾歐文斯.機(jī)器人設(shè)計(jì)與控制[M].北京：科學(xué)出版社，2004.
[17]王志文、郭戈.移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J].機(jī)器人，2003,25（5）：193-197.
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[19]Craig J J.機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
[20] Elfes A.Using Occupancy grids for mobile robot perception and navigation[J].Computer,1989,22(6):46-57.
[21]Thrun S.Learning metric-topological maps for indoor mobile robot navigation[J].Artificial Intelligence,1998,99(1)：21-31.
[22]Fox D.Markov localization:a probabilistic framework for mobile robot localization and navigation[D]
4．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃(以周為單位)：
第1周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，收集資料，完成英文翻譯；
第2周 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
第3周 確定總體設(shè)計(jì)方案；
第4周 主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算；
第5、6周 各部分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算；
第7周 繪制部分零件零件圖；
第8周 完成總裝配圖；
第9~11周 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿、查重；
第12周 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、定稿；
第13周 準(zhǔn)備答辯。
教研室審查意見(jiàn)：
室主任簽名： 年 月 日
學(xué)院審查意見(jiàn)：
教學(xué)院長(zhǎng)簽名： 年 月 日
開(kāi)題報(bào)告
課題
名稱
課題來(lái)源
課題類型
選題的背景及意義
AGV屬于輪式移動(dòng)機(jī)器人(WMR――Wheeled Mobile Robot)的范疇，而機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，幾乎滲透所有領(lǐng)域。進(jìn)入九十年代以來(lái)，人們廣泛開(kāi)展了對(duì)服務(wù)機(jī)器人的研制和開(kāi)發(fā)。各國(guó)尤其是西方發(fā)達(dá)國(guó)家正致力于研究、開(kāi)發(fā)和廣泛應(yīng)用服務(wù)機(jī)器人。移動(dòng)機(jī)器人是自動(dòng)化控制技術(shù)和人工智能技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的典型體現(xiàn)，代表著機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的新水平AGV是指具有電磁、光學(xué)、圖像識(shí)別等自動(dòng)導(dǎo)引裝置，具有可編程、安全避障、移載等功能，能夠沿規(guī)定的路徑自。自動(dòng)駕駛的運(yùn)輸車，是移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域的具體應(yīng)用。
移動(dòng)機(jī)器人目前主要包括軍事和民用服務(wù)兩大應(yīng)用領(lǐng)域。在民用服務(wù)領(lǐng)域，美國(guó)和日本處于遙遙領(lǐng)先的地位，機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于車站清掃、大面積割草、商場(chǎng)導(dǎo)游導(dǎo)購(gòu)、導(dǎo)盲和保安巡邏等各個(gè)方面。在我國(guó)的移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的研究和應(yīng)用還處于起步階段，上海大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)曾先后研制成功導(dǎo)購(gòu)機(jī)器人、導(dǎo)游機(jī)器人和清掃機(jī)器人。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷開(kāi)展和人民生活水平的提高，廣泛應(yīng)用服務(wù)機(jī)器人必將成為趨勢(shì)。
上述移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)合決定了要求具有能在狹窄、擁擠的場(chǎng)合靈活快捷地自由運(yùn)動(dòng)的性能，這也成為了機(jī)器人研究和設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問(wèn)題。能在工作環(huán)境內(nèi)移動(dòng)和執(zhí)行功能是移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的兩大特點(diǎn)。因此，移動(dòng)機(jī)構(gòu)是組成移動(dòng)機(jī)器人的重要部分，它是保證機(jī)器人實(shí)現(xiàn)功能要求的關(guān)鍵，其設(shè)計(jì)的成功與否將直接影響機(jī)器人系統(tǒng)的性能。目前，移動(dòng)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的種類已相當(dāng)繁多，僅就平面移動(dòng)而言，移動(dòng)機(jī)構(gòu)就有車輪式、履帶式、腿足式等形式。各種移動(dòng)機(jī)構(gòu)可謂各有千秋，適應(yīng)了各種工作環(huán)境的不同要求。但車輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)顯得尤其突出，與步行式移動(dòng)機(jī)構(gòu)相比，它的優(yōu)點(diǎn)很多:能高速穩(wěn)定地移動(dòng)、能源利用率高，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、能借鑒至今已很成熟的汽車技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)等等，它的缺點(diǎn)是移動(dòng)場(chǎng)所限于平面。
研究?jī)?nèi)容擬解決的主要問(wèn)題
但是，目前機(jī)器人工作的場(chǎng)所幾乎都是人工建造的平地，并且即使有臺(tái)階，只要以車輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)為基礎(chǔ)再附加幾個(gè)自由度便不難解決。因而，輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)在機(jī)器人技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用，目前已成為移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的最主要形式。 本課題將對(duì)基于全向輪AGV的移動(dòng)底盤(pán)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析和研究
1.設(shè)計(jì)全向輪AGV的控制系統(tǒng)，全向AGV的控制系統(tǒng)承擔(dān)著信息處理和運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)，其質(zhì)量直接影響設(shè)備的性能，同時(shí)還要考慮該平臺(tái)上所搭載六自由度調(diào)整系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)、圖像處理等功能
2. 移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)合決定了要求具有能在狹窄、擁擠的場(chǎng)合靈活快捷地自由運(yùn)動(dòng)的性能，在設(shè)計(jì)過(guò)程中要兼顧到機(jī)器人底盤(pán)的功能特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)性能，使得移動(dòng)機(jī)器人底盤(pán)運(yùn)動(dòng)靈活，便于控制，內(nèi)部結(jié)構(gòu)安排合理，整體設(shè)計(jì)緊湊牢靠，便于拆卸，這也成為了機(jī)器人研究和設(shè)計(jì)的難點(diǎn)問(wèn)題。
3.利用三維建模軟件對(duì)全向移動(dòng)機(jī)器人底盤(pán)的主要受力零件進(jìn)行有限元分析，校核零件的強(qiáng)度和位移形變，使得其在工作中滿足強(qiáng)度的要求。
研究方法技術(shù)路線
一，研究方法與步驟
方法
本項(xiàng)目的研究主要采用文獻(xiàn)研究，行動(dòng)研究，實(shí)驗(yàn)研究和評(píng)價(jià)研究等方法。
首先是對(duì)各種文獻(xiàn)的熟悉和運(yùn)用，站在前人的肩上看的更遠(yuǎn)，
然后對(duì)較大規(guī)模的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)模式的實(shí)驗(yàn)研究則使用行動(dòng)研究，
在之后對(duì)于個(gè)別小范圍自主創(chuàng)新的地方，則通過(guò)科學(xué)假設(shè)并使用實(shí)驗(yàn)研究
關(guān)于最后運(yùn)行的效果和評(píng)價(jià)則使用評(píng)價(jià)研究
研究步驟：
首先確定AGV基于全向輪的移動(dòng)底盤(pán)總體的設(shè)計(jì)方案，之后選擇電動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，選取零件（聯(lián)軸器，軸承等），對(duì)設(shè)計(jì)出的底盤(pán)進(jìn)行數(shù)字化造型的UG運(yùn)動(dòng)仿真，最后利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行模擬并改進(jìn)設(shè)計(jì)。
二，技術(shù)路線
論文通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)的研究，分析并選取合適的零部件完成底盤(pán)的基本設(shè)計(jì)，熟練掌握CAD等繪圖工具并繪制出基本圖形，然后通過(guò)UG、Solid Works等軟件零件的三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真在理論上證明設(shè)計(jì)的可行性。經(jīng)過(guò)分析調(diào)試并最終繪制出可行的設(shè)計(jì)的零件圖裝配圖等，最后得出總結(jié)（研究結(jié)論與改進(jìn)方向等）
研究的總體安排和進(jìn)度計(jì)劃
第1周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，收集資料，完成英文翻譯；
第2周 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
第3周 確定總體設(shè)計(jì)方案；
第4周 主要參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算；
第5、6周 各部分零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算；
第7周 繪制部分零件零件圖；
第8周 完成總裝配圖；
第9~11周 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿、查重；
第12周 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、定稿；
第13周 準(zhǔn)備答辯。
主要參考
文獻(xiàn)
[1] 葉菁. 磁導(dǎo)式AGV控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].武漢理工大學(xué),2006.
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[10] 蘆書(shū)榮，張翠華 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，西南交通大學(xué)出版社 ，2014.2
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[18] 王炎、周大威.移動(dòng)服務(wù)機(jī)器人的展望現(xiàn)狀及我們的研究[J].電氣傳動(dòng)，2000，（4）：3-7.
[19] Craig J J.機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.
[20] 王知性，劉廷榮，機(jī)械原理. 北京，高等教育出版社，2003
[21] 黃茂林，馬正綱，孫寧.機(jī)械原理.重慶：重慶大學(xué)出版社，2002
[22] 濮良貴，紀(jì)名剛主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.北京：高等教育出版社，2006.5.
[23] Thrun S.Learning metric-topological maps for indoor mobile robot navigation[J].Artificial Intelligence,1998,99(1)：21-31.
[24] Fox D.Markov localization:a probabilistic framework for mobile robot localization and navigation[D].Bonn,Germany:University of Bonn,1998.
指導(dǎo)教師
意 見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見(jiàn)
學(xué)院意見(jiàn)
教研室主任簽名：
年 月 日
教學(xué)院長(zhǎng)簽名：
年 月 日