助行機器人結構設計含proe三維及10張CAD圖帶開題,機器人,結構設計,proe,三維,10,cad,開題 開題報告 課題名稱 助行機器人結構設計 課題來源 教師擬定 課題類型 產(chǎn)品制作 專業(yè) 學生姓名 學 號 班級 一、調研資料的準備 [1]曹巨江.老年助行機器人結構設計及仿真分析[J].制造業(yè)自動化,2018,40 [2]范文博. 差動輪式助行機器人運動控制研究[A]. 中共沈陽市委，亞太材料科學院:沈陽市科學技術協(xié)會,2018:7. [3]喬宇.康復助行機器人仿真設計與分析[J].兵工學報,2018,39(04):825-832. [4]陳勇.外骨骼助行機器人變剛度驅動的研究進展[J].機械工程師,2018(04) [5]石元伍,陳旺.老年人助行機器人創(chuàng)新設計研究[J].包裝工程,2017,38(16) [6]劉宏林. 穿戴式下肢外骨骼的設計及研究[D].北京交通大學,2017. [7]王浩. 全向式助行拐杖機器人研究[D].沈陽工業(yè)大學,2017. [8]陳旺. 老年人助行機器人創(chuàng)新設計研究[D].湖北工業(yè)大學,2017. 通過對上述參考文獻資料的查閱，先對現(xiàn)有機器人分析如下： 1、愛爾蘭 PAM-AID助行機器人 PAM-AID助行機器人的項目是在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。 該機器人底盤有四個輪子，其中由兩個電機分別單獨驅動前輪，而且電機只負責改變輪子轉向，并不提供任何動力。兩輪之間沒有連桿相連，轉向半徑很小。 機器人帶有自動導航系統(tǒng)，可以有效地傳感范圍內避障，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助行機器人 這種機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。機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助行機器人 由韓國于2004年研發(fā)的WAR助行機器人主要幫助老年人在戶外行走的步行機器人。 WAR助行機器人不僅具有輔助支撐和行走功能，還具有升降結構。升降機構是傾斜上升，可以減少戶外站立時膝蓋負載，對一些體力不足的老年人特別有用。這個樣機還帶有供人依靠的支撐墊，可以支撐用戶的身體，保護用戶安全。 WAR寬度為0.78m，剛好穿過一般的家庭用門，機器人高度為1m，并且可以調整。WAR可以通過傳感器辨認出用戶的行走意圖，還具有定位和導航輔助功能。機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、設計的目的、要求、思路與預期成果 1、設計的目的 伴隨老齡化過程最為顯著的特征就是由于身體機能衰退而引起的行走能力的下降，這嚴重的影響了老年人的日常生活質量。 而目前老年人廣泛使用的助行設備大多數(shù)以拐杖、助步架等，但這些設備比較單一，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，將機器人技術應用于傳統(tǒng)的助行設備領域，建立更智能、更舒適、更安全的助行機器人系統(tǒng)有著必要性以及可行性。 雖然目前已經(jīng)開發(fā)了眾多的助行機器人樣機系統(tǒng)，但其實用性還遠未成熟，在行走技術領域，需要解決移動靈活性、能源高效化、多種路面實用性等技術難題，但實現(xiàn)這些功能助行機器人—升降部分尤為重要。 2、設計的要求： 已知：助行機器人最大速度為0.5m/s，連續(xù)工作時間約為4小時，設計重量為30Kg，有效負載（指機器人工作時能承受的支持力）為80Kg。 對機器人研制目標進行分析，確定助行機器人樣機的總體設計方案。從整體上對機器人機械設計的特點和局部結構相關元件的選擇進行研究。根據(jù)作業(yè)環(huán)境的要求、負載能力，利用現(xiàn)代機械設計方法，通過比較各種傳動方式的優(yōu)缺點， 由助行機器人的底盤機構設計出發(fā)，按從下到上的順序相對獨立地設計助行機器人的機構，最后經(jīng)過分析，設計出實際樣機。 3、設計的預期成果 設計一種服務與老年人或者殘障人士的助行機器人，該機器人主要能完成輔助用戶坐下站起和行走兩大功能，能適用于室內和室外地面。 列出了幾種已有的助行機器人，并分析了其特點。在此基礎上，結合任務書，給出了助行機器人整體設計方案，尤其是底盤部分和升降機構部分，分析了底盤的驅動和傳動方法，對電機、減速、傳動機構進行了初步的設計，完成了部分部件的初步選型和部分部件尺寸的確定。設計中應用到了帶傳動、渦輪蝸桿傳動等。 三、任務完成的階段內容及時間安排 1、完成開題報告：含調研資料、設計目的、要求、思路與預期成果。完成任務的計劃及時間安排、完成設計所具備的條件等內容。（第1周完成） 2、確定助行機器人樣機的總體設計方案。從整體上對機器人機械設計的特點和局部結構相關元件的選擇進行研究。（第2～3周完成） 3、根據(jù)基本要求，利用現(xiàn)代機械設計方法，通過比較各種傳動方式的優(yōu)缺點，由助行機器人的底盤機構設計出發(fā)，設計助行機器人的機構，最后經(jīng)過分析，設計出實際樣機。（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構等（根據(jù)實際需要確定圖紙大小）。（第9～11周完成） 6、完成畢業(yè)設計說明書（含開題報告、文獻綜述、參考資料、答謝詞等）1份，設計說明書的字數(shù)不少于2萬字。（第12周完成） 7、查閱文獻資料一般不小于15篇，其中外文資料不少于2篇；文獻綜述不少于3000字。 四、完成設計（論文）所具備的條件因素 助行機器人的底盤是整個機器人機構設計的基本機構，是安裝助行機器人電機以及其他各個部件的整體造型，并且接受電機的動力，主要目的是滿足正常行走并且在不同路面下實現(xiàn)行走。對底盤設計要考慮以下幾個問題： 1、機械強度要大，且穩(wěn)定性高；布置要合理,竟可能小巧以減少重量； 2、能夠與升降機構聯(lián)接，同時保證升降機構有效工作； 3、在升降機構工作時，有效停留在在原地，不出現(xiàn)滑溜現(xiàn)象。 輔助升降機構是用來實現(xiàn)助行機器人輔助用戶站立和坐下動作的機構，這個機構設計的核心就是一個升降機構，對升降設計要考慮一下幾個問題： 1、機械強度要大，且穩(wěn)定性高；升降機構不能出現(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、學生建議、某企事業(yè)單位項目等） 課題類型：（1）A—工程設計；B—技術開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究； E—調研報告（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。