1、附件1：項目編號鄭州輕工業學院大學生創新實驗項目申報書項目名稱 智能搬運機器人 項目來源 （ ） 自主立題 （ ）教師指導選題 項目組成員 李德寶、 黃暢、 袁其政、 付林林 所在院（直屬系） 計算機與通信工程學院 指導教師 韓雪琴 填寫日期 2012年6月1日 教務處制二一年十月一、基本情況項目名稱智能搬運機器人項目類別£小發明、¢小創作、小設計等 £基礎性研究 £應用性研究 £社會調查 項目負責人姓名李德寶性別男民族漢出生年月1990.05院（直屬系）計算機與通信工程學院專業班級通信工程10-1班手-mail751

2、080541項目組成員姓名性別院（系）專業班級分工簽字李德寶男計通學院電子信息10-1班硬件電路設計黃暢男計通學院電子信息10-1班硬件電路設計袁其政男計通學院電子信息10-1班程序設計付林林女計通學院通信工程10-1班模塊測試曹預建男計通學院電子信息10-1班程序設計指導教師情況姓名性別出生年月職稱聯系電話簽字韓雪琴女副教擔質量工程項目、指導學科競賽等情況：指導了近幾年的全國大學生電子設計大賽；指導了上一屆創新實驗指導了挑戰杯大學生科技活動；二、前期基礎（研究成員的知識條件、研究興趣、相關經歷及開展本項目的基礎）參與開發設計的組成員應具有單片機相關的基礎知識，在電子

3、設計方面具有濃厚的興趣和熱情，動手能力強，有相關電路模塊的制作經驗。因為搬運機器人技術相對已經比較成熟，此項目就是在搬運機器人的基礎上加以發揮創新，使其可以更好的為人們服務。三、研究方案1、研究意義與目的，同類研究工作國內外研究現狀與存在的問題等研究此項目的目的主要是，為一些體力不足或身體不太好的人提供搬運一些較重物體的幫助，做到可以跟蹤人的行蹤軌跡幫人們搬運物品，也可以在工廠或其他場所自動搬運一些物品，以方便人們的生活和工廠生產。項目完成后，除可實現上述功能外也可以改裝成為一種自動識別路徑和障礙物的代步工具，對于機器服務于人，以及機器人的推廣使用具有重要意義。40多年來，機器人工業發展迅速，

4、在第一代工業機器人的基礎上，第二代機器人廣泛應用。目前我國已研制出第三代智能機器人，并將在世界市場上與國外產品展開激烈競爭。最主要的是通過此項研究，使人們的生活和工廠的生產更加的方便和快捷。現在的搬運機器人雖說技術已經比較成熟，但是大部分機器人還只能先在工作區域設好標志，或是在地上鋪上顏色區別于地板的線條或是鋪上通有交流電的電線以供機器人循跡，此類方案雖然是機器人工作相對比較穩定迅速，但也往往使是機器人只能在某個固定的空間內工作，場地適應性差，而且 增加了鋪設軌跡的費用。2、研究內容及工作方案此項目主要研究智能跟蹤搬運機器人的制作與改進。研究內容主要可分為六大模塊。1、智能控制核心（機器人的大

5、腦）的設計；2、紅外蔽障模塊電路的設計；3、超聲波（或電磁波）跟蹤電路（機器人的眼睛）的設計；4、機械搬運模塊電路與機械裝置（機器人的手臂）的設計；5、機器人移動模塊電路與機械裝置（機器人的腿腳）的設計；6、遙控控制電路模塊（備用）的設計。基于以上六大模塊制定相應的工作設計方案。組內成員分工協作，首先完成核心控制芯片的選型以及核心板的制作，另外根據各個模塊需要，明確分工，落實到人，模塊制作負責人，負責適當選擇傳感器類型與型號，完成功能模塊的設計制作與測試，組其他成員積極協助，共同完成各模塊電路，最后再由專人負責，完成各模塊的組合設計，使機器人可以正常工作。該設計暫定為采用STC89C51單片機

6、作為智能機器人的檢測和控制核心，使用激光校正導航技術檢測需要搬運的物體并使用超聲波測距技術檢測與被服務對象的距離以實現跟隨搬運（即跟在被服務對象后面幫其搬運東西）的目的。直流電機驅動電路采用四通道驅動集成芯片L298N，采用PWM脈沖調制驅動直流電機。機械臂采用套取形式的機械手臂，其形式簡單，性價比高。并且以拖拽的方式搬運物體，可避免物體脫落的問題，并且在放置物體時，能使被搬運物體較為整齊的排列。供電模塊采用雙電池供電。用一個電池給電機驅動系統單獨供電，另外一個電池給信息采集及MCU控制系統供電。將電動機驅動系統電源與信息采集及MCU控制系統電路電源完全隔離，這樣做雖然不如單電源方便靈活，但可

7、以將電動機驅動所造成的干擾徹底清除，提高了系統的穩定性和可靠性。系統具有很大的擴展潛力。實現無人控制即可完成一系列動作。對于自動跟蹤系統的設計方案暫定為利用超聲波測距原理，因為超聲波具有方向性強，能量易于集中，穿透力強；能在各種不同媒質中傳播，且可傳播足夠遠的距離；具有透射、反射和折射的特點。所以，方案利用超聲波的這些特點，通過在被服務對象身上安裝超聲波發射模塊，來檢測機器人與其之間的距離，由于機器人上裝有多個超聲波接收探頭，這樣，比較各超聲波模塊測得數據之間的大小，靠近人的一側，測得的數據會比其他位置的小，由此就可以是小車與人保持一定的距離而實現跟蹤功能。以下是整體設計框圖及部分電路模塊框圖

8、：按鍵模塊激光導航模塊超聲波導航模塊遙控接收模塊控制器模塊電機驅動模塊機械手模塊顯示模塊 圖 1 搬運機器人機構框圖圖2 超聲波模塊工作原理框圖3、支持條件（使用儀器或設備）1、示波器2、計算機3、電烙鐵4、函數信號發生器5、臺鉆4、預期研究成果（研究論文、設計、專利、產品、鑒定、推廣應用等）項目研究過程中制作的樣品機器，經測試成功后，可投入生產，生產的產品可以幫一些體力不足或是身體不便的朋友們搬運一定重量的物品當然也可以改裝成為一種代步工具，也可以應用于工廠或其他場所。另外此項目可以在很大程度上提高機器人的工作適應能力，使其更貼近人們的生活，對于機器人的推廣使用具有重要作用。5、項目創新之處

9、1、采用激光校正超聲波測距技術協同導航；2、機械手臂采用套取的形式，以拖拽的方式搬運物體，避免抓取不牢，使物體掉落，并能使物體在倉庫中擺放整齊；3、采用測距跟蹤技術，可以使機器人更好的適應工作場地和工作條件，更好地發揮其優勢為人們服務；4、除自動智能控制外，增加了遙控控制功能，減少工作中出現錯誤，使其具有更強的適應能力。6、研究進度及安排（查閱資料 、選題、項目研究方案、開題報告、實驗研究、數據統計、處理與分析、研制開發、結題、撰寫研究論文和總結報告、參加結題答辯和成果推廣等）開始第一個月 進行總體方案的設計兩個月時間 對項目進行細致的模塊設計一個月時間 對所需材料進行統計并采購一個月時間 進行電路板畫制一個半月時間 進行電路板的焊接三個月時間 進行模塊的檢測和調試一個半月時間 對項目做最后的調試并測試達到預想目標最后一個月 整理項目的文檔資料并進一步優化系統性能7、經費使用計劃資料費 100元 說明： 圖書，文檔打印等 材料費 1700元 說明： 買器材，工具，制PCB電路板 等 上機費 100元 說明： 上網查閱資料等 其它 100元 說明：