结题总结申请表.docx
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结题总结申请表
长春师范大学大学生创新训练项目结题总结申请表
项目名称
已发生经费
982元
起止时间
一、项目主要完成成员情况
项目成员
姓名
学号
所在学院及专业
承担工作
签字
机械设计制造及其自动化
项目设计
机械设计制造及其自动化
组装机器与检验
1
机械设计制造及其自动化
采购及部件制造
指导教师
姓名
年龄
职务/职称
所在学院及研究方向联系
签字
28
工程学院机械电子工程
二、研究工作总结
1.研究内容及研究方法
由于网络技术与物联网技术的发展，迫切需要远程控制与监测的机器来作为人类的远程移动监控工具；设计一款网络移动机器人在网络主机系统的无线控制下实现远程操控与监测，可以通过包括电脑、手机等网络设备访问网络主机控制机器人；在近距有效范围内机器人还可通过红外操控；配备的移动网络摄像头还可以实现远程移动视频，结合车体的底座可以重载、快速地移动、搬运；机器人安装了多种类型的传感器，还有温度传感器测温、人体红外传感器寻人、金属传感器寻找金属、超声传感器测距、烟雾传感器测烟等；能实现远程环境实时监测，及时将所在环境的各种信息通过网络传回；配备的三爪机械手能够抓取一定大小和质量的物体，机械臂已实现全方位转动；对于不一样的工作需求可以对此机器进行程序编辑，适应不一样的工作；预留了一块空间以便日后需要对其功能进行扩展。
本次研究一期主要采用理论设计，有了一期的经验后二期采用经验设计，因为这样子可以节约成本并且充分利用有限的时间。
（需求分析、确定任务要求、机器功能分析、提出解决方案、选定可行方案、明确要求、结构化、确定结构形状及尺寸、选材、零部件设计、总体设计、编制技术文件、总装、调试、改进）
2.要说明主要的科学发现、特色和创新之处，并列出具体的内容和必要的数据
将网络和机器人相结合实现多功能远程操控和交流；预留大量开发空间，随着时代和需求的增长它可以在原来的基础上增加额外功能，节约了大量投资成本；结构简单实用，造价成本低，功能强大，应用范围广；本车载机械手既能投入到工厂工作也能作为机电一体化教学的教具甚至还可以作为军用设备取代人类完成一些危险的任务。
很多远程监控技术促使物联网的快速发展。
3.成果的科学意义和应用前景
随着社会科技的发展，各种生产技术趋向于机械化，自动化，智能化的发展，对监控技术要求越来越高；在我们生活的周围中常常存在各种各样的危险环境；还有越来越多学生学习与了解自动化技术需要更人性化的教学平台；因此多功能智能机械手是一台具备远程监控，对话与搬移的综合性机器。
设计一款能够适应各种复杂环境的新型廉价智能工作机器，它能够随着时代的发展在自身的基础上进行更新，可以根据不同的需要方便更换部件调试程序，结合网络和网络工具实现人和机器可以远程合一，获知各种想知道的环境信息，完成各种需要完成的动作和任务。
因为功能的多元化，应用领域也非常的广泛，现代科技发展迅速，设备更新换代也非常之快，而这款机器则能实现低成本的时时更新，跟上时代的脚步。
4.计划
4.1首先根据功能要求研讨制定主体方案
首先机械手可以有序地捉取一些轻小的物品，而以小车作为移动平台有利于提高机械手的捕捉、搬运能力，还可以大大扩大机械手的运作范围、提高移动速度；机械手上安装各种环境监测的传感器，如温度、金属物、人体红外等传感器，这样还可以使机器具备实时监测环境情况的能力，我们使用单片机控制小车的运作与数据的收发，机械手上还装有全天摄像头和WiFi网络，摄像头数据主要通过WiFi连接到电脑主控制器上，而车载多功能智能机械手的控制与数据主要由无线连接到电脑主控制器上，由于车载多功能智能机械手的功率大问题，所使用电机的电路主要由继电器作为开关控制，电脑主控制器上有一个专门控制车载多功能智能机械手所有功能及监测数据的软件，并且在任何一台电脑或移动网络设备只有安装相应的软件就可以访问电脑主控制器，然而再实现对多功能智能机械手的控制与监测。
4.2详细研讨各部分设计方案
我们设计的是一台车载机械手的机器；小车是一个四轮的平台，前面是两个转向轮，后面是两个电机带动的驱动轮，前进是由两后驱驱动轮同速同向作用，则转向由两后驱动轮差速作用；机械臂主要由主臂、上臂、手爪构成；主臂采用类似于起重机的起重臂机构，上臂采用类似于吊机的平衡吊臂结构,手爪采用三指结构。
后轮驱动的两个电机是减速电机1和2，两个前轮为万向轮，由蜗轮蜗杆结构控制转向；并且由一个减速电机3控制，机械手的主臂主转盘由蜗轮蜗杆结构联接的减速电机4控制，能够360°转向，主臂杆是由减速电机带动的绕线轮通过绕线来控制一定范围的摆动运动，上臂是一个平衡杆，一端是装有摄像头处理电路的载重，而另一端是三个手指的手爪。
电脑主机控制软件通过无线模块与WiFi网络与机械手通讯，实时接收机器人上的摄像监控、传感器状态、机械手运动状态等信息；而电脑、手机等网络设备可以通过网络访问电脑主机控制软件，这样实现了对机器人的远程网络操作与监控。
4.3三维建模及CAD标注出图
在项目有了对多功能智能机械手结构的设计之后，对多功能智能机械手的三维建模及出图纸，对三维模型结构进行详细的设计，包括考虑结构的各种力学性能与合理性，对模型的优化设计和运动仿真，使多功能智能机械手的结构更合理与优化。
在此之后对三维模型转化为二维出图纸，并对图纸标注。
4.4采购材料及制造部件
多功能智能机械手的支架主要采用有机玻璃，所使用的电动机有减速电机与舵机，还有单片机控制器、继电器、导线、无线收发模块、温度传感器、金属物传感器、人体红外传感器、铝电池、摄像头及网络模块、电脑主控制器系统、薄铝板及相关的固定配件。
对不能制造的材料与部件实行购买，对能制造的材料及部件根据图纸通过数控机床、剪裁机和钻孔机进行加工。
材料费用接近1000元，而加工费用由学校接纳了。
4.5组装机器与制造控制器
对多功能智能机械手的整体组装。
对加工出来的部件和材料进行整装，检验不合理的部件或材料，对电子器件进行线路的连接，对多功能智能机械手控制器的制作。
定计划，接着准备相关资料，然后设计原理图，PCB板设计，硬件电路制做。
系统设计
（1）根据需求对面板进行设计，确定被控对象的动作及动作顺序。
（2）I/0分配：
确定哪些信号是送到序控制器的，并分配给相应的输入端号;哪些信号是由控制器送到被控对象的，并分配相应的输出端号.此外，对用到的控制器内部的计数器、定时器等也要进行分配。
控制器是通过编号来识别信号的。
（3）画梯形图：
与继电器控制逻辑的梯形图概念相同，表达了系统中全部动作的相互关系。
如果使用图形编程器（LCD或CRT），则画出梯形图相当于编制出了程序，可将梯形图直接送入控制器。
（4）助记符机器程序：
相当于微机的助记符程序，是面向机器的，用简易编程器，将梯形图转化成助记符程序，将其输入到可编程序控制器中。
（5）编制程序：
即检查程序中每条语法错误，若有则修改。
这项工作在编程器上进行。
（6）调试程序：
即检查程序是否能正确完成逻辑要求，不合要求，可以在编程器上修改。
程序设计（包括画梯形图、助记符程序、编辑、甚至调试）也可在别的工具上进行。
如IBM-PC机，只要这个机器配有相应的软件。
（7）保存程序：
调试通过的程序，可以固化在EPROM中或保存在磁盘上备用。
4.6软件与编程
对电脑主控制器软件的制作与单片机控制器的编程。
电脑主控制器软件内容：
与无线模块的串口连接、多功能智能机械手运动轨迹的地图、测速与测距、对多功能智能机械手基本操作界面、各种传感器的监测状态、摄像对话界面。
单片机控制器主要是接收与识别电脑主控制器的命令，控制多功能智能机械手运作。
4.7测试与改进
在对多功能智能机械手完成制作之后进行整体功能性测试与验证，包括:
基本功能的调试、小车运动、机械手捕捉、传感器监控状态、轨迹地图运动、远程摄像与对话、远程操控与监控。
对遇到的问题进行了及时和有效地处理，优化了不合理的地方，使其性能更佳。
三、项目取得的主要成果与结果
序号
成果名称
主要完成者
成果类别（论文、专利、样机、模型、软件、获奖等）
1
多功能智能机械手
全体成员
样机
2
网络电脑主机控制器
全团成员
软件
3
多功能智能机械手
全团成员
研究报告
四、指导教师对项目评语
（指导教师要对项目整体执行情况和结果作出客观评价，对学生的表现作出公正的评价）
指导教师：
（签名）
年月日
五、学院评审意见
学院负责人：
（签名）
年月日（学院盖章）
六、专家组评审意见
专家组负责人：
（签名）
年月日
七、学校评审意见
教务处负责人：
（签名）
年月日（教务处章）
八、附件材料说明（随结题报告提供的材料）
1．提供论文或论著的封面、目录页。
2．提供研究成果证明材料的复印件，如：
照片、证明书、奖励证书、专利证书的复印件等。
装订顺序须与研究成果目录中的排序一致。
3．研究者认为有必要提供的其他证明材料。
图8.1
车载机械手
图8.2
电脑主控制系统软件
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