未來通信的機械應用_圖文

1、上海大學20162017學年春季學期本科生課程論文課程名稱：信息工程與社會 課程編號:0700lh01 論文題目：未來通信的機械應用作者名字：張文宣學號:14121655 成績:論文評語：任課教師簽名:批閱日期： 注：后接課程論文的正文，格式參照公開發(fā)表論文的樣式。評分：shanghai university課程論文course paper未來通信的機械應用學院機電工程與自動化學院專業(yè)機械自動化工程學號 14121655學生姓名張文宣課程信息工程與社會指導教師張z江等2016年5月13日摘要：在信息化快速發(fā)展的今天，單獨的信息技術(shù)的進步已經(jīng) 不能滿足日益增加的人們的生活追求。為了適應人們的需求

2、，信息通 信技術(shù)必將與各類服務性，智能型，互動性機械相結(jié)合，以拓展其在 社會生活中的價值地位。為此我們設(shè)計并實施制作了一個便于快遞小 哥短距離貨物搬運的智能機械一一復雜環(huán)境運載小車。并榮獲了校級 一等獎，上海市二等獎的戰(zhàn)績！這使我們的設(shè)想得以驗證，信息通信 技術(shù)與機械的結(jié)合是通信技術(shù)的必然發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：通信技術(shù) 發(fā)展方向 機械創(chuàng)新自動控制/ in the current rapiddevecopment ofinformation technology,separate the progress of information tec/inology already cannot satis

3、fy the increasing pursuit of peopce fs fives. in order to meet the demand ofpeopce, information and communication tecfinocogy wicc and a inccs of service, int exigent, inter active combination of machinery, to expand its status in the vacue of so ciac (ife. tor this, we design and imp cement made an

4、 easy to express the rttfe eider brother smart for short distance cargo ftandcing machinerycomplex environmentcarrying car.jnd the first prize in tfiefiecd, the second prize of shanghai recorcflthis enabcecf our vision to verify, the combination ofinformation and communication technologies and machi

5、nery is the inevitable trend of (fevecopment of communication technocmunication tecfinocogydevecopment directionmachinery innovation automatic control目錄摘要口錄產(chǎn)品研制背景內(nèi)容簡介一、設(shè)計目的二、設(shè)計方案1、工作原理及零部件介紹11、外部結(jié)構(gòu)設(shè)計1.2、行走機構(gòu)1.3、舵機介紹2、電子部分2.1、系統(tǒng)總體控制2.2、控制器介紹3、具體實施方式3. 1、工作原理3.2、材料及安裝技術(shù)要求3.3、附圖說明三、產(chǎn)品創(chuàng)新點與市場前景四、成

6、木預算及分析五、1、創(chuàng)新點2、市場前景六、產(chǎn)品外形圖片參考文獻引言：單獨信息通信技術(shù)的發(fā)展很明顯在當今社會很是低迷，也可以說單獨通 信交流的速度提高已經(jīng)不是那么迫在眉睫，相反如何實現(xiàn)信息交互與機械產(chǎn)品的 結(jié)合成為了我們亟待解決的問題。換種說法就是，我們已經(jīng)不再那么關(guān)注通訊的 快慢，交互的方式，不管4g還是5g, 6g都不那么迫切的被需要，而轉(zhuǎn)而更加愿 意在成熟信息化產(chǎn)品上花費巨額資金，如ipad, i業(yè)機器人，工廠門動化流水線 等。為了適應人們的需求，信息通信技術(shù)必將與各類服務性，智能型，互動性機 械相結(jié)合，以拓展其在社會生活中的價值地位。為此我們設(shè)計并實施制作了一個 便于快遞小哥短距離貨物搬

7、運的智能機械一一復雜環(huán)境運載小車。一、設(shè)計目的當科學發(fā)展到今天，人們所追求的越來越多是操作的簡捷和生活的吋尚，我 們不斷用嶄新的口動化產(chǎn)品去替代傳統(tǒng)而乂繁重的機械工業(yè)。關(guān)于商胡載運及助 力機械裝置的設(shè)計。主要是設(shè)計幫助快遞員進行載運和搬動物品等工作的輔助裝 置。所設(shè)計的商品載運裝置不僅要快捷，而且要保證投遞員和商品的安全，便于 實現(xiàn)文明裝卸、文明分發(fā)、投遞各類快件；助力裝置主要指在搬運商品的過程屮 可以減輕投遞員勞動強度、且能保障商品安全的小型與輕便的機械裝置。針對這 寫要求我們提出了口己的解決方案一一復雜環(huán)境搬運車。目前短距離快遞行業(yè)主要以三輪為主要貨物運輸工具，但僅限道路良好區(qū)域, 針對道

8、路崎嶇，路面高低不平的地區(qū)較為不便，ii易致易碎品損毀，而且當下些 許地區(qū)已禁止快遞三輪的使用，在這種現(xiàn)狀下，迫切地需要一款產(chǎn)品來改變。我 們設(shè)想一種更為適宜崎嶇輪面的屮小型搬運代步工具。這款產(chǎn)品的用處不是長途 送貨，而是完成“最后一公里”的送貨任務?？诠乓詠?，口然界就是人類各種科學技術(shù)原理及重大發(fā)明的源泉。生物界有 著種類繁多的動植物及物質(zhì)存在，它們在漫長的進化過程屮，為了求得生存與發(fā) 展，逐漸具備了適應自然界變化的本領(lǐng)。這些生物各種各樣的奇異本領(lǐng)，吸引著 我們?nèi)祟惾ハ胂蠛湍７?。我們也追求與仿生結(jié)合，設(shè)計一款新穎可靠的運輸工具。 我們發(fā)現(xiàn)，多足生物在崎嶇的路而上行走更為靈便，所以我們設(shè)計這款

9、仿生六足機器人。本產(chǎn)品設(shè)計口的有以下幾點：1. 適應全地形路面，保證貨物運輸效率。小車并沒有采用傳統(tǒng)的車輪或履帶移動，而是通過六條獨立仿生腿 移動。這樣的腿相較于傳統(tǒng)方式有更多自曲度，更方面進行前后左右移 動，更大的優(yōu)勢在于可以進行上下越過障礙。2. 無需人員操控，使用方便。通過提前編程，可設(shè)置毎條腿的移動，以達到自適應復雜路面，越 過各種障礙，無需人員操控。3. 裝載安全，不會導致易碎品損壞由于采用六腳前進方式，可保證小車主體以及運載部分保證基木水 平，從而保證物品安全不宜損壞。工作原理及零部件介紹1 工作原理搬運車主要包括承載機構(gòu)，運動機構(gòu)，平衡裝置，控制板。其中承載機構(gòu)為 貨物放置位置，

10、有便與裝卸特點；運動機構(gòu)是整個搬運車的宏觀動向表達；平衡 裝置采用簡易橡膠管內(nèi)裝少許電解質(zhì)溶液，依據(jù)導電性原理間接控制部分舵機實 現(xiàn)小車承載機構(gòu)保持水平。2 零部件介紹控制器介紹:控制器參數(shù)：控制部分端子供電范圍：+7v-+12v控制部分dc插頭供電范圍：usb取電或dc直流5v開關(guān)電源伺服電機端子供電范圍：+4v-+6v控制通道：32路通訊輸入：rs232 （串口）或ttl伺服電機驅(qū)動分辨率：大約lus,約0.09度pc 接 口： db9f尺寸:65mm x 60mm x 1.5mm控制器介紹：我們采用的32路伺服舵機控制器是一套微伺服屯機控制器?？趈以控制32個 伺服舵機協(xié)調(diào)動作的軟硬件結(jié)

11、合系統(tǒng)，它不但能實現(xiàn)位置控制和速度控制，還具 有時間掩飾斷電發(fā)送指令功能。其主要冇上位機軟件和伺服舵機驅(qū)動控制器組成。通過pc機操作上微機軟件給控制器傳遞控制指令信號，即可實現(xiàn)多路伺服 及的單獨控制或同時控制。舵機工作原理圖舵機介紹:舵機是一種位置（角度）伺服的驅(qū)動器，適用于那些需要角度不斷變化并可 以保持的控制系統(tǒng)。目前在高檔遙控玩具，如航模，包括飛機模型，潛艇模型; 遙控機器人中已經(jīng)使用得比較普遍。舵機是一種俗稱，其實是一種伺服馬達。舵機有舵盤，位置反饋電位器，減速齒輪組，直流電機和控制電路組成。減 速齒輪組由直流電機驅(qū)動，其輸出轉(zhuǎn)軸帶動一個具冇線性比例特性的位置反饋電 位器作為位置檢測。

12、控制電路根據(jù)電位器的反饋電壓，與外部輸入控制脈沖進行 比較，產(chǎn)生糾止脈沖，控制并驅(qū)動直流電機止轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使減速齒輪輸出的位置 與期望值相復合。從而達到精確控制轉(zhuǎn)向角度的目的。本次作品采用180度轉(zhuǎn)角的輝盛mg995舵機，相比之下扭矩更強，達到 13kg/cm,能夠為產(chǎn)品捉夠足夠動力，且保證宏觀各向運動無死角。脛節(jié)關(guān)節(jié)設(shè)計舵機連接件底板部分舵機零件圖三、功能及主要創(chuàng)新點防治易碎品損壞：復雜環(huán)境搬運車獨特的步進行進方式使其在道路坎坷時貨 物不會因車身突發(fā)上下顛簸使貨物，特別是易碎品震蕩損壞，合理可靠的平衡裝 置控制舵機的協(xié)調(diào)平衡，維持承載裝置的水平，防i上貨物因傾倒而發(fā)生損壞。獨特簡易平衡傳感機構(gòu)

13、：采用水管制作簡易工具代替昂貴的平衡傳感器如, 陀螺儀等。內(nèi)注一定量高濃度鹽水，兩端管口封閉，每端分別插入部分電路導線 接頭，當鹽水浸沒導線形成連通冋路，根據(jù)電路的接通與斷開即0/1控制該方向 各舵機轉(zhuǎn)動，進而達到調(diào)節(jié)車身平衡的效果?？趈平穩(wěn)爬坡：選用四腳支撐兩腳運動口j平穩(wěn)攀爬臺階等障礙物，防止易碎品 損壞。并且在越過障礙時，不需要太多車身的傾斜，利用每條腿向上向下的自由 度即可使小車越過樓梯等障礙。車身受力均衡：貨物承載在車體中央，受力更易分散，和較于一般叉車即使 載運重物也不會發(fā)牛車體傾倒。載運便利：滾輪護欄設(shè)計便于貨物裝卸，放下后可直接滾動貨件裝卸，避免 因貨物因從車上直接投擲而損壞，

14、滾輪護欄關(guān)上后與貨件滾動貼合，既不損壞包 裝又能固定貨物防止傾倒。動力源毆入車身：動力源（舵機）嵌入車身，避免因連接等因素造成的震動 及一系列其他問題。而相較于普通的裝載方式，如利用螺釘?shù)裙潭?，動力將被?釘?shù)冗B接點的強度所限制，而不能達到最人動力。u!作品未來展望本產(chǎn)品為設(shè)計的雛形，只達到了一些基本功能，仍有很多地方可以改進。1. 采用單片機作為控制主板單片機擁有更多模塊，可使操控更為簡便，使小車擁有更多功能。并且在單 片機上編程控制小車可以達到更多更好的效果。2. 加裝藍牙模塊在小車上加裝藍牙模塊，以達到無線控制的效果。通過手機藍牙，或電腦的 藍牙便可以更方便的操控小車，無需連接各類數(shù)據(jù)線。3. 加裝紅外探測或超聲波探測紅外探測模塊或超聲波裝置可使小車自動探測前方路況，并選擇最佳方式通 過障礙。4. 加強車身強度小車現(xiàn)在車身主體為塑料，強度較低，運載能力不強。而我們希槊可在以后 利用數(shù)控銃床做岀鋁合金車體。這樣可以大大加強小車裝載能力，并且可承受更 大扭矩，加大車身，以越過更困難的障礙