大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃創(chuàng)新訓(xùn)練項目申請書

1、編號附件2：安徽科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃創(chuàng)新訓(xùn)練項目申請書項目名稱 智能便捷書架 負(fù) 責(zé) 人 所在學(xué)院 數(shù)理與信息工程學(xué)院 年級專業(yè) 電氣工程及其自動化 聯(lián)系電話 指導(dǎo)教師 聯(lián)系電話 安徽科技學(xué)院學(xué)生處制二一四年 七月 五日填表說明一、本申請書所列各項內(nèi)容，必須實事求是，表達(dá)明確、嚴(yán)謹(jǐn)。首次出現(xiàn)的縮寫詞，需注出全稱。二、項目申請書要按順序逐項填寫，空缺項要填“無”。需簽字部分由相關(guān)人員以黑色鋼筆簽名。電子版填表字體用小四號宋體，1.5倍行距。要求一律用A4紙打印。三、申請書可網(wǎng)上下載、自行復(fù)印或加頁，但格式、內(nèi)容、大小須與原件一致。四、項目由負(fù)責(zé)人所在學(xué)院進(jìn)行初審，簽署意見后，將申請書（

2、一式兩份）集中報送至學(xué)生處創(chuàng)業(yè)輔導(dǎo)辦公室。五、如有不明事宜，請致電咨詢。（聯(lián)系電話：2213501）申請者承諾：1、我保證填報內(nèi)容屬實。 2、如果獲得資助, 我和本項目組成員將嚴(yán)格遵守有關(guān)各項規(guī)定。 切實保證研究工作時間，按計劃認(rèn)真開展研究工作, 按時報送有關(guān)材料。3、任何與本項目相關(guān)的論文或發(fā)明、專利等成果，注明由全國大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃經(jīng)費支持。 申請者(簽名)： 年 月 日 項目名稱智能便捷書架所屬一級學(xué)科 電氣工程及其自動化申請經(jīng)費1.0萬起止時間2014年7月 至 2016年 7月 上學(xué)年綜合測評排名負(fù)責(zé)人姓名學(xué)號性別所在學(xué)院年級專業(yè)項目分工手機參與人指導(dǎo)教師姓名性別出生年月職稱/

3、職務(wù)研究領(lǐng)域手機指導(dǎo)教師簡介（主持項目、發(fā)表論文、科研獎勵、指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項目情況）項目摘要 本新型智能書架在于解決圖書館或其它地方書架高低層找書、放書不方便而設(shè)計，方便而快捷、省時省力。此書架旨在于結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制裝置的創(chuàng)新。在傳感器作用下可以實現(xiàn)智能化自動控制。只有當(dāng)人站在書架前控制裝置才啟動，通過感應(yīng)人的雙手來決定高低層的移動。通過電路控制書架層的前后上下移動，可以非常方便的拿到或放回高低層的書籍；而且，在此基礎(chǔ)上可以加高書架的層數(shù)，提高圖書館空間利用率；可以收藏更多的書籍。一、項目組成員情況介紹（包括自身具備和尚缺少的知識條件，有何特長、興趣，曾參加過科研活動等。）本項目組成員包括：葛

4、朋朋、楊宇、吳貴賢、王軍、朋學(xué)友。 *是電氣專業(yè)的學(xué)生，對發(fā)明創(chuàng)造非常感興趣，熟練掌握keil、Altium designer軟件，喜歡自動化控制，擅長電路設(shè)計、程序編寫等?；臼炀氄莆?1單片機，到現(xiàn)在有了比較豐富的電子設(shè)計經(jīng)驗。參見過智能車大賽、單片機應(yīng)用大賽、雙百大賽、創(chuàng)新課題等等、在這些比賽中取得不錯的成績。在本項目中主要負(fù)責(zé)電路板的設(shè)計和程序的編寫。 楊宇也是機械設(shè)計專業(yè)的，大一自學(xué)MATLAB，并將其應(yīng)用到數(shù)學(xué)建模、數(shù)據(jù)處理等方面；而且還自學(xué)了AutoCADd、3DMax等二維、三維設(shè)計軟件；在本項目中負(fù)責(zé)智能書架的結(jié)構(gòu)，傳動裝置的設(shè)計。他在學(xué)校舉辦的CAD設(shè)計大賽、數(shù)學(xué)建模大賽等

5、等這些比賽中獲得優(yōu)異的成績，曾經(jīng)是數(shù)學(xué)建模的會長。他將在本項目中完成書架，機械傳動裝置的設(shè)計。 王軍在此項目中主要負(fù)責(zé)采購原料焊接電路板。主要負(fù)責(zé)購買電子元件、鐵皮、方形鋼管、電機、齒輪、傳送帶等等原料。他對電路設(shè)計也比較感興趣，對元件的焊接比較熟練，可以負(fù)責(zé)電子元件的焊接，朋學(xué)友、吳貴賢他們在我們項目中主要負(fù)責(zé)骨架的焊接，組裝調(diào)試，結(jié)構(gòu)的檢查、處理。架焊接的好壞將直接影響項目的進(jìn)展，這些如果焊接不好的話，將直接影響書架的質(zhì)量及美觀度。朋學(xué)友曾經(jīng)在家學(xué)過電焊技術(shù)，可以但任項目的任務(wù)。并且它的動手能力較強，在項目中還負(fù)責(zé)安裝控制電路，電機等裝置。 在調(diào)試階段，我們四個在一起調(diào)試，主要調(diào)試程序，和

6、機械的部分?？梢苑奖愕恼业絾栴}的所在。必要時要對機械結(jié)構(gòu)，骨架進(jìn)行改良和穩(wěn)固。直到效果滿意為止。最后，為了使書架變的美觀，要對書架進(jìn)行打磨焊點使其變得平整，對連接點進(jìn)行檢查是否有漏焊，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是否牢固，要進(jìn)行實地的測試檢驗。最后測試沒問題時進(jìn)行噴油漆等美化處理。 二、項目簡介（簡要說明項目立項的必要性、技術(shù)方案、預(yù)期目標(biāo)及相關(guān)基礎(chǔ)條件等。800-1000字） 1.必要性 現(xiàn)有的圖書管、書店或其它地方使用的書架都是很普通的書架，而且圖書館為了多藏書往往書架做的較高，在書架的較低層也會擺滿書；這樣的話如果個子不夠高的的人如果想從高層取書或管理員把書放回去時就會很費時費力，還有在低層的書籍查找的

7、話還得低著頭，蹲下來彎腰等等，這樣的話找個書就會很累的感覺。我們來圖書館是看書借書的，不希望在拿書放書上費時費力。所以我們設(shè)計發(fā)明一種新型的智能便捷書架來解決此問題。 2. 技術(shù)方案 此新型智能便捷書架的較高層和較低層可以任意的自動抽出，并上下移動到最合適的位置，方便人們?nèi)艜?。在低層安裝的傳感器可以檢測是否有人從書架間的過道走過，有人時才開啟移位裝置。人離開時書架高低層自動還原。只有在你想從較高低層拿書時，較高低層才會自動的上下移動到最合適的位置。那么如何判斷是否想要從較高低層拿書呢？如何控制電機實現(xiàn)移動到合適位置呢？可以通過較高低層的傳感器結(jié)合處理器的算法來判斷，這個是設(shè)計的難點。 控制

8、芯片：本裝置采用AT89S52單片機作為處理控制芯片，價格便宜，穩(wěn)定性較高。它是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。用它可以滿足設(shè)計需求。 電機驅(qū)動部分：電機控制芯片采用BTS7960智能功率控制芯片。BTS7960 是NovalithIC 家族三個獨立的芯片的一部分:一是p 型通道的高電位場效應(yīng)晶體管，二是一個n 型通道的低電位場效應(yīng)晶體管，結(jié)合一個驅(qū)動晶片,形成一個完全整合的高電流半橋，兩個結(jié)合使用可以實現(xiàn)H橋電機驅(qū)動電路?？梢詫崿F(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)上下、停止等要求。此芯片的驅(qū)動電流可達(dá)43A，因此可以給電機提供足夠的功率從而

9、實現(xiàn)快速移動。 機械傳動部分：當(dāng)抽出高層的第一層時，在較高層的第一層或第二層的兩側(cè)底部側(cè)楞安裝鏈?zhǔn)烬X輪，通過安裝在第一層和低二層的電機帶動將其向前移出，然后兩側(cè)的垂直的側(cè)楞將自動和垂直安裝的傳動導(dǎo)軌卡緊；此時上下移動的電機開始工作，單片機控制電機的轉(zhuǎn)動速度，圈數(shù)。此部分采用步進(jìn)電機，步進(jìn)電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機件。在非超載的情況下，不受負(fù)載變化的影響。它還可以調(diào)速，因此它可以滿足設(shè)計需求。 傳感器部分：此部分采用人體感應(yīng)傳感器和紅外傳感器結(jié)合。人體感應(yīng)傳感器:當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平。 紅外傳感器：一個光

10、電管可以調(diào)節(jié)檢測距離，最大在80cm左右。安裝在高層，兩個，距離合適，頭斜向下安裝，調(diào)節(jié)檢測距離。使當(dāng)人舉雙手去夠高層書時剛剛檢測得到，這個位置距離調(diào)節(jié)為最佳狀態(tài)。此時高層才會被移下來。 兩個傳感器結(jié)合可以避免誤判。底部的人體感應(yīng)傳感器，相當(dāng)于總開關(guān)，只有當(dāng)它檢測到人時整個系統(tǒng)才全部處于準(zhǔn)備狀態(tài)。人走開時，書架自動復(fù)原，傳動裝置關(guān)閉，高層傳感器關(guān)閉，只有底部的這個傳感器處于檢測狀態(tài)，這樣節(jié)省了系統(tǒng)待機功耗。 3.預(yù)期目標(biāo)及基礎(chǔ)條件 在開始的幾個月里先再具體的規(guī)劃，對設(shè)計的細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，將設(shè)計方案進(jìn)行完善。然后進(jìn)行具體的設(shè)計，先設(shè)計出整體骨架焊接；再接著設(shè)計電路板，進(jìn)行焊接；再進(jìn)行機械傳動的安裝

11、；安裝完畢后對控制芯片進(jìn)行編程、調(diào)試；最后進(jìn)行實際使用測試、定型。焊接設(shè)備、電焊、機械傳動部分可以到修理農(nóng)機店里尋求幫助等。電烙鐵及相應(yīng)的設(shè)計軟件已具備，其它工具包括原料的采集可以從網(wǎng)上或者實體店里購買，技術(shù)要求也已具備、項目實現(xiàn)的要求已具備。三、項目研究目的意義 本項目旨在于解決在圖書館、書店、商場或其它地方取書、放書不方便而發(fā)明設(shè)計。方便了人們借書和管理員放書等?？梢詫崿F(xiàn)書架的自動化、智能化。這樣的話人們在從書架上拿書時，不會因個子不夠高而煩惱；不會因為老是低頭彎腰找書變得很累；這樣的話可以使書架變的更高些，可以存放更多的書籍，更大限度的利用了空間。這將會使得借書、看書、買書變得有趣味。也

12、可以使人們留意到平時不去關(guān)注的書籍。其實這種書架也可以放在臥室等家用、或者辦公室等需要放書、放工藝品，等展示的地方。可以把它看做是一個智能的物品放置架。因此研究這種智能的書架非常有意義。四、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)外研究旨在于實現(xiàn)自動取書，自動的翻書，就是方便的查找書籍；還有的是研究關(guān)于如何管理書籍的書架。我們研究的是如何方便取書、放書，旨在于如何提高書架的便利性，實用性，方便推廣和使用。研究的方向都是給人們帶來方便。但是研究的具體細(xì)節(jié)不大一樣。五、項目研究的目標(biāo)及主要內(nèi)容 1.研究目標(biāo) 實現(xiàn)新型書架的智能性和便捷性。關(guān)鍵在于將新型書架做到和普通的書架的大小相似，在加了機械部分減輕書架的重量

13、及成本以及方便增加書架的層數(shù)。 2.研究主要內(nèi)容 (1)機械傳動裝置的控制算法：加裝機械傳動和電機必然會增加書架的重量，不方便運輸，所以在滿足要求的情況下盡可能的減少不必要的裝置，盡可能的簡化設(shè)計結(jié)構(gòu)，使其變得越簡單越可靠越好。 (2)傳感器安裝位置及算法：傳感器在于檢測是否有人，底部的傳感器檢測到人很容易，只要人進(jìn)入相應(yīng)的范圍就行；關(guān)鍵是高層的兩個或多個紅外傳感器如何實現(xiàn)檢測人雙手動作，通過何種算法來準(zhǔn)確判斷人是否確實有那高層書的需求。傳感器的調(diào)試，安裝位置是關(guān)鍵，這個需要實際的測試。 (3)如何提高傳動速度：在書層移動的時候，當(dāng)然速度越快越好；但是速度過快會因為慣性大而破壞書架的牢固性，甚

14、至?xí)褧芘乖诘厣希詾榱斯?jié)省時間，又不至于使書架不夠穩(wěn)，速度肯定不是恒定速度。所以速度的調(diào)節(jié)是個關(guān)鍵，這個得結(jié)合程序，設(shè)計合理的算法才行，這是個難點。六、項目創(chuàng)新點 1.改變了傳統(tǒng)的書架的過高，高低層取書、放書不方便的問題。 2.不需要依賴人為來控制，完全實現(xiàn)自動化識別檢測，完成一系列動作。 3.傳動裝置速度控制既可以實現(xiàn)高速傳動，又不破壞書架穩(wěn)定性，可靠性高。 4.設(shè)計在達(dá)到要求上考慮成本，方便推廣普及。七、項目實施方案及實施計劃 1.先實地調(diào)查統(tǒng)計人們對于新型書架的概念及要求，做記錄。（2014.7-2014.10） 2.進(jìn)行對項目的驗證，對方案進(jìn)行細(xì)節(jié)改進(jìn)，改善不足之處。（2014

15、.10-2015.2） 3.對骨架，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，并不斷改進(jìn)，定型設(shè)計方案。（2015.2-2015.6） 4.設(shè)計電路，測試控制電機，驗證準(zhǔn)確性，對電路進(jìn)行完善，優(yōu)化。(2015.6-2015.10) 5.設(shè)計程序及關(guān)鍵算法，進(jìn)行模型的驗證測試，調(diào)試程序。(2015.10-2016.3) 6.將所有部分安裝結(jié)合，進(jìn)行整體的調(diào)試運行測試，實地使用檢驗。(2016.3-2016.7)八、項目可行性分析（已有的基礎(chǔ)。與本項目相關(guān)研究積累和已取得的成績，已具備的條件，尚缺少的條件及方法等） 本項目是對單片機技術(shù)、傳感器技術(shù)、機電技術(shù)、電路板設(shè)計技術(shù)等結(jié)合并具有自主創(chuàng)新點。 機電技術(shù)是對電機控制，機械

16、齒輪的組裝設(shè)計，我們需結(jié)合項目的特點進(jìn)行合理的設(shè)計。 本項目所用到的傳感器較少，和單片機相結(jié)合，設(shè)計合理的程序算法可以實現(xiàn)準(zhǔn)確的判斷，可以達(dá)到控制需求。單片機技術(shù)主要是接收傳感器的信號對電機實行精準(zhǔn)的控制，要求實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)、加減速，這個需要對算法進(jìn)行深入的研究，本項目的技術(shù)要求在我們能夠接受的范圍內(nèi)，通過研究可以設(shè)計優(yōu)秀的、簡潔的、可靠性較高的算法。設(shè)計電路要根據(jù)實際情況進(jìn)行優(yōu)化電路，簡潔、可靠性高才最好。 通過對上述技術(shù)的結(jié)合創(chuàng)新使用，結(jié)合項目的特色，使得該項目具有可行性。因為我們較偏向于電路設(shè)計這個方面，對機械部分掌握的知識欠缺，但是我們的項目對機械傳動要求不高，因此在大量現(xiàn)有資

17、料的幫助下可以完成項目的需求。九、預(yù)期成果及成果形式 （1、項目組成員為第一作者在三類期刊以上發(fā)表與項目有關(guān)的學(xué)術(shù)論文至少1篇，且注明“安徽科技學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目資助”。2、獲得國家專利（以專利授權(quán)證書為準(zhǔn)），專利權(quán)人為 “安徽科技學(xué)院”。3、獲得省級及以上與項目有關(guān)的獎勵。4、項目研究成果由3名相關(guān)專業(yè)教授聯(lián)名鑒定具有創(chuàng)新性，經(jīng)公示無異議。5、項目取得一定經(jīng)濟且具有一定影響的社會效益，經(jīng)公示無異議。6、參加國家級競賽或參加省級競賽并獲獎。7、提交設(shè)計軟件、產(chǎn)品。8、提交社會調(diào)查報告等。） 本項目的預(yù)期成果可以達(dá)到上述：第3，獲得省級及以上與項目有關(guān)的獎勵。第6，參加國家級競賽或參加省級競賽并獲獎。第7，提交設(shè)計軟件、產(chǎn)品。 的要求。十、資助經(jīng)費使用計劃（支出項目、計算根據(jù)及理由）開支項目申請經(jīng)費（千元）備注（計算依據(jù)與說明）1、步進(jìn)電機等1.0具有大功率的電機，網(wǎng)上報價2、電路板1.0特制的，高工藝的電路板，市場報價3、傳送裝置1.5定制，市場報價4、傳動齒輪1.5定制，市場報價5、板材鋼架1.0實心木板，鋼骨架，市場報價6、電子元件0.5單片機、傳感器等，網(wǎng)上報價7、電源設(shè)備1.0變壓器等，市面和網(wǎng)上報價8、油漆1.0美化外表、防銹等，市場報價9、常用工具1.0磨光機、切割機等，市場報價10、常用耗材0.5焊