未来通信机械应用

1、上海大学学士学位本科生论文上海大学 2016 2017 学年 春 季学期本科生课程论文课程名称： 信息工程与社会 课程编号： 0700LH01 论文题目： 未来通信的机械应用 作者名字： 张文宣 学号： 14121655 成绩： 论文评语： 任课教师签名: 批阅日期： 注：后接课程论文的正文，格式参照公开发表论文的样式。 未来通信的机械应用 学 院 机电工程与自动化学院 专 业 机械自动化工程 学 号 1 4 1 2 1 6 5 5 学生姓名 张 文 宣 课 程 信息工程与社会 指导教师 张之江等 2016年5月13日摘要：在信息化快速发展的今天，单独的信息技术的进步已经不能满足日益增加的人们

2、的生活追求。为了适应人们的需求，信息通信技术必将与各类服务性，智能型，互动性机械相结合，以拓展其在社会生活中的价值地位。为此我们设计并实施制作了一个便于快递小哥短距离货物搬运的智能机械-复杂环境运载小车。并荣获了校级一等奖，上海市二等奖的战绩！这使我们的设想得以验证，信息通信技术与机械的结合是通信技术的必然发展趋势。关键词：通信技术 发展方向 机械创新 自动控制Abstract: In the current rapid development of information technology, separate the progress of information technology

3、already cannot satisfy the increasing pursuit of people's lives. In order to meet the demand of people, information and communication technology will and all kinds of service, intelligent, interactive combination of machinery, to expand its status in the value of social life. For this, we design

4、 and implement made an easy to express the little elder brother smart for short distance cargo handling machinery -, complex environment carrying car. And the first prize in the field, the second prize of Shanghai record! This enabled our vision to verify, the combination of information and communic

5、ation technologies and machinery is the inevitable trend of development of communication technology.Key words: communication technology development direction machinery innovation automatic control 目录摘要目录产品研制背景内容简介一、设计目的二、设计方案1、工作原理及零部件介绍1.1、外部结构设计1.2、行走机构1.3、舵机介绍2、电子部分2.1、系统总体控制2.2、控制器介绍3、具体实施方式3.1、

6、工作原理3.2、材料及安装技术要求3.3、附图说明三、产品创新点与市场前景四、成本预算及分析五、 1、创新点2、市场前景六、 产品外形图片参考文献引言：单独信息通信技术的发展很明显在当今社会很是低迷，也可以说单独通信交流的速度提高已经不是那么迫在眉睫，相反如何实现信息交互与机械产品的结合成为了我们亟待解决的问题。换种说法就是，我们已经不再那么关注通讯的快慢，交互的方式，不管4G还是5G,6G都不那么迫切的被需要，而转而更加愿意在成熟信息化产品上花费巨额资金，如ipad,工业机器人，工厂自动化流水线等。为了适应人们的需求，信息通信技术必将与各类服务性，智能型，互动性机械相结合，以拓展其在社会生活

7、中的价值地位。为此我们设计并实施制作了一个便于快递小哥短距离货物搬运的智能机械-复杂环境运载小车。一、设计目的当科学发展到今天，人们所追求的越来越多是操作的简捷和生活的时尚，我们不断用崭新的自动化产品去替代传统而又繁重的机械工业。关于商品载运及助力机械装置的设计。主要是设计帮助快递员进行载运和搬动物品等工作的辅助装置。所设计的商品载运装置不仅要快捷，而且要保证投递员和商品的安全，便于实现文明装卸、文明分发、投递各类快件；助力装置主要指在搬运商品的过程中可以减轻投递员劳动强度、且能保障商品安全的小型与轻便的机械装置。针对这写要求我们提出了自己的解决方案复杂环境搬运车。目前短距离快递行业主要以三轮

8、为主要货物运输工具，但仅限道路良好区域，针对道路崎岖，路面高低不平的地区较为不便，且易致易碎品损毁，而且当下些许地区已禁止快递三轮的使用，在这种现状下，迫切地需要一款产品来改变。我们设想一种更为适宜崎岖轮面的中小型搬运代步工具。这款产品的用处不是长途送货，而是完成“最后一公里”的送货任务。自古以来，自然界就是人类各种科学技术原理及重大发明的源泉。生物界有着种类繁多的动植物及物质存在，它们在漫长的进化过程中，为了求得生存与发展，逐渐具备了适应自然界变化的本领。这些生物各种各样的奇异本领，吸引着我们人类去想象和模仿。我们也追求与仿生结合，设计一款新颖可靠的运输工具。我们发现，多足生物在崎岖的路面上

9、行走更为灵便，所以我们设计这款仿生六足机器人。本产品设计目的有以下几点：1. 适应全地形路面，保证货物运输效率。小车并没有采用传统的车轮或履带移动，而是通过六条独立仿生腿移动。这样的腿相较于传统方式有更多自由度，更方面进行前后左右移动，更大的优势在于可以进行上下越过障碍。2. 无需人员操控，使用方便。通过提前编程，可设置每条腿的移动，以达到自适应复杂路面，越过各种障碍，无需人员操控。3. 装载安全，不会导致易碎品损坏由于采用六脚前进方式，可保证小车主体以及运载部分保证基本水平，从而保证物品安全不宜损坏。二、工作原理及零部件介绍1. 工作原理搬运车主要包括承载机构，运动机构，平衡装置，控制板。其

10、中承载机构为货物放置位置，有便与装卸特点；运动机构是整个搬运车的宏观动向表达；平衡装置采用简易橡胶管内装少许电解质溶液，依据导电性原理间接控制部分舵机实现小车承载机构保持水平。2. 零部件介绍控制器介绍： 控制器参数：控制部分端子供电范围：+7V-+12V控制部分DC插头供电范围：USB取电或DC直流5V开关电源伺服电机端子供电范围：+4V-+6V控制通道：32路通讯输入：RS232（串口）或TTL伺服电机驱动分辨率：大约1us，约0.09度PC接口：DB9F尺寸：65mm×60mm×1.5mm 控制器介绍：我们采用的32路伺服舵机控制器是一套微伺服电机控制器。可以控制32

11、个伺服舵机协调动作的软硬件结合系统，它不但能实现位置控制和速度控制，还具有时间掩饰断电发送指令功能。其主要有上位机软件和伺服舵机驱动控制器组成。通过PC机操作上微机软件给控制器传递控制指令信号，即可实现多路伺服及的单独控制或同时控制。舵机介绍：舵机是一种位置（角度）伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。目前在高档遥控玩具，如航模，包括飞机模型，潜艇模型；遥控机器人中已经使用得比较普遍。舵机是一种俗称，其实是一种伺服马达。舵机有舵盘，位置反馈电位器，减速齿轮组，直流电机和控制电路组成。减速齿轮组由直流电机驱动，其输出转轴带动一个具有线性比例特性的位置反馈电位器作为位置检测

12、。控制电路根据电位器的反馈电压，与外部输入控制脉冲进行比较，产生纠正脉冲，控制并驱动直流电机正转或反转，使减速齿轮输出的位置与期望值相复合。从而达到精确控制转向角度的目的。本次作品采用180度转角的辉盛MG995舵机，相比之下扭矩更强，达到13kg/cm,能够为产品提够足够动力，且保证宏观各向运动无死角。胫节关节设计齿轮联动件设计舵机连接件底板部分舵机零件图三、功能及主要创新点防治易碎品损坏：复杂环境搬运车独特的步进行进方式使其在道路坎坷时货物不会因车身突发上下颠簸使货物，特别是易碎品震荡损坏，合理可靠的平衡装置控制舵机的协调平衡，维持承载装置的水平，防止货物因倾倒而发生损坏。独特简易平衡传感

13、机构：采用水管制作简易工具代替昂贵的平衡传感器如，陀螺仪等。内注一定量高浓度盐水，两端管口封闭，每端分别插入部分电路导线接头，当盐水浸没导线形成连通回路，根据电路的接通与断开即0/1控制该方向各舵机转动，进而达到调节车身平衡的效果。可平稳爬坡：选用四脚支撑两脚运动可平稳攀爬台阶等障碍物，防止易碎品损坏。并且在越过障碍时，不需要太多车身的倾斜，利用每条腿向上向下的自由度即可使小车越过楼梯等障碍。车身受力均衡：货物承载在车体中央，受力更易分散，相较于一般叉车即使载运重物也不会发生车体倾倒。载运便利：滚轮护栏设计便于货物装卸，放下后可直接滚动货件装卸，避免因货物因从车上直接投掷而损坏，滚轮护栏关上后

14、与货件滚动贴合，既不损坏包装又能固定货物防止倾倒。动力源嵌入车身：动力源（舵机）嵌入车身，避免因连接等因素造成的震动及一系列其他问题。而相较于普通的装载方式，如利用螺钉等固定，动力将被螺钉等连接点的强度所限制，而不能达到最大动力。四、作品未来展望本产品为设计的雏形，只达到了一些基本功能，仍有很多地方可以改进。1 采用单片机作为控制主板单片机拥有更多模块，可使操控更为简便，使小车拥有更多功能。并且在单片机上编程控制小车可以达到更多更好的效果。2 加装蓝牙模块在小车上加装蓝牙模块，以达到无线控制的效果。通过手机蓝牙，或电脑的蓝牙便可以更方便的操控小车，无需连接各类数据线。3 加装红外探测或超声波探

15、测红外探测模块或超声波装置可使小车自动探测前方路况，并选择最佳方式通过障碍。4 加强车身强度小车现在车身主体为塑料，强度较低，运载能力不强。而我们希望可在以后利用数控铣床做出铝合金车体。这样可以大大加强小车装载能力，并且可承受更大扭矩，加大车身，以越过更困难的障碍。五、作品外形照片参考文献1 苏军, 陈学东, 田文罡. 六足机器人全方位步态的研究 J . 机械与电子, 2004, ( 3) : 48- 51.2  于永, 戴佳, 常江. 51 单片机C 语言常用模块与综合系统设计实例精讲 M  . 北京电子工业出版社, 2007:74- 86. 3