2021年轮腿智能机器人挑战杯大学生课外学术竞赛

项目类别项目批准号C河南科技大学大学生研究训练筹划（SRTP）项目申请书项目名称：轮腿式机器人申请人（主持人）闫静辉所在院系：车动学院专业年级：热发081联系电话：指引教师：张伏职称副专家批准日期：二○年月日河南科技大学大学生研究训练筹划（SRTP）项目管理委员会填表说明一、填写立项申请书前，请先征询指引教师或关于专业教师。申请书各项内容规定实事求是，逐条认真填写。表达明确、严谨，一律规定用打印稿件。二、申请书为A4本，于左侧装订成册。一式三份（至少一份原件），由指引教师和学生所在院系审查并订立意见后报送学校SRTP项目管理委员会。三、“所在单位意见”一栏中，应注明研究人员、时间、条件、政策等方面保证办法和意见。“项目类别”指A、B、C、D，A—学术论文、社会调查类；B—全国、省级竞赛（决赛）类；C—实验设计和科技制作、科研类；D—其她类。“项目批准号”不填，由学校统一编号。四、如表格不够，可以加附页。一、简表项目简况项目名称轮腿式机器人项目类别A、学术论文、社会调查类；B、全国、省级竞赛（决赛）类；C、科学实验和科技制作、科研类；√D、其她类。申请经费3000元起止年月/4-/12项目申请人姓名闫静辉性别男民族汉出生年月1989、08专业年级热动081院系车动学院前一学期平均学分绩点兴趣兴趣思考动手前一学期综合测评名次电话指导教师重要教学工作简历时间授课名称授课对象学时授课单位-计算机辅助设计本科生32车辆与动力工程学院-农业工程导论研究生20车辆与动力工程学院-动态数据解决与技术研究生40车辆与动力工程学院重要科学研究工作简历时间项目名称获奖状况/12-烟涧育苗工场育苗大棚及其自动化设计与开发高效节能铲运部件CAD&CAE辅助开发洛阳市科技进步二等奖出蒜机第三届“挑战杯”科技竞赛三等奖项目组主要成员∧不含申请者∨姓名性别出生年月专业年级所在院系学习状况项目中分工签字薛坤鹏男1988．04农自091车动学院良好机械加工与零件设计白延鹏男1988.7农自091车动学院良好绘图与模型制作杨乐峰男1989.4农自091车动学院良好电路设计二、立项根据（项目意义、现状分析）腿式机器人其长处是不但能在平坦地面上行走并且可以在崎岖地面上步行，可跨越沟壑，上下台阶，还可做无滑动完整和单向运动，并为其上传感器提供稳定动态平台，因而具备广泛合用性，但其存在缺陷，即较难实现其稳定步态规划和稳定平衡控制，运动速度与能量运用效率较低，此外，腿式机器人普通较重，且构造复杂。轮式机器人长处是，自动操作简朴，动作稳定，特别适合在平坦地面上运动，有更大运动速度和能量运用效率，是当前广泛使用一类机器人。但是与腿式机器人相比，其对地形适应性较差，很少可以跨越高度和爬楼梯。此项目所要设计轮腿式机器人，既维持了轮式机器人和腿式机器人各自长处，同步，也弥补了轮式机器人和腿式机器人各自缺陷，具备各取所长，互相弥补特点。三、项目实行方案及实行筹划实行方案、实行办法、详细实行筹划及可行性分析。此项目所要设计轮腿式机器人重要由如下三某些所构成:无线遥控发射与接受装置，传动装置与控制装置。无线遥控发射与接受装置功能是实现对机器人远程控制；传动装置是由电池提供动力，带动轮腿关节运动；控制装置可通过舵机控制器实现对轮腿控制。在实行筹划当中，一方面是完毕四个轮腿制作，先通过计算机绘图软件做出图纸，再依照图纸做出模型，最后加工出成品。另一方面是传动装置，动力重要由电池提供，为四个轮腿里电机提供动力，带动四个轮腿关节活动，实现轮腿运动。再者是进行机器人动作控制，最后达到效果是实现四个轮腿运动以及互相之间协调，以完毕预定动作。而对于无线发射与接受装置，，由人来操作遥控发射装置，每发出一条指令，机器人通过接受装置接受到后，可以做出一整套或爬行或滑行或转弯动作。最后是调试阶段，通过调试使机器人更加协调，达到预期目的。此项目已经做出第一代成品，并参加校挑战杯获得三等奖，已有一定基本，本次申请重要针对机械某些进行进一步完善，实现进一步恶劣环境中进行数据采集平台作用。四、预期成果1.在第一代成品基本上重要针对机械某些进一步完善；2.刊登科研论文一篇。五、本项目特点与创新之处本项目所要设计机器人是通过四条腿上水平连杆和垂直连杆协调运动，可实现各种运动步态。机器人轮滑运动原理是：左后、右后腿和滚轮对称运动，由于滚轮法向摩擦力不不大于切向摩擦力,左右滚轮侧滑力互相抵消，摩擦力合力即可推动机器人系统沿着滚轮拟定方向滑行。从图中可以发现机器人是由四个装有滚轮机械腿和机器人本体构成。普通说来,滚轮可以由电机来直接驱动，但是由于制造装置和传动装置存在，使这种构造机器人不但体积庞大，并且比较笨重，在一定限度上限制了其灵活性。为减小系统重量并增强机器人机动性能，可除掉滚轮上动力装置，使滚轮变为从动轮。在每个机械腿上装有两个直流电机，第一种电机控制水平连杆先后摆动，另一种电机控制垂直连杆内外摆动。依照运动形式，拟定四个腿水平连杆初始摆角，通过四个腿上水平连杆和垂直连杆协调动作，运用滚轮受到法向摩擦力远不不大于切向力特点，可以调节机器人所受合力大小和方向，驱动机器人按规定途径滑行。（a）轮式（b）腿式轮腿式机器人模型示意图第一代轮腿机器人六、项目研究基本主持人与本项目有关专业知识积累和已获得成绩。指引教师教学、科研工作积累和已获得工作成绩。张伏：博士，讲师，研究生生导师。和在河北农业大学机电工程学院分别获得学士和研究生学位，研究生师从于马跃进专家，重要从事设备工程和表面工程方面研究。博士毕业于吉林大学地面机械仿生技术教诲部重点实验室，师从于佟金专家和周江专家，重要从事仿生技术方面研究，当前刊登科研论文40篇，其中EI/ISTP检索10余篇，当前，申请者以河南科技大学“引进人才”筹划成为车辆与动力工程学院一名教师，当前，申请者为河南科技大学车辆与动力工程学院研究生生导师，中华人民共和国农业工程学会会员，多次参加中华人民共和国农业工程学会学术年会、中华人民共和国农业机械工程学会学术年会和国际仿生工程学术年会等活动，并宣读个人科研成果。当前重要讲授计算机辅助设计、农业工程导论、动态数据解决与技术、动态数据解决与技术、AutoCAD和微机原理与接口技术等课程。（1）刊登科研论文ZhangFu，TongJin.RheologicalPropertiesofWaxyMaizeStarchPastes[A].InternationalConferenceonAgricultureEngineering[C].Baoding，China，610-614.(ISTP收录，IDSNumber：BHE00，ISBN:978-0-646-48134-0，OrientAcademicForum，河南省教诲厅科技论文壹等奖)FuZHANG，SanlingFU，XinpingLI，etal.DesignoftemperaturecontrolsystemforSnO2crystalspreparationbyhydrothermalmethod[A].ProceedingsofInternationalConferenceonMechanicalEngineeringandMechanics(ICMEM)[C]，Wuxi，China，：221-224.(ISTP收录，IDSNumber：BHL58，ISBN:1-933100-21-4，SciencePressUSAInc美国科学出版社出版，河南省教诲厅科技论文壹等奖)ZhangFu，WangJun，FuSanling，etal.AdaptiveFuzzyPIDTemperatureControlSystembasedonSingle-chipComputerfortheAutoclave[A].InternationalSymposiumonPrecisionMechanicalMeasurements(ISPMM’)[C].Aug.25~29，，Hefe/JiuhuaMt.，Anhui，China(国际光学工程学会SPIE(InternationalSocietyforOpticalEngineering)出版，EI收录：，ISBN：978-0-8194-7364-6)ZhangFu，FuSanling.DesignofTemperatureControlSystemfortheFlue-curedTobacco[A].08InternationalConferenceonInformatization，AutomationandElectrificationinAgriculture[C].Nov.1-3，，450-453，Zhenjiang，China(ISTP收录，IDSNumber：BIX57ZhangFu，WuNa，TongJin，etal.Preparationandflexuralpropertiesofbiomimeticlaminatedboardsmadefromstarchandmaizestrawfibers[J].InternationalJournalofAgriculturalandBiologicalEngineering，，2(2):24-31.（国际期刊，ISSN1934-6344)张伏，付三玲，佟金，等.玉米淀粉糊流变学特性分析[J].农业工程学报，，24(9)：294-297.（重要期刊，一级学报，EI收录：，ISSN1002-6819，CN11-2047/S）张伏，李心平，付三玲.胶粘技术在农业机械维修中应用[J].农业机械，，(12A)：79.（中文核心期刊，ISSN：1000-9868，CN：11-1875/S，河南省教诲厅科技论文贰等奖）张伏，李心平，付三玲.胎压监测系统在车辆轮胎安全中应用[J].农业机械，，(11B)：77-79.（中文核心期刊，ISSN：1000-9868，CN：11-1875/S）张伏，付三玲，佟金，等.黄糊精/秸秆纤维复合材料弯曲性能[J].农业机械学报，，40(5)：87-91.（ISSN1000-1298，CN11-1964/S，EI收录：69）张伏，付三玲，佟金，等.黄糊精/秸秆纤维增强复合材料吸湿性能分析[J].农业机械学报，，40(11)：99-102.（ISSN1000-1298，CN11-1964/S，EI收录：57）张伏，付三玲，郭志军，等.秸秆纤维增强复合板材及仿生层状研究[J].农机化研究，，(10)：227-229.(中文核心期刊，ISSN：1003-188X，CN23-1233/S)张伏，付三玲，杨欣.“计算机辅助设计”教学中学生可持续发展能力培养[J].中华人民共和国电力教诲，，(8)：72-73.张伏，杨欣，付三玲.论农自专业计算机辅助设计教学改革[J].中华人民共和国当代教诲装备，，(1)：122-124.付志强，马萌，张国英，张伏.基于Inventor大蒜收获机设计[J].农业机械，，(3C)：107-108.(指引教师)吴娜，张伏，佟金.臭蜣螂唇基切土减阻力学分析[J].农业机械学报，,40(10)：207-210.（中文核心期刊，ISSN1000-1298，CN11-1964/S，EI收录：32）李心平，张伏，高连兴.玉米种子脱粒装置构造技术剖析[J].农机化研究，，(6)：24-26.（中文核心期刊，ISSN：1003-188X，CN23-1233/S）付三玲，张伏，韦志仁.锐钛矿相TiO2纳米棒状晶体水热合成[J].人工晶体学报，，37(4)：1012-1015.(中文核心期刊，EI收录：57，ISSN1000-985X，CN11-2637/O7)王俊，张伏，毛鹏军，等.基于虚拟仪器技术六分力测试系统设计[J].传感器与微系统，，(12)：67-69（中文核心期刊，ISSN1000-9787，CN23-1537/TN）（2）学术奖励“RheologicalPropertiesofWaxyMaizeStarchPastes”论文获河南省教诲厅科技论文壹等奖（第一作者）“DesignoftemperaturecontrolsystemforSnO2crystalspreparationbyhydrothermalmethod”论文获河南省教诲厅科技论文壹等奖（第一作者）“胶粘技术在农业机械维修中应用”论文获河南省教诲厅科技论文贰等奖（第一作者）谢亮亮，张奎，付志强.第三届“挑战杯”科技竞赛三等奖作品：出蒜机（指引教师）。（3）科研项目河南省教诲厅自然科学研究筹划项目（编号：B210006）：玉米秸秆纤维仿生板材仿生机理研究，经费１万，运营期限/1-/12。主持人。河南科技大学博士科研启动基金项目（编号：09001236）：秸秆纤维复合材料制备及仿生层构板材研究，经费10万，运营期限/9-/12。主持人。河南科技大学青年科学研究基金（编号：QN004）：具备仿生构造秸秆纤维复合材料制备研究，经费8000元，运营期限/1-/12。主持人。河南科技大学-实验技术开发基金项目筹划（SY0708046）：基于机器视觉排种器性能实验系统开发与研制，经费：3500.00元，运营期限：/1-/12。主持人。洛阳市烟草系统横向项目：烟涧育苗工场育苗大棚及其自动化设计与开发，经费132.0万，运营期限：/12-，参加人4（主持人：毛鹏军）。洛阳市烟草系统横向项目：洛宁县当代烟草农业试点烘烤工厂密集烤房蜂窝煤装坑卸渣全自动化系统设计与开发，经费：60.2万，运营期限：.3-.6，参加人（4主持人：毛鹏军）。洛阳市烟草系统横向项目：洛宁县当代烟草农业试点烘烤工厂密集烤房蜂窝煤点火自动化技术系统设计与开发，经费：10.2万，运营期限：.3-.6，参加人4（主持人：毛鹏军）。洛阳市烟草系统横向项目：洛宁县当代烟草农业试点烘烤工厂密集烤房鲜烟装坑卸渣自动化技术设计与开发，经费：6万，运营期限：.3-.6，参加人4（主持人：毛鹏军）。（4）编书毛鹏军，张伏，李心平，王俊.植保园林机械有问必答[M].北京：电子工业出版社，，6（参编，5万字）（ISBN：987-7-121-06822-5）倪长安，张伏，兰维娟.沼气技术有问必答[M].电子工业出版社，，6（参编，7万字）（ISBN：978-7-121-06894-2）（书籍第二次印版，在农村书屋广为农民翻阅）周剑、杨欣主编，张伏参编.AutoCAD设计应用教程[M].中华人民共和国计量出版社，，3(ISBN：978-7-5026-2961-8)高等学校教材毛鹏军主编，张伏、李心平副主编.植保园林机械维修[M].郑州：中原农民出版社，-7-1（ISBN：978-7-80739-452-5）（金阳光工程劳动就业培训系