大学生创新训练计划申请书(共13页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上大学生创新训练计划申请书项 目 名 称 机械臂无线控制 项 目 层 次国家级 校级 申 报 类 型创新训练项目 项 目 负 责 人 联 系 电 话 负责人所在学院 电子信息工程学院 申 请 日 期 2013年4月10日星期三 创新创业中心制表2013年3月申请者承诺： 我承诺对本人填写的各项内容的真实性负责，保证没有知识产权争议。如获准立项，我承诺以本表为有约束力的协议，遵守学校的相关规定，按计划认真开展研究和实践工作，取得预期成果。中南民族大学有权使用本表所有数据和资料。 负责人签字： 年 月 日填 写 须 知一、创新训练项目指本科生个人或团队在导师指导下，自主完成

2、创新性实验方法的设计、设备和材料的准备、实验的实施、数据处理与分析、总结报告撰写等工作。二、参加大学生创新训练的人数含负责人在内不得超过6人。三、本表请如实填写，表达明确严谨。所列各项内容不能简单标注“见附件”，否则视为不合格。四、填表字体用小四号宋体，单倍行距。要求统一用A4纸双面印制、左侧装订，所附材料用小四号宋体打印，附于申请书后。项目名称机械臂无线控制项目所属一级专业门类项目所属二级专业类项目实施时间1年 2年 申请人或申请团队姓名年级学号所在专业联系电话E-mail负责人成 员马田大一光信息科学与技术指导教师姓名舒震宇年龄单位中南民族大学职务/职称一、 项目简介（限100字）本作品抛

3、弃了传统的操纵杆、键盘等人工控制方式。是通过人手的动作无线控制机械手臂，方法简单，直观可用于一些复杂的环境下作业。作品还装配了监控的无线摄像头，扩大了使用范围。还实现了目标自动定位功能，体现了作品的智能化，提高了工作效率，实现了人机的完美结合。该作品还验证了人手的动作控制机械臂式可行的。对作品加以专业的改进课用于医药、航天、等领域。二、项目论证（1.本项目国内外研究现状述评及研究意义；2本项目研究的主要内容、基本思路、研究方法、重点难点、基本观点和创新之处；3前期相关研究成果和主要参考文献）机器手是近几十年来涌现的一种工业技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产过程中代替人搬运物件或操持工具

4、进行操作。目前，随着机械智能化和适应性的提高，机械手已被广泛应用于各种场合，国内外对于机械手也有相当先进的研究水平。 连接在国际空间站上的1个机器人系统移动维修系统MSS的主要部件加拿大臂，就是一个功能强大的空间站远距离机械手系统。它可以自我重定位，能用像蠕虫一样的动作，点对点的移动至空间站的许多部分。 哈工大机器人研究所、机器人与机电一体化研究所研制出的新一代机器人灵巧手也属于国际前沿课题，它是一个新一代多传感器、高度集成的机器人灵巧手。诸如此类的研究，很多都是靠机器人的自主化、又或者是人工通过操作杆来对其进行控制，应该说这样的研究在国内外已经发展到一定的阶段。 虽然对于机械臂的研究已经不是

5、一个全新的课题，但是对其的操作监控的准确性、实用性及现代化依然是我们不断探索的问题。可以说机器人的发展史也是机器人控制系统的发展史。近年来，随着服务机器人的快速发展，人与机器人之间的互动问题变得越来越重要，人机结合如何规划成为实现人机共存的重要一步。 在“美伊”战争中，美国派出一批可侦查的高度智能机器人，由于完全由机器人“自作主张”，对一些并非可疑的对象进行袭击，一个月后便被全部撤回。可见，完全的由机器人自主运行，还达不到最佳的效果。 另外，自从1994 年Ken Goldberg 建立了第一个基于Internet 的远程控制机器人系统Mercury Project 后，随着计算机技术、网络技

6、术和多媒体技术的快速发展，计算机视频监控系统已经成为领域内的前沿和热点。 我们的作品尝试将人工控制、智能控制以及计算机视频监控技术融合在一起，目的是为了更好的让机器人为我们服务。我国的工业机器人技术及其工程应用水平和国外还有一定的差距。特别是在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约占全球已安装台数的0.4，与国外相比有明显的差距。鉴于此，我们的作品只要稍加改装就可以应用于工业领域。我们希望通过这样的尝试为国家的机器人技术做出自己的一份贡献，尽管看起来很微小，却代表了我们对创新的不断追求。设计目的：改变传统的摇杆、键盘等控制方式，提出一种新的控制理念，用人的手臂和手部动作实现对移动机械手的无线

7、控制，操作简单、直观，并适用于一定复杂环境；同时，增加了目标自动定位功能，实现了一定的智能化，进一步提高了工作效率。基本思路：用人的手臂动作和手型姿势的变化实现无线操控整个移动机械手，通过无线视频进行运动监控，用来监视机械手作业环境、夹持对象和整个动作过程，使对机械手的控制与操控者的动作对应，达到较好的人机工效目的。在此基础之上，另外配备了两个用于目标定位的无线摄像头，提供了目标自动定位功能供使用者选择。创新点：机械臂的操控方式抛弃了传统的键盘、摇杆等方式，通过观察摄像头获得的视频图像，可利用人的手和臂的动作，实现对轮式机械手动作的操控，使操作更为形象和准确。同时，本作品还为使用者提供了目标自

8、动定位功能，移动机械手可以自动移动到操作目标处，等待使用者操作，进一步提高了工作效率的同时，实现了一定程度的人工与智能的结合。关键技术：动作传感器的设计传感器信息处理无线数据/视频传输低功耗控制系统与监控程序设计运动机械手结构与伺服电路设计图像处理技术的使用等。主要技术指标：四轮驱动的轮式机械手运动底盘五自由度可夹持物机械手基于MSP430超低功耗单片机的机械手控制器基于MSP430超低功耗单片机的手套式动作控制器动作控制信息数字化无线传输系统装载在机械手上的视频图像采集与无线传输系统。三、项目方案（包括项目的训练目标、前期准备、组织实施、过程管理、实践环节、教师指导、项目结题等）培养大学生动

9、手能力，利用单片机的开发实现我们最终的目标。学习单片机、模拟电路、编程。定期同小组的组员将自己学习成果、状况相互讨论。完成自由度传感手套的制作，编写自由手套控制手臂的程序，根据效果设计自由传感手套。完成单片机相关编程，并将有线控制改为无线控制。完善整体做出来的机械臂无线控制，写相关论文。教师指导。对项目进行总结。四、完成项目研究的条件和保障（1.申请人或团队情况，包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有的实践创新成果等；2.学校提供的条件，包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等。）对技术和创新充满着无限的兴趣，我们团队有着快速的自学的能力，希望通过这次的锻炼为我们以后的

10、能力打下坚实的基础。五、预期成果本作品的特点及优势在于提出了一种全新的控制方法, 使用者通过佩戴手臂动作控制组件，借助手臂和手的动作变化，实现对移动机械手运行、抓物和搬动等动作的无线数据通信控制，使机械手的操作更加直观、精确和拟人化。同时，为了提高移动机械手的智能化控制技术水平，通过搭载的无线摄像头，可实现导航定位、行进搜索和目标抵近观察等功能，使得移动机械手可以自动定位并自主运动到目标近处，使用者随即可用手臂动作控制方式对机械手进行操作，进一步提高了工作效率，使移动机械手具备一定程度的人工智能能力，这是传统机械手无法相比的。 本作品测控技术先进，用途广泛，具有很强的功能扩展能力，可应用于国防安全、反恐防恐、航空航天、工业生产等领域，例如：排爆、战场侦查、危险品搬运等。若经改进后形成产品，一定会产生良好的社会效益和经济效益。六、经费预算开支科目预算经费（元）主要用途七、导师推荐意见 签名： 年 月 日八、申报单位推荐意见单位负责人签名： 公章 年 月 日九、学校意见： 负责人签名： 公章 年 月 日专心-专注-专业