水下机器人创业策划书.docx
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1、低成本水下机器人策划书申报项目: 低成本水下机器人申报人: 孟永志项 目 负 责 人: 孟永志申报日期: 2017 年 4 月 17 日22低成本水下机器人策划书机器人项目创业计划执行概要水下机器人从 20 世纪后半叶诞生,是工作于水下的极限作业机器人,能潜入水中代替人完成某些操作,又称无人遥控潜水器,主要运用在海上救援。由于水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人日益成为开发海洋的重要工具。在军事斗争中,无人化作战平台将在未来现代化战争中发挥重要的作用,无人舰艇将与无人地面战车、无人飞机一起在战场上进行高效卓越地作战。另外,无论战争期间还是和平时期,水下机器人还可以定期对航道、训练
2、场、舰艇机动区实施定期或不定期检查,保障这些水域的作业安全。载人潜水器由人工输入信号操控各种动作,由潜水员和科学家通过观察窗直接观察外部环境。其优点是由人工亲自做出各种核心决策,便于处理各种复杂问题,但是人生命安全的危险性增大,由于载人需要足够的耐压空间、可靠的生命安全保障和生命维持系统,这将为潜水器带来体积庞大、系统复杂、造价高昂、工作环境受限等不利因素。有缆水下机器人(ROV)需要由电缆从母船接受动力,并且 ROV 不是完全自主的,它需要人为的干预。主要由水面设备(包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等)和水下设备(包括中继器和潜水器本体)组成。潜水器本体在水下靠推进器运动,本体上
3、装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等)和作业设备(机械手、切割器、清洗器等)。潜水器的水下运动和作业,是由操作员在水面母舰上控制和监视,电缆向本体提供动力和交换信息,中继器可减少电缆对本体运动的干扰。由于人们通过电缆对 ROV 进行遥控操作,电缆对 ROV 像“脐带”对于胎儿一样至关重要,但是由于细长的电缆悬在海中成为 ROV 最脆弱的部分,大大限制了机器人的活动范围和工作效率。无缆水下机器人(AUV)又称自治水下机器人、智能水下机器人,是将人工智能、探测识别、信息融合、智能控制、系统集成等多方面的技术集中应用于同一水下载体上,在没有人工实时控制的情况下,自主决策、控制完成复杂海洋环境中的预
4、定任务使命的机器人。是从简单的遥控式向监控式发展,即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制,它能对观测信息进行加工,建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令,并接受经计算机加工处理的信息,对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。操作人员仅下达总任务,机器人就能根据识别和分析环境,自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。广义上水下机器人也可以称作潜水器(Underwater Vehicles),是一种可以在水下代替人在充满未知和挑战的海洋环境中完成某种任务的装臵,风、浪、流、深水压力等各种复杂的海洋环境对水下机器人的运动和控制干扰严重,使得水
5、下机器人的通信和导航定位十分困难,这是也是它与陆地机器人最大的不同,也是目前阻碍水下机器人发展的主要因素。就外形看,目前大部分水下机器人是框架式或类似于潜艇的回转细长体,随着仿生技术的不断发展,仿鱼类形态甚至是运动方式的水下机器人将会不断发展。无缆水下机器人代表目前水下机器人的发展趋势。从种类上看,根据是否载人可以将潜水器分为载人潜水器和无人潜水器两类。无人潜水器按照与水面支持系统间联系方式的不同可以分为有缆遥控水下机器人(remotely operated vehicle,简称 ROV)、无缆水下机器人(autonomous underwater vehicle,简称 AUV))两种。有缆水
6、下机器人都是遥控式的,根据运动方式不同可分为拖曳式、(海底)移动式和浮游(自航)式三种。无缆水下机器人一般是自治式机器人(又称智能机器人),它能够依靠本身的自主决策和控制能力高效率地完成预定任务,在一定程度上代表了目前水下机器人的发展趋势。模式:(1)直接销售,使得顾客能够对产品进行了解,而且具有一定针对性。(2)销售渠道,使顾客能够在网上直接定制订购我们的产品。目录:第一章项目与技术介绍1.1 产业背景51.2 市场分析51.3 产品介绍6第二章团队介绍2.1 团队概述72.2 团队的使命和宗旨72.3 团队简介72.4 组织架构72.5 部门职责72.6 团队团队82.7 团队使命92.8
7、 团队宗旨9第三章机器人制作3.1 机器人功能103.2 水下机器人的硬件系统构成113.3 所需材料/模块12第四章市场篇4.1 行业背景与现状144.2 市场需求与发展前景144.3 目标市场和市场定位15第五章运营篇5.1 团队规划165.2 人力资源管理175.3 创新管理机制20第五章营销篇6.1 销售策略与目标206.2 价格策略216.3 促销策略22第一章项目与技术介绍1.1 产业背景上世纪 70 年代末期,时任自动化所所长、被誉为“中国机器人之父”的蒋新松院士在国内率先提出了发展水下机器人的设想。从此,沈阳自动化所锁定了“下海”为海洋开发服 务,搞智能机器人在海洋中应用研究的
8、战略目标。三十多年来,自动化所相继研究出我国首台水下机器人、我国首台 1000 米无缆自治水下机器人(AUV)、我国首台 6000米无缆自治水下机器 人、我国首台作业型有缆遥控水下机器人(ROV)、我国唯一商业化 ROV、我国首台自走式埋缆水下机器人、我国首台极地科考水下机器人、我国首台长航程水下机器人等多种型号的水下机器人产品,广泛应用于海洋科学、深海资源勘测、援潜救生等领域,使我国水下机器人研究与开发达到国际先进水平。1.2 市场分析1.2.1 市场需求现今,由于技术和资金,还有传统思维方式的影响,在我国智能教学机器人 应用还不普遍,但随着消费者购买能力的日益增强,对于智能教学机器人的认识
9、 的不断提高,相信智能机器人的应用在我国会有广阔的市场发展前景。1.2.2 市场细分基于技术障碍、消费者购买能力和消费观念的考虑,我们主要通过对地理情 况进行细分, 以选择正确的市场。调查结果发现华东地区对智能机器人的需求最 大。主要是由于此地区的经济发达,有足够的购买能力。高素质人力资源稀缺, 偏好性能高的产品,看重性能及服务。开放程度较高、文化素质发展较快,易于 接受新的高技术产品。其次是华南、东北、华北地区。1.2.3 目标市场作为新开发高科技产品,智能机器人作为资金和技术密集型的产品,需要消 费者有足够的财力资源来购买。还有鉴于市场细分过程中所考虑的三个要素,我 们主要把目标集中在经济
10、发展较快的华东、华南地区。因此,我们进一步将遥控仿真教学机器人的销售市场定位于华东、华南地区 的各大高校及中小学校。1.3 产品介绍典型的遥控潜水器是由水面设备(包括操纵控制台、电缆绞车、吊放设备、供电系统等) 和水下设备(包括中继器和潜水器本体)组成。潜水器本体在水下靠推进器运动,本体上装有观测设备(摄像机、照相机、照明灯等)和作业设备(机械手、切割器、清洗器等)。9-10潜水器的水下运动和作业,是由操作员在水面母舰上控制和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减少电缆对本体运动的干扰。新型潜水器从简单的遥控式向监控式发展,即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制,它能对观测信息
11、进行加工,建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令,并接受经计算机加工处理的信息,对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。开始研制智能水下机器人系统。操作人员仅下达总任务,机器人就能根据识别和分析环 境,自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。10无人有缆潜水器的发展趋势有以下优点:一是水深普遍在 6000 米;二是操纵控制系统多采用大容量计算机,实施处理资料和进行数字控制;三是潜水器上的机械手采用多功能力反馈监控系统:四是增加推进器的数量与功率,以提高其顶流作业的能力和操纵性能。此外,还特别注意潜水器的小型化和提高其潜水器的水下运动和作业,是
12、由操作员在水面母舰上控制和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减少电缆对本体运动的干扰。新型潜水器从简单的遥控式向监控式发展,即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制,它能对观测信息进行加工,建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令,并接受经计算机加工处理的信息,对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。开始研制智能水下机器人系统。操作人员仅下达总任务,机器人就能根据识别和分析环 境,自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。潜水器的水下运动和作业,是由操作员在水面母舰上控制和监视。靠电缆向本体提供动力和交换信息。中继器可减少电缆对本
13、体运动的干扰。新型潜水器从简单的遥控式向监控式发展,即由母舰计算机和潜水器本体计算机实行递阶控制,它能对观测信息进行加工,建立环境和内部状态模型。操作人员通过人机交互系统以面向过程的抽象符号或语言下达命令,并接受经计算机加工处理的信息,对潜水器的运行和动作过程进行监视并排除故障。开始研制智能水下机器人系统。操作人员仅下达总任务,机器人就能根据识别和分析环 境,自动规划行动、回避障碍、自主地完成指定任务。2.1 团队概述第二章团队介绍铭龙机器人团队,成立于 2017 年 3 月,是一组专业从事智能机器人 的设计、开发、制造、安装,完善的售前售后服务一体化的现代高科技团队。我们愿意同社会各界一道共
14、同致力于智能机器人项目的开发和研宄,更好地促进智能机器人产业在我国的兴起与发展, 帮助国家进行经济体制改革,促进社会经济发展,用科技的力量造福社会,造福社会,让人们更好地生活。2.2 团队的使命和宗旨团队使命用科技将生活变得更美好团队宗旨我们用最新的高科技产品改变生活,造福社会。我们为广大人民提供 最满意的产品,持续提高产品质量,不断满足用户需求。创造企业的价值最大化, 实现企业的自身价值和社会价值。为员工提供良好的发展平台,为企业创造稳定 的利润。2.3 团队简介铭龙机器人团队,是一家专业从事智能机器人的设计、开发、制造、 安装,完善的售前售后服务一体化的现代高科技企业。我们团队成立于安庆师
15、范大学。 团队目前生产的设备主要涉及遥控潜水智能机器人。拥有的主要核心技术由安庆师范大学研究开发,随着经济的不断发展,市场前景更加广阔。不断提高生产效率, 扩大服务范围,更好地服务客户己成为我们团队的一个侧重点和新动力。2.4 组织架构团队预想在下设一下部门:研发部、设备部、财务部、生产部、销售部。2.5 部门职责研发部:负责机器人的主要技术问题的研究以及新功能的更新升级,积极就 设计部提出整改意见作分析与釆纳运营。设备部:负责团队研发和生产设备的装配、修理、维护和保养。同时负责联 系和釆购团队用于制造和办公所需要的一切设备,并报账财务部。销售部:负责团队机器人盈利方案制定与实施;全权负责团队
16、所有产品的销 售和推广,制定销售方案和营销策略。销售不仅包括与顾客、商家,就合作积极 洽谈,而且,还将代表本团队签订一般的合同。生产部:根据用户订单进行定量化生产,合理分配工人有序开展生产。同时 负责对常规产品的生产进行严格把关,定期进行抽样测试,并负责对出现质量问 题的产品进行解释和调回等处理。财务部:负责团队资金的筹集、使用和分配,如财务计划和分析、投资决策、 资本结构的确定,股利分配等等;负责日常会计工作与税收管理,每个财政年度 末向总经理汇报本年财务情况并规划下年财务工作;2.6 团队团队2.6.1 核心管理团队铭龙机器人团队是由安庆师范大学机器人项目创业团队发展而来,团队 所有成员均
17、来自安庆师范大学各学院,团队成员激情、自信、果敢、敢于挑战,大家 因相同的梦想而走到一起。从团队组成来看,无论是技术人员还是管理团队,乃 至团队精神,可以很自信的说, 我们饱含激情,对各自负责领域充分热爱与专注, 我们从所学专业起步,逐步色、涉及到其他的各个专业,边学边做,迅速成长。我们机器人项目创业团队队长由团队发起人孟永志同学担任,战略统筹规划全局。技术研发由 孟永志担任,他热爱计算机技术,精通编程及实物建模,并且实力雄厚。财务管理由盛高峰担任,他在学生和社团在组织中担任要职,有着丰富的管理经验。2.6.2 专家顾问机器人项目的指导老师由有着多年计算机专业教学经验的俞圻老师担任,他 参与了
18、整个团队建立之初到后来的逐步发展壮大的过程,在机器人建模过程中, 借用自己多年的教学经验、计算中心管理者的身份、广博的人脉,为团队研发提 供了技术、资金、场地、人力等大量实用资源,给了团队非常巨大的帮助。2.7 团队使命科技让生活更美好2.8 团队宗旨我们用最新的高科技产品改变生活,造福社会。我们为顾客提供最满意的产 品,提供最人性化地售后服务,持续提高产品质量,不断满足用户多样化、个性 化的需求。创造企业的价值最大化,实现企业的自身价值和社会价值,促进社会 就业,改善国内就业环境,增加高新技术行业在国内发展的比重,引领时代潮流, 加速国家经济体制改革的步伐。为员工提供良好的发展平台,健全的社
19、会保障体 系,GOOGLE 式地人员管理制度,让员工切实的与团队的发展息息相关,制造优 质的产品,提供人性化地服务,创造良好的用户体验,为企业创造稳定的利润。第三章机器人制作水下机器人是一种可在水下移动、具有视觉和感知系统、通过遥控或自主操作方式、使用机械手或其他工具代替或辅助人去完成水下作业任务的装置,是一种工作于水下的极限作业机器人。水下环境恶劣危险,人的潜水深度有限,所以水下机器人已成为开发海洋的重要工具。 目前有很多面向深海探测,石油勘探等的高成本机器人,但是对于低成本的机器人产品较少,其功能也很少。所以我们计划开发一种低成本的、可以应用于 5 米以内深度的浅水作业机器人来降低对于浅水
20、区的打捞探测、样本抓取等作业的成本。一,功能:1, 能够在水中上浮和下潜到指定深度。2, 具备手动操作模式。3, 具备实时图像传输功能。4, 具有小型机械臂,可以抓取水中的小型物体。 二,水下机器人的硬件系统构成: (1):浮沉系统(上浮和下沉)。(2):动力系统(前进后退和方向)。(3):感知系统(深度,温度,视频成像)。(4):信号传输(机器人控制信号,视频信号)。(5):遥控器和视频上位机(遥控器和手机或 PC 显示图像)。(6)机械臂系统。 三:所需材料/模块:1, 水压传感器:(1):方案 1(2):方案 2使用水深模块,测量水深以达到可以下潜的指定水深并反馈给遥控器的目的 二,动力
21、和方向:(1):防水电机(2):防水舵机:使用防水电机和防水舵机,在水下进行行进和转向。三:浮沉系统:方案( 1 ):方案( 2 ):由于没有成熟的低成本的浮沉系统,所以我们选用这两个低成本的方案来解决机器人的浮沉系统问题四:主控 MCU:方案(1):STC12C5A60S2方案(2):STC12C5A60S2 属于增强型 51 单片机,指令代码完全兼容传统 8051,但速度快 8- 12 倍。内部集成 MAX810 专用复位电路,2 路 PWM,8 路高速 10 位A/D 转换,针对电机控制,强干扰场合。 STM32: 速度:72MHz 连通性:CAN,I2C,IrDA,LIN,SPI,UA
22、RT/USART,USB 外围设备:DMA,电机控制 PWM,PDR,POR,PVD,PWM,温度传感器,WDT,晶振五: 温度感应: DS18B20:六 : 视 频 捕 捉 :其他模块:电机驱动模块:机器人整体框架:电子罗盘:密封管材:2.4G 模块:差速电机:齿轮:摇杆模块:小水泵:以上罗列了主要的材料,估算价格可以控制在 3000 元以内,其他的琐碎材料待具体实施时再做决定。为了控制成本,满足我们低成本的目的,我们在淘宝进行了筛选,罗列出了成本较低的材料。我们使用自己搭建的浮沉系 统,使用 NRF24L01 进行数据通信,使用无线路由器搭建视频传输系统。使用 DS18B20、深度传感器进
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