毕业设计说明书模板 1

分类号：

无锡职业技术学院

毕业设计（论文）

题 目 基于。。。。 的研制

英文并列题目

院 系 控制技术学院 班 级 机电21132 学生姓名 学 号 所在团队

指导老师（1） 职 称 指导老师（2） 职 称

答辩委员会主任 主答辩人

二 零 一四 年 四 月

毕 业 设 计 （ 论 文 ） 开 题 报 告

毕业设计（论文）任务书

目 录

第１章 引言 ………………………………………………………………………1

1.1课题来源及研究意义………………………………………………………1

1.2国内外AGV研究与应用概况 ……………………………………………1

1.2.1国外AGV技术发展与现状 ………………………………………1

1.2.2国内AGV技术发展与现状 ………………………………………2

1.3本文的主要研究内容………………………………………………………3

第2章 基于RFID识别技术的搬运机器人总体结构……………………………4

2.1搬运机器人概述 …………………………………………………………4

2.1.1 技术特点 …………………………………………………………4

2.1.2系统组成 …………………………………………………………4

2.1.3技术指标 …………………………………………………………5

2.2 搬运机器人机械结构设计 ……………………………………………5

2.2.1总体结构设计 ………………………………………………………5

2.2.2车体结构与行走系统………………………………………………6

2.2.3手爪升降机构………………………………………………………8

2.2.4手爪前伸平移机构… ………………………………………………8

2.2.5手爪夹紧机构………………………………………………………9

2.3识别技术应用分析 ………………………………………………………13

2.3.1 RFID电子标签选用………………………………………………14

2.3.2 RFID阅读器设置与相关操作指令………………………………15

2.3.3 RFID阅读器优化设置……………………………………………20

2.4 搬运机器人控制系统……………………………………………………20

2.4.1 控制系统硬件结构………………………………………………20

2.4.2 控制系统软件功能分析…………………………………………26

第3章 搬运机器人控制系统软件设计…………………………………………28

3.1 编程语言简介……………………………………………………………28

3.2软硬件调试系统…………………………………………………………28

3.3 单片机控制系统软件设计 ……………………………………………29

3.3.1 主控模块程序流程图……………………………………………29

3.3.2循迹计数处理模块实现方法………………………………………30

第4章 基于RFID识别技术的搬运机器人在技能大赛项中的应用 …………34

4.1赛项概述 ………………………………………………………………34

4.1.1场地介绍……………………………………………………………34

4.1.2任务要求……………………………………………………………36

4.2赛项策略分析 …………………………………………………………36

4.3竞赛应用分析 …………………………………………………………38

第5章 结论 ……………………………………………………………………40 参考文献 …………………………………………………………………………41 致 谢 …………………………………………………………………………42

基于RFID识别技术的搬运机器人研制

摘要：随着工业自动化发展水平的不断提高，机器人在工业生产中的地位显得越来越重要，机器人技术在自动化生产领域的物料搬运等方面的应用日益广泛。本课题以全国职业院校技能大赛“A200自动机器人平台”为基础，开发了基于RFID识别技术的搬运机器人。本课题首先通过阐述基本需求与总体方案，提出了基于RFID识别技术的搬运机器人的技术性能指标，对机器人的机械结构进行了详细的设计分析，并对关键零件进行了有限元分析计算；其次，根据控制要求，确定了控制系统的总体方案，在原有平台基础上扩展相应的单片机硬件系统，并基于模糊控制理论，重点研究了搬运机器人的光学导引控制算法及程序编写；同时针对RFID识别技术的应用进行分析与优化，以达到搬运机器人的识别要求；最后，简要阐述了本课题研制的搬运机器人在2012年全国职业院校技能大赛机器人技术应用赛项中的应用情况。（此部分请根据自己论文写，仅供参考。）

关键词：搬运机器人；有限元；RFID识别；光学导引

The development of handling robot based on

RFID identification technology

Abstract：With the development of industrial automation level, the robot is playing increasingly important in the industrial production. The robotics is widely applied in the applications of material handling in automation day by day. This paper is based on the national occupational college skills competition "A200 automatic robot platform", and developed a handling robot based on RFID identification technology. First, this paper introduces the basic demand and the overall scheme and presents the index of technical performance of robotics based on RFID identification technology, and analyzes the design of mechanical structure of it , and calculates the finite element analysis of the key parts; Secondly, according to the requirements of the control system, it determines the overall scheme of it, and extends the relevant hardware system of the MCU(Micro controller unit) on the basis of the original platform, and focuses on the research of optical navigation for the control algorithm of the handling robot and programs based on the fuzzy control theory; At the same time the applications of RFID identification technology shall be analyzed and optimized in order to identify the robot requirements; Finally, this paper briefly describes the applications of the handling robot in the competition 2012 national occupation college skills ----- the application of robot technology.

Keywords: handling robot; finite element; RFID identification; optical navigation

一、引言

1.1课题来源及研究意义

本课题来源于无锡职业技术学院机器人技术应用学生创新团队建设项目。无锡职业技术学院机器人技术应用学生创新团队主要由我院机器人技术研究所负责指导与建设，主要以各类教学机器人、参赛机器人创新设计与制作为主要工作内容。机器人作为典型的机电一体化产品，目前，已逐渐向基于PC机的开放型控制器方向发展。随着工业自动化发展水平的不断提高，机器人在工业生产中的地位显得越来越重要，在自动化生产领域的物料搬运等方面的应用也日益广泛。

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本课题设计的搬运机器人属于AGV （Automated Guided Vehicle）机器人，AGV是指装备有电磁或光学导引装置，能够按照规定的导引路线行驶，具有运行和停车装置、安全保护装置以及具有各种移载功能的运输小车。

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1.2.1 国外AGV技术发展与现状 近年来，AGV和AGVS（AGV System）在日本、德国、美国、瑞典等国家发展很快，有的制造企业已实现了从原材料管理到成品出厂的全过程自动引导车系统。特别是日本，随着自动化程度的不断提高，其AGV的保有量，每年均以20%的比率增长。

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1.2.2 国内AGV技术发展与现状

我国AGV发展历程较短，AGV长期依赖进口，但随着经济发展，国家一直在不断加大在这一领域的投入，经过不懈地努力也取得了一定的成效，如北京起重运输机械研究所、清华大学、中国邮政集团邮政科学研究规划院、中国科学院沈阳自动化所、国防科技大学、大连组合机床研究所和上海交通大学都在进行不同类型的AGV的研制并小批投入生产。目前，国内AGV S保有量在200套左右，AGV在500台左右。

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1.3本课题的主要研究内容

本课题是以2012年全国职业院校机器人技术应用赛项为设计依据，以“A200自动机器人平台”为基础开发“基于RFID识别技术的搬运机器人”。根据项目需求，该机器人主要实现机器人循线行走功能、机械手取放工件功能、RFID识别功能。

基于此，本课题的设计内容主要包括以下几个方面：

1．搬运机器人的总体结构设计；

2．搬运机器人控制系统的硬件构成及控制板电路扩展设计；

3．搬运机器人控制系统的软件设计；

4．RFID识别技术应用分析；

5．搬运机器人在全国职业院校技能大赛中的应用。

2.1 搬运机器人概述

2.1.1技术特点

“A200自动机器人平台”提供了基础行走底盘与STC单片机主控制板，即平台只具备一个基础行走功能与主控制器

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2.1.2 系统组成

搬运机器人主要由以下几个单元功能模块组成：主控单元、导引单元、驱动单元、RFID读写单元、Zigbee通讯单元和供电单元等，。。。。。。。

图1 搬运机器人系统组成结构示意图

通讯单元主要实现上位机与机器人间的信息交换（传送工作信息、机器人位置信息等），采用Zigbee无线通讯方式。

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2.1.3技术指标

本课题研制的”基于RFID识别技术的搬运机器人”技术指标如下：

制导方式：光学导引（灰度检测——可有效避免外界光源的干扰）

2.2 搬运机器人机械结构设计

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毕业设计（论文）说明书

基于RFID识别技术的搬运机器人作为一种实现高效、灵活的物流输送设备和工厂自动化的理想手段，今后必将得到迅速发展和普及应用。本课题研制的搬运机器人主要为竞赛类小型机器人，其基本原理与控制方式可应用于工业用移动机器人，针对课题任务与技术指标需求，达到了预期目标。

现将本课题的主要工作总结如下：

1．阐述了机器人在国内外的发展与应用概况以及搬运机器人的系统组成、导引方式等，提出了适合于竞赛需求与教学需求的搬运机器人技术性能指标。重点研究了搬运机器人的机械结构和控制系统软硬件的实现。

2．完成了基于“A200自动机器人平台”的整机结构设计制作与控制电路的扩展设计制作与调试工作。

3．对搬运机器人的一些关键零件进行了有限元分析计算，取得了很好的实际应用效果。

4．研究了RFID识别技术的应用方法，优化了RFID阅读器的配置与相关读取程序的编写。

5．完成了主要软件功能模块的程序编写。

从布置课题到最终完成，经过近三个月的努力，我终于完成了此次毕业设计，不仅是对三年所学专业知识的综合应用，也是对自己能力的一种提高。虽然水平有限，还有遗憾，但我还是从这次毕业设计中学到了很多知识，为我以后走向工作岗位和继续深造打下了良好的基础。毕业设计的结束也是另一个开始，在以后的学习和工作中，我仍然要不断努力，严格要求自己，实现自己的人生理想。

六、致谢

本文是在 老师的悉心指导下完成的。。。。。

在整个毕业设计中收获了许多。。。。。相信这个过程肯定会对我今后的学习、工作和生活产生非常重要的影响，在此，谨向多年来传道、授业和解惑的各位老师和学校全体职工表示最衷心的感谢和万分的敬意。

感谢我的所有同学、朋友，多年来对我的鼓励和支持，。。。。

。。。。。

毕业设计（论文）说明书

参考文献

1．机械设计课程设计／王洪，邹培海主编-北京大学出版社；北京交通大学出版社，2009，5

2．简明机械设计手册／孔凌嘉主编-北京：北京理工大学出版社，2008，2

3．机械制造工艺与装备-孔英达主编／北京：机械工业出版社，2011，9

4．实用机械制造工艺设计手册／王凡主编-北京：机械工业出版社，2008，5

5．SolidWorks2005入门与实例详解／立雅科技编著-北京：中国铁道出版社，2005，4

6．SolidWorks2009机械设计实例精解／曹岩主编-北京：化学工业出版社，2009,7

7. 电子电路原理分析与仿真／许自图编著-北京：电子工业出版社，2006，10

8. 机械设计基础与实践／吴明清，王真主编-北京：北京大学出版社，2010，9

9. 钱晓忠．光学导引式自动小车系统的研究和应用．江苏大学硕士学位论文，2008，6

10．李成伟，朱秀丽，贠超.码垛机器人机构设计与控制系统研究[J]．机电工程．2008（12）

11．林靖，陈辉堂，王月娟，蒋平.机器人视觉伺服系统的研究[J]．控制理论与应用．2000（04）

12．韦维． RFID技术及其使用频段分析[J]．广西物理. 2006（04）

13．张新荣，霍莹，王金民．基于PLC的生产线运料车控制系统设计[J]．制造业自动化．2011（07）

14．李德军，张小栋，王云霞．轮式移动机器人行走的模糊比例积分控制方法[J]．西安交通大学学报．2008（01）

15．徐国英，陈平，罗晶．基于图像的机器人视觉伺服系统[J]．伺服控制．2007（05）

16．马少华，蔡诗韵，曾娟．基于双目视觉的机器人局部路径规划[J]. 沈阳建筑大学学报（自然科学版）．2006（03）

17．张兴国，张磊．开放式5R工业机器人系统设计及分析[J]．机械设计与制造. 2011（03）

18．王立权，刘秉昊，吴健荣，韩金华，卢正宇．6R关节型机器人运动学建模[J]. 智能系统学报．2010（02）

（请根据自己的论文内容选择参考文献）

毕业设计（论文）说明书

1．基于RFID识别技术的搬运机器人图纸

2．基于RFID识别技术的搬运机器人实物照片

3．专业翻译材料

4．企业应用证明

5．毕业设计（论文）指导记录表

6．毕业答辩评审表