2021年輪腿智能機器人挑戰(zhàn)杯大學生課外學術(shù)競賽

項目類別項目批準號C河南科技大學大學生研究訓練籌劃（SRTP）項目申請書項目名稱：輪腿式機器人申請人（主持人）閆靜輝所在院系：車動學院專業(yè)年級：熱發(fā)081聯(lián)系電話：指引教師：張伏職稱副專家批準日期：二○年月日河南科技大學大學生研究訓練籌劃（SRTP）項目管理委員會填表說明一、填寫立項申請書前，請先征詢指引教師或關于專業(yè)教師。申請書各項內(nèi)容規(guī)定實事求是，逐條認真填寫。表達明確、嚴謹，一律規(guī)定用打印稿件。二、申請書為A4本，于左側(cè)裝訂成冊。一式三份（至少一份原件），由指引教師和學生所在院系審查并訂立意見后報送學校SRTP項目管理委員會。三、“所在單位意見”一欄中，應注明研究人員、時間、條件、政策等方面保證辦法和意見?！绊椖款悇e”指A、B、C、D，A—學術(shù)論文、社會調(diào)查類；B—全國、省級競賽（決賽）類；C—實驗設計和科技制作、科研類；D—其她類。“項目批準號”不填，由學校統(tǒng)一編號。四、如表格不夠，可以加附頁。一、簡表項目簡況項目名稱輪腿式機器人項目類別A、學術(shù)論文、社會調(diào)查類；B、全國、省級競賽（決賽）類；C、科學實驗和科技制作、科研類；√D、其她類。申請經(jīng)費3000元起止年月/4-/12項目申請人姓名閆靜輝性別男民族漢出生年月1989、08專業(yè)年級熱動081院系車動學院前一學期平均學分績點興趣興趣思考動手前一學期綜合測評名次電話指導教師重要教學工作簡歷時間授課名稱授課對象學時授課單位-計算機輔助設計本科生32車輛與動力工程學院-農(nóng)業(yè)工程導論研究生20車輛與動力工程學院-動態(tài)數(shù)據(jù)解決與技術(shù)研究生40車輛與動力工程學院重要科學研究工作簡歷時間項目名稱獲獎狀況/12-煙澗育苗工場育苗大棚及其自動化設計與開發(fā)高效節(jié)能鏟運部件CAD&CAE輔助開發(fā)洛陽市科技進步二等獎出蒜機第三屆“挑戰(zhàn)杯”科技競賽三等獎項目組主要成員∧不含申請者∨姓名性別出生年月專業(yè)年級所在院系學習狀況項目中分工簽字薛坤鵬男1988．04農(nóng)自091車動學院良好機械加工與零件設計白延鵬男1988.7農(nóng)自091車動學院良好繪圖與模型制作楊樂峰男1989.4農(nóng)自091車動學院良好電路設計二、立項根據(jù)（項目意義、現(xiàn)狀分析）腿式機器人其長處是不但能在平坦地面上行走并且可以在崎嶇地面上步行，可跨越溝壑，上下臺階，還可做無滑動完整和單向運動，并為其上傳感器提供穩(wěn)定動態(tài)平臺，因而具備廣泛合用性，但其存在缺陷，即較難實現(xiàn)其穩(wěn)定步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定平衡控制，運動速度與能量運用效率較低，此外，腿式機器人普通較重，且構(gòu)造復雜。輪式機器人長處是，自動操作簡樸，動作穩(wěn)定，特別適合在平坦地面上運動，有更大運動速度和能量運用效率，是當前廣泛使用一類機器人。但是與腿式機器人相比，其對地形適應性較差，很少可以跨越高度和爬樓梯。此項目所要設計輪腿式機器人，既維持了輪式機器人和腿式機器人各自長處，同步，也彌補了輪式機器人和腿式機器人各自缺陷，具備各取所長，互相彌補特點。三、項目實行方案及實行籌劃實行方案、實行辦法、詳細實行籌劃及可行性分析。此項目所要設計輪腿式機器人重要由如下三某些所構(gòu)成:無線遙控發(fā)射與接受裝置，傳動裝置與控制裝置。無線遙控發(fā)射與接受裝置功能是實現(xiàn)對機器人遠程控制；傳動裝置是由電池提供動力，帶動輪腿關節(jié)運動；控制裝置可通過舵機控制器實現(xiàn)對輪腿控制。在實行籌劃當中，一方面是完畢四個輪腿制作，先通過計算機繪圖軟件做出圖紙，再依照圖紙做出模型，最后加工出成品。另一方面是傳動裝置，動力重要由電池提供，為四個輪腿里電機提供動力，帶動四個輪腿關節(jié)活動，實現(xiàn)輪腿運動。再者是進行機器人動作控制，最后達到效果是實現(xiàn)四個輪腿運動以及互相之間協(xié)調(diào)，以完畢預定動作。而對于無線發(fā)射與接受裝置，，由人來操作遙控發(fā)射裝置，每發(fā)出一條指令，機器人通過接受裝置接受到后，可以做出一整套或爬行或滑行或轉(zhuǎn)彎動作。最后是調(diào)試階段，通過調(diào)試使機器人更加協(xié)調(diào)，達到預期目的。此項目已經(jīng)做出第一代成品，并參加校挑戰(zhàn)杯獲得三等獎，已有一定基本，本次申請重要針對機械某些進行進一步完善，實現(xiàn)進一步惡劣環(huán)境中進行數(shù)據(jù)采集平臺作用。四、預期成果1.在第一代成品基本上重要針對機械某些進一步完善；2.刊登科研論文一篇。五、本項目特點與創(chuàng)新之處本項目所要設計機器人是通過四條腿上水平連桿和垂直連桿協(xié)調(diào)運動，可實現(xiàn)各種運動步態(tài)。機器人輪滑運動原理是：左后、右后腿和滾輪對稱運動，由于滾輪法向摩擦力不不大于切向摩擦力,左右滾輪側(cè)滑力互相抵消，摩擦力合力即可推動機器人系統(tǒng)沿著滾輪擬定方向滑行。從圖中可以發(fā)現(xiàn)機器人是由四個裝有滾輪機械腿和機器人本體構(gòu)成。普通說來,滾輪可以由電機來直接驅(qū)動，但是由于制造裝置和傳動裝置存在，使這種構(gòu)造機器人不但體積龐大，并且比較笨重，在一定限度上限制了其靈活性。為減小系統(tǒng)重量并增強機器人機動性能，可除掉滾輪上動力裝置，使?jié)L輪變?yōu)閺膭虞?。在每個機械腿上裝有兩個直流電機，第一種電機控制水平連桿先后擺動，另一種電機控制垂直連桿內(nèi)外擺動。依照運動形式，擬定四個腿水平連桿初始擺角，通過四個腿上水平連桿和垂直連桿協(xié)調(diào)動作，運用滾輪受到法向摩擦力遠不不大于切向力特點，可以調(diào)節(jié)機器人所受合力大小和方向，驅(qū)動機器人按規(guī)定途徑滑行。（a）輪式（b）腿式輪腿式機器人模型示意圖第一代輪腿機器人六、項目研究基本主持人與本項目有關專業(yè)知識積累和已獲得成績。指引教師教學、科研工作積累和已獲得工作成績。張伏：博士，講師，研究生生導師。和在河北農(nóng)業(yè)大學機電工程學院分別獲得學士和研究生學位，研究生師從于馬躍進專家，重要從事設備工程和表面工程方面研究。博士畢業(yè)于吉林大學地面機械仿生技術(shù)教誨部重點實驗室，師從于佟金專家和周江專家，重要從事仿生技術(shù)方面研究，當前刊登科研論文40篇，其中EI/ISTP檢索10余篇，當前，申請者以河南科技大學“引進人才”籌劃成為車輛與動力工程學院一名教師，當前，申請者為河南科技大學車輛與動力工程學院研究生生導師，中華人民共和國農(nóng)業(yè)工程學會會員，多次參加中華人民共和國農(nóng)業(yè)工程學會學術(shù)年會、中華人民共和國農(nóng)業(yè)機械工程學會學術(shù)年會和國際仿生工程學術(shù)年會等活動，并宣讀個人科研成果。當前重要講授計算機輔助設計、農(nóng)業(yè)工程導論、動態(tài)數(shù)據(jù)解決與技術(shù)、動態(tài)數(shù)據(jù)解決與技術(shù)、AutoCAD和微機原理與接口技術(shù)等課程。（1）刊登科研論文ZhangFu，TongJin.RheologicalPropertiesofWaxyMaizeStarchPastes[A].InternationalConferenceonAgricultureEngineering[C].Baoding，China，610-614.(ISTP收錄，IDSNumber：BHE00，ISBN:978-0-646-48134-0，OrientAcademicForum，河南省教誨廳科技論文壹等獎)FuZHANG，SanlingFU，XinpingLI，etal.DesignoftemperaturecontrolsystemforSnO2crystalspreparationbyhydrothermalmethod[A].ProceedingsofInternationalConferenceonMechanicalEngineeringandMechanics(ICMEM)[C]，Wuxi，China，：221-224.(ISTP收錄，IDSNumber：BHL58，ISBN:1-933100-21-4，SciencePressUSAInc美國科學出版社出版，河南省教誨廳科技論文壹等獎)ZhangFu，WangJun，F(xiàn)uSanling，etal.AdaptiveFuzzyPIDTemperatureControlSystembasedonSingle-chipComputerfortheAutoclave[A].InternationalSymposiumonPrecisionMechanicalMeasurements(ISPMM’)[C].Aug.25~29，，Hefe/JiuhuaMt.，Anhui，China(國際光學工程學會SPIE(InternationalSocietyforOpticalEngineering)出版，EI收錄：，ISBN：978-0-8194-7364-6)ZhangFu，F(xiàn)uSanling.DesignofTemperatureControlSystemfortheFlue-curedTobacco[A].08InternationalConferenceonInformatization，AutomationandElectrificationinAgriculture[C].Nov.1-3，，450-453，Zhenjiang，China(ISTP收錄，IDSNumber：BIX57ZhangFu，WuNa，TongJin，etal.Preparationandflexuralpropertiesofbiomimeticlaminatedboardsmadefromstarchandmaizestrawfibers[J].InternationalJournalofAgriculturalandBiologicalEngineering，，2(2):24-31.（國際期刊，ISSN1934-6344)張伏，付三玲，佟金，等.玉米淀粉糊流變學特性分析[J].農(nóng)業(yè)工程學報，，24(9)：294-297.（重要期刊，一級學報，EI收錄：，ISSN1002-6819，CN11-2047/S）張伏，李心平，付三玲.膠粘技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械維修中應用[J].農(nóng)業(yè)機械，，(12A)：79.（中文核心期刊，ISSN：1000-9868，CN：11-1875/S，河南省教誨廳科技論文貳等獎）張伏，李心平，付三玲.胎壓監(jiān)測系統(tǒng)在車輛輪胎安全中應用[J].農(nóng)業(yè)機械，，(11B)：77-79.（中文核心期刊，ISSN：1000-9868，CN：11-1875/S）張伏，付三玲，佟金，等.黃糊精/秸稈纖維復合材料彎曲性能[J].農(nóng)業(yè)機械學報，，40(5)：87-91.（ISSN1000-1298，CN11-1964/S，EI收錄：69）張伏，付三玲，佟金，等.黃糊精/秸稈纖維增強復合材料吸濕性能分析[J].農(nóng)業(yè)機械學報，，40(11)：99-102.（ISSN1000-1298，CN11-1964/S，EI收錄：57）張伏，付三玲，郭志軍，等.秸稈纖維增強復合板材及仿生層狀研究[J].農(nóng)機化研究，，(10)：227-229.(中文核心期刊，ISSN：1003-188X，CN23-1233/S)張伏，付三玲，楊欣.“計算機輔助設計”教學中學生可持續(xù)發(fā)展能力培養(yǎng)[J].中華人民共和國電力教誨，，(8)：72-73.張伏，楊欣，付三玲.論農(nóng)自專業(yè)計算機輔助設計教學改革[J].中華人民共和國當代教誨裝備，，(1)：122-124.付志強，馬萌，張國英，張伏.基于Inventor大蒜收獲機設計[J].農(nóng)業(yè)機械，，(3C)：107-108.(指引教師)吳娜，張伏，佟金.臭蜣螂唇基切土減阻力學分析[J].農(nóng)業(yè)機械學報，,40(10)：207-210.（中文核心期刊，ISSN1000-1298，CN11-1964/S，EI收錄：32）李心平，張伏，高連興.玉米種子脫粒裝置構(gòu)造技術(shù)剖析[J].農(nóng)機化研究，，(6)：24-26.（中文核心期刊，ISSN：1003-188X，CN23-1233/S）付三玲，張伏，韋志仁.銳鈦礦相TiO2納米棒狀晶體水熱合成[J].人工晶體學報，，37(4)：1012-1015.(中文核心期刊，EI收錄：57，ISSN1000-985X，CN11-2637/O7)王俊，張伏，毛鵬軍，等.基于虛擬儀器技術(shù)六分力測試系統(tǒng)設計[J].傳感器與微系統(tǒng)，，(12)：67-69（中文核心期刊，ISSN1000-9787，CN23-1537/TN）（2）學術(shù)獎勵“RheologicalPropertiesofWaxyMaizeStarchPastes”論文獲河南省教誨廳科技論文壹等獎（第一作者）“DesignoftemperaturecontrolsystemforSnO2crystalspreparationbyhydrothermalmethod”論文獲河南省教誨廳科技論文壹等獎（第一作者）“膠粘技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械維修中應用”論文獲河南省教誨廳科技論文貳等獎（第一作者）謝亮亮，張奎，付志強.第三屆“挑戰(zhàn)杯”科技競賽三等獎作品：出蒜機（指引教師）。（3）科研項目河南省教誨廳自然科學研究籌劃項目（編號：B210006）：玉米秸稈纖維仿生板材仿生機理研究，經(jīng)費１萬，運營期限/1-/12。主持人。河南科技大學博士科研啟動基金項目（編號：09001236）：秸稈纖維復合材料制備及仿生層構(gòu)板材研究，經(jīng)費10萬，運營期限/9-/12。主持人。河南科技大學青年科學研究基金（編號：QN004）：具備仿生構(gòu)造秸稈纖維復合材料制備研究，經(jīng)費8000元，運營期限/1-/12。主持人。河南科技大學-實驗技術(shù)開發(fā)基金項目籌劃（SY0708046）：基于機器視覺排種器性能實驗系統(tǒng)開發(fā)與研制，經(jīng)費：3500.00元，運營期限：/1-/12。主持人。洛陽市煙草系統(tǒng)橫向項目：煙澗育苗工場育苗大棚及其自動化設計與開發(fā)，經(jīng)費132.0萬，運營期限：/12-，參加人4（主持人：毛鵬軍）。洛陽市煙草系統(tǒng)橫向項目：洛寧縣當代煙草農(nóng)業(yè)試點烘烤工廠密集烤房蜂窩煤裝坑卸渣全自動化系統(tǒng)設計與開發(fā)，經(jīng)費：60.2萬，運營期限：.3-.6，參加人（4主持人：毛鵬軍）。洛陽市煙草系統(tǒng)橫向項目：洛寧縣當代煙草農(nóng)業(yè)試點烘烤工廠密集烤房蜂窩煤點火自動化技術(shù)系統(tǒng)設計與開發(fā)，經(jīng)費：10.2萬，運營期限：.3-.6，參加人4（主持人：毛鵬軍）。洛陽市煙草系統(tǒng)橫向項目：洛寧縣當代煙草農(nóng)業(yè)試點烘烤工廠密集烤房鮮煙裝坑卸渣自動化技術(shù)設計與開發(fā)，經(jīng)費：6萬，運營期限：.3-.6，參加人4（主持人：毛鵬軍）。（4）編書毛鵬軍，張伏，李心平，王俊.植保園林機械有問必答[M].北京：電子工業(yè)出版社，，6（參編，5萬字）（ISBN：987-7-121-06822-5）倪長安，張伏，蘭維娟.沼氣技術(shù)有問必答[M].電子工業(yè)出版社，，6（參編，7萬字）（ISBN：978-7-121-06894-2）（書籍第二次印版，在農(nóng)村書屋廣為農(nóng)民翻閱）周劍、楊欣主編，張伏參編.AutoCAD設計應用教程[M].中華人民共和國計量出版社，，3(ISBN：978-7-5026-2961-8)高等學校教材毛鵬軍主編，張伏、李心平副主編.植保園林機械維修[M].鄭州：中原農(nóng)民出版社，-7-1（ISBN：978-7-80739-452-5）（金陽光工程勞動就業(yè)培訓系