第一篇：輪式移動機器人結構設計開題報告

一、畢業(yè)設計（論文）依據(jù)及研究意義：

隨著機器人技術在外星探索、野外考察、軍事、安全等全新的領域得到日益廣泛的采用，機器人技術由室內走向室外，由固定、人工的環(huán)境走向移動、非人工的環(huán)境。移動機器人已經(jīng)成為機器人研究領域的一個重要分支。在軍事、危險操作和服務業(yè)等許多場合得到應用，需要機器人以無線方式實時接受控制命令，以期望的速度、方向和軌跡靈活自如地移動。其中輪式機器人由于具有機構簡單、活動靈活等特點尤為受到青睞。按照移動特性又可將移動機器人分為非全方位和全方位兩種。而輪式移動機構的類型也很多，對于一般的輪式移動機構，都不能進行任意的定位和定向，而全方位移動機構則可以利用車輪所具有的定位和定向功能，實現(xiàn)可在二維平面上從當前位置向任意方向運動而不需要車體改變姿態(tài)，在某些場合有明顯的優(yōu)越性；如在較狹窄或擁擠的場所工作時，全方位移動機構因其回轉半徑為零而可以靈活自由地穿行。另外，在許多需要精確定位和高精度軌跡跟蹤的時候，全方位移動機構可以對自己的位置進行細微的調整。由于全方位輪移動機構具有一般輪式移動機構無法取代的獨特特性，對于研究移動機器人的自由行走具有重要意義，成為機器人移動機構的發(fā)展趨勢?；谝陨纤?，本文從普遍應用出發(fā)，設計一種帶有機械手臂的全方位運動機器人平臺，該平臺能夠沿任何方向運動，運動靈活，機械手臂使之能夠執(zhí)行預定的操作。本文是機器人設計的基本環(huán)節(jié)，能夠為后續(xù)關于機器人的研究提供有價值的平臺參考和有用的思路。

二、國內外研究概況及發(fā)展趨勢

2.1 國外全方位移動機器人的研究現(xiàn)狀

國外很多研究機構開展了全方位移動機器人的研制工作，在車輪設計制造，機器人上輪子的配置方案，以及機器人的運動學分析等方面，進行了廣泛的研究，形成了許多具有不同特色的移動機器人產(chǎn)品。這方面日本、美國和德國處于領先地位。八十年代初期，美國在DARPA的支持下，卡內基· 梅隆大學（Carnegie Mellon university,CUM）、斯坦福（Stanford）和麻省理工（Massachusetts Institute of Technology,MIT）等院校開展了自主移動車輛的研究，NASA下屬的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也開展了這方面的研究。CMU機器人研究所研制的Navlab-1和Navlab-5系列機器人代表了室外移動機器人的發(fā)展方向。德國聯(lián)邦國防大學和奔馳公司于二十世紀九十年代研制成VaMoRs-P移動機器人。其車體采用奔馳500轎車。傳感器系統(tǒng)包括：4個小型彩色CCD攝像機，構成兩

組主動式雙目視覺系統(tǒng)；3個慣性線性加速度計和角度變化傳感器。SONY公司1999年推

出的寵物機器狗Aibo具有喜、怒、哀、厭、驚和奇6種情感狀態(tài)。它能爬行、坐立、伸展和打滾，而且摔倒后可以立即爬起來。本田公司1997年研制的Honda P3類人機器人代表雙足步行機器人的最高水平。它重130公斤、高1.60米、寬0.6米，工作時間為25分鐘，最大步行速度為2.0公里/小時。

國外研究的一些典型的全方位輪有麥克納姆輪、正交輪、球輪、偏心方向輪等。下面就這些輪進行介紹。

麥克納姆輪，如圖 1.1 所示，它由輪輻和固定在外周的許多小滾子構成，輪子和滾子之間的夾角為 Y，通常夾角 Y 為 45°，每個輪子具有三個自由度，第一個是繞輪子軸心轉動，第二個是繞滾子軸心轉動，第三個是繞輪子和地面的接觸點轉動。輪子由電機驅動，其余兩個自由度自由運動。由三個或三個以上的 Mecanum 輪可以構成全方位移動機器人。

圖1.2 麥克納姆輪應用

正交輪，由兩個形狀相同的球形輪子(削去球冠的球)架，固定在一個共同的殼體上構成，如圖 1.3 所示.每個球形輪子架有2個自由度，即繞輪子架的電機驅動轉動和繞輪子軸心的自由轉動。兩個輪子架的轉動軸方向相同，由一個電機驅動，兩個輪子的軸線方向相互垂直，因而稱為正交輪。中國科學院沈陽自動化研究所所研制的全方位移動機器人采用了這種結構，如圖1.4。

圖1.3 正交輪

圖1.4 正交輪的應用 球輪由一個滾動球體、一組支撐滾子和一組驅動滾子組成，其中支撐滾子固定在車底盤上，驅動滾子固定在一個可以繞球體中心轉動的支架上，如圖 1.6 所示。每個球輪上的驅動滾子由一個電機驅動，使球輪繞驅動滾子所構成平面的法線轉動，同時可以繞垂直的軸線自由轉動。

圖1.5 球 輪 圖1.6 球輪的應用

偏心萬向輪，如圖 1.7 所示，它采用輪盤上不連續(xù)滾子切換的運動方式，輪子在滾動和換向過程中同地面的接觸點不變，因而在運動過程中不會使機器人振動，同時明顯減少了機器人打滑現(xiàn)象的發(fā)生。

圖1.7偏心萬向輪 圖1.8 偏心萬向輪的應用

2.2 國內全方位移動機器人的研究現(xiàn)狀

我國在移動機器人方面的研究工作起步較晚，上世紀八十年代末，國家863計劃自動化領域自動機器人主題確立立項，開始了這方面的研究。在國防科工委和國家863計劃的資助下，由國防科大、清華大學等多所高校聯(lián)合研制軍用戶外移動機器人7B.8,并于1995年 12月通過驗收。7B.8的車體是由躍進客車改進而成,車上有二維彩色攝像機、三維激光雷達、超聲傳感器。其體系結構以水平式機構為主,采用傳統(tǒng)的“感知-建模-規(guī)劃-執(zhí)行”算法,其直線跟蹤速度達到20km/h。避障速度達到5-10km/h。

上海大學研制了一種全方位越障爬壁機器人,針對清洗壁面作業(yè)對機器人提出的特殊要求，研制了可越障輪式全方位移動機構—車輪組機構,該機構保證機器人可在保持姿態(tài)不變的前提下,沿壁面任意方向直線移動,或在原地任意角度旋轉,同時能跨越存在于機

器人運行中的障礙,不需要復雜的輔助機構來實現(xiàn)平面上運動和越障運動之間轉換。

哈爾濱工業(yè)大學的李瑞峰，孫笛生，劉廣利等人研制的移動式作業(yè)型智能服務機器人，并對課題當中的一些關鍵技術，如新型全方位移動機構、七自由

度機器人作業(yè)手臂和多傳感器信息融合等技術，最后給出了移動機器人的系統(tǒng)控制方案。

本文由閏土服務機械外文文獻翻譯成品淘寶店整理

哈爾濱工業(yè)大學的閆國榮，張海兵研究一種新型全方位輪式移動機構，這種全方位移動機構當中的輪子與麥克納姆輪的區(qū)別在于：這種全方位輪使小滾子軸線與輪子軸線垂直，則輪子主動的滾動和從動的橫向滑移之間將是真正相互獨立的；輪子正常轉動時，輪緣上的小滾子也將是純滾動，如圖1.9。

圖1.9 全方位移動機構仿真圖

三、研究內容及實驗方案

本課題從普遍應用出發(fā)，設計一種全向運動機器人平臺，該平臺能夠沿任何方向運動，運動靈活。本課題是機器人設計的基本環(huán)節(jié)，能夠為后續(xù)關于機器人的研究提供有價值的平臺參考和有用的思路。本文研究內容主要有：了解和分析已有的機器人移動平臺的工作原理和結構，以及分析操作手臂常用的結構和工作原理，對比它們的優(yōu)劣點。在這些基礎

上提出可行性方案，并選擇最佳方案來設計。根據(jù)選定的方案對帶有機械臂的全方位移動機器人進行本體設計，包括全方位車輪旋轉機構的設計、車輪轉向機構的設計和機器人操作臂的設計。要求全方位移動機構轉向、移動靈活，可以快速、有效的到達指定地點；機械臂操作范圍廣、運動靈活、結構簡單緊湊且尺寸小，可以快速、準確的完成指定工作。設計完成后要分析全方位移動機構的性能，為后續(xù)的研究提供可靠的參考和依據(jù)。

四、目標、主要特色及工作進度

1.緒論和全向移動機器人移動結構設計 3周 2.機器人的機械手臂設計 3周 3.機械材料的選擇和零件的校核 3周 4.外文資料翻譯（不少于6000字）1周 5.畢業(yè)論文整理及答辯準備 2周

五．參考文獻

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323、412-

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35、138-150

20.卜炎主編.中國機械設計大典—機械零部件設計，第一版，江西科技出版社，2002

第二篇：結構設計開題報告

結構設計開題報告

結構設計開題報告1

1.設計(或研究)的依據(jù)與意義：

本工程為某城區(qū)辦公樓采用多層框架結構，為永久性建筑。該樓總建筑面積為8000㎡，擬建位置另行給定,抗震設防烈度為8度。

根據(jù)城市城市規(guī)劃.建筑規(guī)模和要求以及現(xiàn)有的氣象條件(氣溫.相對濕度.主導風向.基本雪壓).工程場地地質條件.及材料供應和施工條件進行設計。西城區(qū)辦公樓由主樓和會議中心兩部分組成，主體結構為7層，內外裝修均為一般裝修。

相關設計依據(jù)：

(1).《建筑地基設計規(guī)范》 gb50007-xx

(2).《混凝土結構設計規(guī)范》 gb500010-xx

(3).《建筑結構荷載規(guī)范》 gb50009-xx

(4)、《建筑抗震設計規(guī)范》 gb500011-xx

(5).《砌體結構設計規(guī)范》 gb50003-xx

(6).《房屋建筑制圖統(tǒng)一標準》 cb/t50001-xx

(7).《建筑結構制圖標準》、gb/t50105-xx

(8).《建筑設計防火規(guī)范》 gb50045-1995

(9).有關標準圖集、相關教科書和及相關規(guī)定。

意義：

近年來框架結構在世界各地又有了很大的發(fā)展，許多城市普遍興建了包括商場、住宅、旅館、辦公樓和多功能建筑等各種類型的框架建筑。土木工程專業(yè)學生畢業(yè)后參加或從事框架結構設計已成為必須面對的現(xiàn)實之一。

通過畢業(yè)設計對大學期間所學的知識做一個系統(tǒng)的總結和應用，通過自己對在熟悉任務書的基礎上參觀、比較同類建筑，查閱、搜集有關設計資料使我的所學的知識得以綜合的應用，提高綜合知識的應用能力，對所學過的知識得以系統(tǒng)的深化。并培養(yǎng)我獨立解決建筑設計、結構設計的內容和步驟，及掌握建筑施工圖結構施工圖繪制的方法，為今后工作打下良好的基礎。

同時畢業(yè)設計是學生在畢業(yè)前半年的最后學習和綜合訓練的實踐性學習環(huán)節(jié)，是學習深化、拓寬、綜合教學的重要過程;是學生學習、研究與實踐成果的全面總結;是學生綜合素質與實踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗;是學生畢業(yè)及學位資格認定的重要依據(jù);也是衡量高等教育質量和辦學效益的重要評價內容。所以我們每一個畢業(yè)生都應該認真的努力完成自己的畢業(yè)設計，使自己成為社會需要的人才。

2.國內外同類設計(或同類研究)的概況綜述

框架結構是由梁柱桿系構成，能夠承受豎向和水平荷載作用的承重結構體系。一般設計成雙向梁柱抗側力體系，主體結構均宜采用剛接模式?？拐鹪O計時，為協(xié)調變形和合理分配內力，框架結構不宜設計成單跨結構。

豎向荷載作用下，框架結構以梁受彎為主要受力特點，梁端彎矩和跨中彎矩成為梁結構的控制內力。水平荷載作用下，框架柱承擔水平剪力和柱端彎矩，并由此產(chǎn)生水平側移，在梁柱節(jié)點處，由于協(xié)調變形使梁端產(chǎn)生彎矩和剪力，因此產(chǎn)生于柱上下端截面的軸力、彎矩和剪力是柱的控制內力。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高，人們對建筑產(chǎn)品也提出了更高的要求，不僅要安全、經(jīng)濟，還要實用、美觀。政府辦公樓作為公共建筑，在適應時代需求的同時，不僅有與其他公共建筑的共性，也有自己獨特的特點。其總體特征有以下幾個方面：

(1).現(xiàn)代政府辦公樓(特別是城市辦公樓)一般為高層超高層建筑，少數(shù)低級行政單位為多層。這主要是因為隨著經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，大量人口持續(xù)不斷的擁向城市，致使城市規(guī)模不斷擴大，需要更多的政府機關、單位和工作人員來管理和協(xié)調轄區(qū)內的各種關系，因此，政府辦公樓必須為各級行政工作人員提供足夠的辦公空間，而現(xiàn)在高層建筑的大量涌現(xiàn)，建筑技術的日臻成熟，因其能提供大量的建筑空間，因而成為多數(shù)政府辦公建筑的首選。

(2).主體大都采用框架結構，或框架剪力墻結構，以滿足現(xiàn)代辦公建筑的布置靈活、大開間、大進深要求。材料上多用鋼筋混凝土，局部采用鋼結構，以滿足承受自重、活荷載以及辦公用具荷載，并保證具有足夠的強度和穩(wěn)定性要求。

(3).為減輕結構自重，現(xiàn)代框架結構內部填充墻多采用加氣砼砌塊，外墻多采用非承重黏土空心磚。

(4).政府辦公建筑面積較大，使用人員眾多，流動性大，一般布置為內廊式，豎向上則布置多部電梯、樓梯。

(5).政府辦公建筑作為特殊的公共建筑，作用也因使用單位的不同而各異，因此在設計時還應充分考慮便于各部門施政的要求。

(6).政府辦公樓中有一些特殊用途的房間，如會議室，新聞發(fā)布廳等，由于其建筑面積很大，且內部要求空曠，不能布置柱，因此在結構設計中是難點，需要特別重視，重點考慮。

(7).辦公環(huán)境的好壞會影響辦公效率的高低，因此現(xiàn)代政府辦公建筑應充分考慮保溫隔熱消音通風等要求，采用新型無毒裝飾材料，減少對辦公人員的影響。會議室、新聞發(fā)布廳等特殊用途房間還應專門設計，滿足其特殊要求。

(8).隨著現(xiàn)在能源的日益緊缺，建筑作為能源消耗大戶，也應充分考慮環(huán)保要求?，F(xiàn)代政府辦公建筑中多采用新型、環(huán)保技術和材料，以減少對能源的消耗，最大限度的節(jié)約能源。

(9).政府辦公樓作為公共建筑，必須考慮對交通運輸?shù)囊?，保證周邊道路的通暢。

(10).在保安監(jiān)控、清潔衛(wèi)生方面，應設置專人專管，以利于工作的開展和責任的落實。

3.課題設計(或研究)的內容

本工程根據(jù)設計任務書設計一辦公樓，根據(jù)地質情況及各種荷載情況設計建筑物的基礎，根據(jù)荷載和建筑布局設計建筑物主體各層結構，設計梁柱的尺寸及配筋、板厚及配筋，根據(jù)氣象條件設計建筑物的地下防水防潮、屋面的防水、保溫與隔熱，使其達到實用、安全、經(jīng)濟、美觀的要求。

(1).建筑方案設計

繪出主要平面，立面，剖面圖，標明尺寸(一張1號圖紙)，比例1：200。

(2).建筑施工圖設計

1).平面圖：底層平面，標準層平面，頂層平面，比例1：100;

2).立面圖：主立面，背立面，側立面，比例1：100;

3).剖面圖：主要剖面(1：100)，樓梯剖面(1：50);

4).詳圖：需要詳細說明的節(jié)點，比例1：10或1：20;

5).總平面圖(1：500)，門窗表，建筑設計說明。

(3).結構施工圖

1).基礎平面圖和基礎詳圖，比例1：100;

2).樓面，屋面結構平面圖及節(jié)點詳圖，比例1：100;

3).框架梁柱配筋圖節(jié)點詳圖，比例1：50;

4).部分結構構件詳圖，比例1：20或1：10;

4.設計(或研究)方法

采用框架結構近似計算法，求豎向荷載作用下的內力用彎矩分配法;求水平荷載作用下的內力時，有d值法等。求水平地震作用的時候采用底部剪力法;

結合所學過的知識、通過查閱參考資料初步設計，再交指導老師審查，審查通過后，利用autocad 、和手工完成繪圖，利用excel、word等完成設計說明書及其他內容的編寫。

結構部分計算的大概步驟：

1).初估梁柱截面尺寸2).荷載計算

3).水平地震作用的側移驗算4).風荷載作用下的側移驗算

5).水平地震作用下橫向框架的內力計算6).豎向荷載作用下框架的內力計算

7).框架梁柱配筋8).板的配筋計算

9).樓梯配筋10).基礎的設計及配筋計算

5.實施計劃

設計內容所用時間

1.英文資料翻譯1周

2.開題報告、建筑方案 2周

3.各種結構的確定、繪圖、編制設計說明書7周

4.修改、整理 1周

5.檢查、準備、答辯1周

結構設計開題報告2

引言

溢洪道作為水庫建筑體系的重要部分之一，可以有效保證汛期內水庫建筑及其周遭設施的安全。對于中小型水庫工程而言，如果工程施工過程中質量不符合設計要求，未把溢洪道作為主要建筑體加以重視，導致建成的溢洪道不具備承受高速水流沖擊的能力，再加上日常管理養(yǎng)護工作不到位，以致汛期到來時臨時調度無法高效運行等等，都會導致溢洪道面臨水毀事故。除此之外在設計方面，因中小型水庫的溢洪道在設計階段標準要求不夠高，再加上消能設施完善度不夠或者根本沒有配置，也極易導致水毀事故。中小型水庫溢洪道設計方案科學性與合理性不僅關系到后期整個水庫建筑結構的安全性，更關系到工程項目建設的成本控制、造價管理工作質量高低。因此相關的設計單位與設計工程師在進行中小型水庫工程的設計工作時，應當提高對于溢洪道結構合理性的重視程度。

一、中小型水庫溢洪道方案確定可能面臨的問題

（一）中小型水庫由于工程項目建設資金有限，出于工程造價方面的考慮，在進行水庫溢洪道的設計時，所參考的地區(qū)汛期洪水相關數(shù)據(jù)常常偏小，根據(jù)的標準也不夠高，如此一業(yè)，所設計出的溢洪道結構以及框架就會不甚合理，尺寸上面會有所偏差，再加上水庫運營過程中溢洪道周圍巖體長期的風化坍落，往往導致本身泄流能力有限的溢洪道功能能揮更受到限制，進面造成汛期泄洪的巨大安全壓力。

（二）在中小型水庫工程的建設過程中，溢洪道的位置設置方面往往面臨不合理不科學的狀況。比如溢洪道的進出口部分在設計方案中與水庫壩體的距離太小，溢洪道和壩肩只隔著一層非常單薄山脊結構，再加上溢洪道進口部分如緊又缺乏有效的護砌措施，在汛期需要泄洪的時候，如果沖蝕現(xiàn)象發(fā)生，那么壩肩、壩體的安全將直接受到威脅；另外如果設計方案中的溢洪道陡槽末端和水庫壩底緊密相貼，當面臨橫向水流的沖擊時，壩腳安全根本無法受到保障，水庫主壩的安全性將十分堪憂。

（三）在中小型水庫工程的建設過程中，進行溢洪道平面彎道的設計時，如果方案彎道的半徑太大或者變度變化過于劇烈，汛期洪水泄流將面臨非常大的麻煩。以溢洪道陡坡段為例，若有彎道設置，那么彎道本身水流狀態(tài)以及流勢變化特點會導致水道兩邊出現(xiàn)水面差，而且凹岸水面明顯過高，到水流下游與平直段進行對接時就會形成比較大的折沖水流，直接影響到水庫的泄流水平以及消能作用。此外，如果溢洪道無論哪個部分的彎度變化過于劇烈，都會導致壅水情況的發(fā)生，嚴重沖擊砌護結構的，進而影響到溢洪道結構本身的安全性。

（四）在中小型水庫工程的建設過程中，相關部門與工作人員在進行溢洪道平面結構布置和縱橫剖面設計時可能面臨到的問題以陡坡的幅度大于降過區(qū)。在實踐中，因一些溢洪道需設置于非巖性山體之上，在道底沒有做充分的反濾襯砌結構的情況下，汛期溢洪道滲水之后，山體極易出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，溢洪道的結構穩(wěn)定性非常差；另外在進行溢洪道橫斷面設計時，部分工程施工人員對山體開挖坡度控制不到位，導致一些區(qū)段坡度過大，在襯砌結構厚度不足的情況下，根本無法溢洪道結構的穩(wěn)定性要求，同時也易導致水體坍方；溢洪道平面設計時如果存在水庫上下游斷面連接不順暢就極易影響到水庫的.排水泄洪能力；還有如果溢洪道與河道對接的部分結構設計不合理，甚至出現(xiàn)末端遠遠高于河床高度，最終會影響到整個水庫建筑結構的質量。

二、中小型水庫溢洪道結構設計過程中需要注意的設計技巧

在中小型水庫的設計也建設過程中，溢洪道部分的設計布局應當做到最大程度與建設地的地理特點相結合，在保證工程結構穩(wěn)定性與安全性的前提下，節(jié)約資金，控制工程造價。如果水庫主壩周圍有天然山體，可其上直接設置溢洪道結構；如果水庫主壩入口過窄，無法從正面布設溢洪道，那就需要考慮側槽式布局方案。在設計實踐中，溢洪道規(guī)劃的最高原則是結構線路短、彎道盡量少出現(xiàn)或不出現(xiàn)、結構基礎穩(wěn)定性強、泄洪口遠離水庫主壩體。

（一）溢洪道水流入口段的設計技巧

在進行溢洪道水流入口段的設計時，設計人員最好水流入口設計為喇叭狀，這樣可以最大程度保證水流進入的平緩順暢；而且為了減少能量損耗，入口段長度最好不要太長；在進行設計時，如果由于建設地點地理特點的限制不可避免需要加設彎道，那么首先必須最大程度保證彎道段的平緩度，同時還應注意彎道段與水流下部分的銜接部分以及水流出口部分要與壩腳保持遠離，防止溢洪道運營過程中水對于壩腳的沖刷度過大。最后，溢洪道水流入口段的截面最好選用梯形或者矩形，如果水庫水流速度的話，無需對水道加以砌護；但是壩端以及主建筑物附近、彎道兩邊的凹岸部分均應加調砌護結構，以保證溢洪道的穩(wěn)定與安全性。

（二）溢洪道水流控制段的設計技巧

在進行溢洪道水流控制段的設計時，設計人員應當使入口處的水流與控制段的建筑物呈垂直狀態(tài)，以保證泄流的均勻程度；在建設地段地理條件的基礎上，按照水庫泄流量的要求進行寬頂堰抑或實用斷面堰的設置，其寬度依照單位寬度水流流量進行確定。一般來說，硬度較大的巖基的單位寬度水流量為；而非巖基的單位寬度輸水量為。除了應在水流入口道加設引流段，還應保證控制段的堰頂寬度保持在范圍內；同時為了保證水流的平緩順暢，設計人員在設計時還應將控制段堰口與水流上游的入口引流段之間以水流漸變段相連，收縮角度最好在左右。如果本段的堰體寬度比較大，需要在堰體橫向上加設沉陷區(qū)與溫度縫區(qū)，兩者中間的距離以為宜。

（三）溢洪道的急流段的設計技巧

在進行溢洪道水流急流段的設計時，設計人員最好選擇直線結構進行布局，還要最大程度避免彎道以及扭坡的出現(xiàn)，防止因水流狀態(tài)的急劇變化而導致負壓的產(chǎn)生；進行該部分縱斷面的設計時必須從當?shù)貙嶋H地質特點出發(fā)，廣泛結合緩坡、多級跳躍、急流陡坡等多種坡段形態(tài)，做到因地制宜；鑒于該段水流的速度很快，設計人員應當考慮將此段布設在硬度大而沖刷的巖基部分，因為置于新鮮巖基結構上的急流水段無需額外加以砌護；當然如果不具備此條件，那就必須把非巖基地段加設砌襯結構，其厚度可按照該段的地理數(shù)據(jù)以及急流段的水流速度進行確定。

三、結束語

近年來，我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平進一步提高，各項產(chǎn)業(yè)結構都經(jīng)過了深刻的調整階段，特別是對于第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)而言，其結構調整更是引人矚目。在此過程中，中小型水庫工程的實用功能也隨之出現(xiàn)了較大幅度的調整，多數(shù)中小型水庫均由傳統(tǒng)上單純服務農(nóng)業(yè)灌溉，轉向了城鄉(xiāng)供水的功能性轉變，同時又擔負了中小河流防洪防汛的重任，甚至有些地區(qū)的水庫通過對水庫溢洪道水流入口段高程的調整，不斷增加水庫的容量以及泄洪能力。所以在實踐中，中小型水庫工程的溢洪道部分更應當引起建設部門以及設計單位的切實關注。在進行工程加固以及結構改造過程中，對于溢洪道的布局進行合理設計與調整，最大程度上保證水庫汛期運行的安全性與可靠性。

參考文獻：

[1]朱曉玲,陳皓,李玉芳.中小型水庫壩下排水涵管除險加固設計要點[J].人民長江.20xx,42(9):57-97

[2]黃林祥.我省中小型水庫溢洪道病害及其處理技術探討[J].引進與咨詢.20xx(5):35-36

結構設計開題報告3

一、本課題研究考察內容：

首先，在建筑設計方面：

1、要先對建筑外觀、建筑面積、建筑高度、層高和室內凈高進行設計；

2、然后對局部進行設計，如地下室墻身、樓地面、頂棚、屋面、樓面、坡面及樓梯位置，消防要求等進行設計。各部分都要按照規(guī)范要求進行設計。

3、最后要明確框架結構的抗震級數(shù)，采用規(guī)則結構以利于房子抗震，按照統(tǒng)一柱面、統(tǒng)一層高的原則，確定柱網(wǎng)尺寸，確定材料及截面尺寸，以及基礎的選定。

其次，在體系的選擇方面：

1、由于在發(fā)生地震時，框架柱首當其沖，一旦出現(xiàn)塑性鉸，將危及該柱距范圍內的上層建筑，并可能引起相鄰柱距范圍的上層建筑連續(xù)倒塌，所以框架結構不宜采用單跨形式；且縱橫兩個方向的水平地震作用都由抗側力構件承擔，結構應設計成雙向框架體系；

2、框架結構的柱與梁宜上下左右貫通，不宜采用復式框架；以及磚混框―剪結構。

3、在填充墻的布置方面：宜采用輕質材料，且應避免形成上、下層剛度變化過大；避免形成短柱；減少因抗側剛度偏心所造成的扭轉。

再次，在結構設計方面：

1、根據(jù)不同的設計要求選取不同的荷載代表值來進行承載力計算。

2、進行變形驗算。

3、進行橫向水平與縱向水平地震的作用計算。

最后，我們還要進行“三水準、兩階段”設計方法進行抗震設計：

1、做好“強柱弱梁”的設計

由于框架柱受軸向壓力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出現(xiàn)塑性鉸，就會產(chǎn)生較大的層間位移，甚至形成同層各柱上下端同時出現(xiàn)塑性鉸的“柱鉸結構”，從而危及結構承受垂直荷載的能力?？蚣苤趬毫?、彎矩、剪力的共同作用下，縱筋按正截面抗彎承載力設計，箍筋按斜截面抗剪承載力設計，此外為了使柱具有一定的延性，要控制柱的軸壓比。

2、做好“強剪弱彎”的設計

框架梁的截面設計包括正截面抗彎承載力設計和斜截面抗剪承載力設計，然后再根據(jù)構造要求統(tǒng)一調整和布置縱向鋼筋和箍筋。

為了防止梁端，柱端在彎曲屈服前出現(xiàn)脆性剪切破壞，在設計中要求做到“強剪弱彎”亦即構件的受剪承載力要大于構件彎曲時實際達到的剪力。

3、做好“強節(jié)點弱構件”的設計，還要對節(jié)點進行抗震結構設計要求框架節(jié)點核心區(qū)不先于梁柱破壞。

完成具有一定復雜程度的建筑物的建筑設計、結構設計和施工組織設計。

二、本課題需完成內容：

（一）建筑設計內容

1、方案設計

2、詳細設計

3、施工圖繪制

（二）結構設計內容

1、結構方案及結構布置

2、樣板構件選型

3、框架內力計算

4、梁柱配筋及基礎設計

5、繪制結構施工圖

6、整理計算書

（三）施工組織設計

1、確定主要分部分項工程施工方案

2、主導工程施工設計

3、單位工程施工進度計劃設計

4、施工平面圖設計

5、整理設計說明書

三、本課題研究考察方案：

1、文獻收集。

廣泛收集與辦公樓有關的建筑設計、結構設計和施工組織設計資料。

2、畢業(yè)實習。

通過對現(xiàn)場直觀觀察，對實際工程中各處的工程施工與管理情況有了一定的感性認識。在這一過程中，學到了一些設計時應該掌握的一些工程細節(jié)，以及理論跟實際工程的聯(lián)系，更好的指導設計。

3、教師分階段講課。

建筑、結構和施工三個環(huán)節(jié)的指導老師，結合學生的進度分階段講課，并對相關問題展開討論。

4、結構設計是整個設計中工作量最大，時間最長的一個環(huán)節(jié)，為了加深和鞏固學生對自己出知識和基本技能的掌握程度，結構計算以手算為主，電算為輔的方法，施工圖繪制要求既有手工繪制又有計算機繪制。

四、研究考察目標、工作進度：

通過綜合運用所學的理論知識和技能，解決中學教學樓的建筑設計、結構設計和施工監(jiān)理方面的實際問題，從而對一般框架類型的房子的設計和施工有比較全面的了解，對建筑設計、結構設計和施工之間必須相互密切配合的內在聯(lián)系有較深刻的認識，為今后獨立從事土建設計和施工打下基礎。每一位同學都要在熟悉設計任務書的基礎上，類比同類建筑物，根據(jù)已給出的示意方案，結合南昌市的自然條件，施工單位的施工技術水平，材料供應情況，進行建筑設計、結構設計的計算以及單位工程的施工監(jiān)理，并繪制出主要的建筑、結構施工圖。

1、建筑部分

完成下列建筑施工圖繪制：

（1）總平面設計，施工總說明，門窗表。

（2）平面圖：底層、樣板層，屋頂平面圖。

（3）立面圖：1～2個。

（4）剖面圖：1～2個。

（5）根據(jù)需要完成3—5個典型節(jié)點詳圖。

建筑部分圖量不少于2號圖紙6張，原則上不多于2號圖紙10張，其中1張手繪（至少包括一個主要建筑平面圖）。施工圖中均應有施工說明。

2、結構部分

本設計按平面整體表示方法規(guī)定（03G101）繪制施工圖，計算軸線梁柱配筋按手算結果確定，其余梁柱配筋根據(jù)軟件計算結果確定，注意適當歸并。圖紙內容應包括如下基本內容：

（1）結構施工總說明；

（2）基礎平面布置及配筋圖；

（3）底層柱平面整體配筋圖（截面注解方式）；

（4）底層、樣板層和頂層的梁整體配筋圖（平面注解方式）；

（5）手算層的板整體配筋圖（平面注解方式）；

（6）一榀框架立體配筋圖（非平法表示）；

（7）手繪一張樓梯結構平面布置圖、配筋圖（非平法表示）；

（8）其它詳圖。

結構施工圖不少于2號圖紙8張，原則上不多于2號圖紙12張，各張施工圖中均應有施工說明。施工圖中均應有施工說明。

本人東南大學結構工程專業(yè)研究考察生畢業(yè)，現(xiàn)在設計院從事設計工作，長期代做土木工程專業(yè)畢業(yè)設計，按照任務書的要求，按照老師的要求通過率百分百，20xx~20xx我們團隊取得了很好的成績，覆蓋大部分省市的院校。（框架結構、框剪結構、剪力墻結構、砌體結構、鋼結構為主）主要包括建筑設計（建筑圖）、結構設計（結構施工圖、手算計算書、PKPM模型等）、施工組織設計，另外長期代做本科生課程設計（樓蓋、廠房等），質量保證、價格面議，聯(lián)系方式：1085287324包過，輔導答辯，提供答辯主要資料。（老字號）（山寨小號同行勿模仿）（請自重）（非誠勿擾）（某些山寨同行通過制作網(wǎng)站、網(wǎng)店來進行糊弄學生的行為我們不予以揭穿）

五、工作進度：

1、建筑設計進度計劃

第5—6周：建筑方案及建筑施工圖

2、結構設計進度計劃

第7周：結構選型與布置及布置圖的繪制

第8周：計算簡圖及荷載計算

第9周—第10周上半周：框架內力計算及內力組合上機計算

第10周下半周—第11周上半周：框架梁、柱截面設計，上機計算

第11周下半周：現(xiàn)澆樓面板設計、上機計算

第12周上半周：樓梯結構設計計算、上機計算

第12周下半周：基礎設計、上機計算

第13—14周：繪施工圖、整理前述工作的計算書

第15周評閱、答辯，評定成績

第三篇：建筑結構設計開題報告

建筑結構設計開題報告

建筑結構設計開題報告1

設計(論文)題目：

玉都華庭施工組織設計

選題依據(jù)：

1、國內外有關的研究動態(tài)

施工工組織設計作為指導施工全過程各項活動的技術經(jīng)濟的綱領性文件，是施工技術與施工項目管理有機結合的產(chǎn)物，它是工程開工后施工活動能有序、高效、科學合理地進行的保證。

60年代我們的施工組織措施采用的蘇聯(lián)的管理模式，隨著我國的經(jīng)濟的增長，我們建筑業(yè)的發(fā)展，我們的施工項目管理也不斷的更科學，70到80年代施工組織設計在我國全面的推廣，經(jīng)過我們不斷的實踐、探索、研究，使之我們現(xiàn)在的施工組織更科學更協(xié)調，經(jīng)濟上更合理建筑施工組織設計必須擴大深度和范圍，對設計圖紙的合理性和經(jīng)濟性做出評估，實現(xiàn)設計和施工技術的一體化。施工企業(yè)要建立施工組織設計總結與工法制度，擴大技術積累，加快技術轉化，使新的技術成果在施工組織設計中得到應用。

現(xiàn)階段國內外施工組織學科的發(fā)展特點是廣泛利用數(shù)學方法、網(wǎng)絡技術和計算技術等定量性方法，對整個工程的施工進行工期、成本、質量的控制，以達到工期短、質量好和成本低的目標。

目前已是知識經(jīng)濟時代，信息技術在工程項目中已起到越來越大的作用，建筑施工企業(yè)應大力發(fā)展與運用信息技術，重視高新技術的移植和利用，拓寬智力資源的傳播渠道，全面改進傳統(tǒng)的編制方法，使信息在生產(chǎn)力諸要素中起到核心的作用，逐步實現(xiàn)施工信息自動化、施工作業(yè)機器化、施工技術模塊化和系統(tǒng)化，以產(chǎn)生更大的經(jīng)濟效益，增強建筑施工企業(yè)的競爭力，從而使企業(yè)能在日益激烈的競爭中獲得更好的生存環(huán)境。

2、理論及實際意義

在此工程設計中，施工組織設計的意義體現(xiàn)在：它是指導施工全過程各項活動的技術經(jīng)濟的綱領性文件;它是該工程開工前后施工活動能有序、高效、科學合理地進行的保證;它體現(xiàn)了施工企業(yè)管理水平，施工技術水平，機械設備裝備能力。

3、完成研究內容的技術路線或研究方法

首先熟悉工程概況以及周圍的各種環(huán)境，然后根據(jù)場地的大小和出入路線合理布置場地的臨時設施和倉庫的位置，由著方便、安全的原則合理布置平面。根據(jù)施工隊伍以及人員配置和施工方案編制合適的施工進度，對各個分部分項工程進行安全、質量、進度、成本進行動態(tài)控制，保持工程有序、穩(wěn)定的實施。

建筑結構設計開題報告2

1、課題名稱：

鋼筋混凝土多層、多跨框架軟件開發(fā)

2、項目研究背景：

所要編寫的結構程序是混凝土的框架結構的設計，建筑指各種房屋及其附屬的構筑物。建筑結構是在建筑中，由若干構件，即組成結構的單元如梁、板、柱等，連接而構成的能承受作用(或稱荷載)的平面或空間體系。

編寫算例使用建設部最新出臺的《混凝土結構設計規(guī)范》gb50010-xx,該規(guī)范與原混凝土結構設計規(guī)范gbj10-89相比，新增內容約占15%，有重大修訂的內容約占35%，保持和基本保持原規(guī)范內容的部分約占50%，規(guī)范全面總結了原規(guī)范發(fā)布實施以來的實踐經(jīng)驗，借鑒了國外先進標準技術。

3、項目研究意義：

建筑中，結構是為建筑物提供安全可靠、經(jīng)久耐用、節(jié)能節(jié)材、滿足建筑功能的一個重要組成部分，它與建筑材料、制品、施工的工業(yè)化水平密切相關，對發(fā)展新技術。新材料，提高機械化、自動化水平有著重要的促進作用。

由于結構計算牽扯的數(shù)學公式較多，并且所涉及的規(guī)范和標準很零碎。并且計算量非常之大，近年來，隨著經(jīng)濟進一步發(fā)展，城市人口集中、用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化，更加劇了房屋設計的復雜性，許多多高層建筑不斷的被建造。這些建筑無論從時間上還是從勞動量上，都客觀的需要計算機程序的輔助設計。這樣，結構軟件開發(fā)就顯得尤為重要。

一棟建筑的結構設計是否合理，主要取決于結構體系、結構布置、構件的截面尺寸、材料強度等級以及主要機構構造是否合理。這些問題已經(jīng)正確解決，結構計算、施工圖的繪制、則是另令人辛苦的具體程序設計工作了，因此原來在學校使用的手算方法，將被運用到具體的程序代碼中去，精力就不僅集中在怎樣利用所學的結構知識來設計出做法，還要想到如何把這些做法用代碼來實現(xiàn)。

4、文獻研究概況

在不同類型的結構設計中有些內容是一樣的，做框架結構設計時關鍵是要減少漏項、減少差錯，計算機也是如此的。

建筑結構設計開題報告3

一、本課題研究考察內容：

首先，在建筑設計方面：

1、要先對建筑外觀、建筑面積、建筑高度、層高和室內凈高進行設計；

2、然后對局部進行設計，如地下室墻身、樓地面、頂棚、屋面、樓面、坡面及樓梯位置，消防要求等進行設計。各部分都要按照規(guī)范要求進行設計。

3、最后要明確框架結構的抗震級數(shù)，采用規(guī)則結構以利于房子抗震，按照統(tǒng)一柱面、統(tǒng)一層高的`原則，確定柱網(wǎng)尺寸，確定材料及截面尺寸，以及基礎的選定。

其次，在體系的選擇方面：

1、由于在發(fā)生地震時，框架柱首當其沖，一旦出現(xiàn)塑性鉸，將危及該柱距范圍內的上層建筑，并可能引起相鄰柱距范圍的上層建筑連續(xù)倒塌，所以框架結構不宜采用單跨形式；且縱橫兩個方向的水平地震作用都由抗側力構件承擔，結構應設計成雙向框架體系；

2、框架結構的柱與梁宜上下左右貫通，不宜采用復式框架；以及磚混框―剪結構。

3、在填充墻的布置方面：宜采用輕質材料，且應避免形成上、下層剛度變化過大；避免形成短柱；減少因抗側剛度偏心所造成的扭轉。

再次，在結構設計方面：

1、根據(jù)不同的設計要求選取不同的荷載代表值來進行承載力計算。

2、進行變形驗算。

3、進行橫向水平與縱向水平地震的作用計算。

最后，我們還要進行“三水準、兩階段”設計方法進行抗震設計：

1、做好“強柱弱梁”的設計

由于框架柱受軸向壓力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出現(xiàn)塑性鉸，就會產(chǎn)生較大的層間位移，甚至形成同層各柱上下端同時出現(xiàn)塑性鉸的“柱鉸結構”，從而危及結構承受垂直荷載的能力。框架柱在壓力、彎矩、剪力的共同作用下，縱筋按正截面抗彎承載力設計，箍筋按斜截面抗剪承載力設計，此外為了使柱具有一定的延性，要控制柱的軸壓比。

2、做好“強剪弱彎”的設計

框架梁的截面設計包括正截面抗彎承載力設計和斜截面抗剪承載力設計，然后再根據(jù)構造要求統(tǒng)一調整和布置縱向鋼筋和箍筋。

為了防止梁端，柱端在彎曲屈服前出現(xiàn)脆性剪切破壞，在設計中要求做到“強剪弱彎”亦即構件的受剪承載力要大于構件彎曲時實際達到的剪力。

3、做好“強節(jié)點弱構件”的設計，還要對節(jié)點進行抗震結構設計要求框架節(jié)點核心區(qū)不先于梁柱破壞。

完成具有一定復雜程度的建筑物的建筑設計、結構設計和施工組織設計。

二、本課題需完成內容：

（一）建筑設計內容

1、方案設計

2、詳細設計

3、施工圖繪制

（二）結構設計內容

1、結構方案及結構布置

2、樣板構件選型

3、框架內力計算

4、梁柱配筋及基礎設計

5、繪制結構施工圖

6、整理計算書

（三）施工組織設計

1、確定主要分部分項工程施工方案

2、主導工程施工設計

3、單位工程施工進度計劃設計

4、施工平面圖設計

5、整理設計說明書

三、本課題研究考察方案：

1、文獻收集。

廣泛收集與辦公樓有關的建筑設計、結構設計和施工組織設計資料。

2、畢業(yè)實習。

通過對現(xiàn)場直觀觀察，對實際工程中各處的工程施工與管理情況有了一定的感性認識。在這一過程中，學到了一些設計時應該掌握的一些工程細節(jié)，以及理論跟實際工程的聯(lián)系，更好的指導設計。

3、教師分階段講課。

建筑、結構和施工三個環(huán)節(jié)的指導老師，結合學生的進度分階段講課，并對相關問題展開討論。

4、結構設計是整個設計中工作量最大，時間最長的一個環(huán)節(jié)，為了加深和鞏固學生對自己出知識和基本技能的掌握程度，結構計算以手算為主，電算為輔的方法，施工圖繪制要求既有手工繪制又有計算機繪制。

四、研究考察目標、工作進度：

通過綜合運用所學的理論知識和技能，解決中學教學樓的建筑設計、結構設計和施工監(jiān)理方面的實際問題，從而對一般框架類型的房子的設計和施工有比較全面的了解，對建筑設計、結構設計和施工之間必須相互密切配合的內在聯(lián)系有較深刻的認識，為今后獨立從事土建設計和施工打下基礎。每一位同學都要在熟悉設計任務書的基礎上，類比同類建筑物，根據(jù)已給出的示意方案，結合南昌市的自然條件，施工單位的施工技術水平，材料供應情況，進行建筑設計、結構設計的計算以及單位工程的施工監(jiān)理，并繪制出主要的建筑、結構施工圖。

1、建筑部分

完成下列建筑施工圖繪制：

（1）總平面設計，施工總說明，門窗表。

（2）平面圖：底層、樣板層，屋頂平面圖。

（3）立面圖：1～2個。

（4）剖面圖：1～2個。

（5）根據(jù)需要完成3—5個典型節(jié)點詳圖。

建筑部分圖量不少于2號圖紙6張，原則上不多于2號圖紙10張，其中1張手繪（至少包括一個主要建筑平面圖）。施工圖中均應有施工說明。

2、結構部分

本設計按平面整體表示方法規(guī)定（03G101）繪制施工圖，計算軸線梁柱配筋按手算結果確定，其余梁柱配筋根據(jù)軟件計算結果確定，注意適當歸并。圖紙內容應包括如下基本內容：

（1）結構施工總說明；

（2）基礎平面布置及配筋圖；

（3）底層柱平面整體配筋圖（截面注解方式）；

（4）底層、樣板層和頂層的梁整體配筋圖（平面注解方式）；

（5）手算層的板整體配筋圖（平面注解方式）；

（6）一榀框架立體配筋圖（非平法表示）；

（7）手繪一張樓梯結構平面布置圖、配筋圖（非平法表示）；

（8）其它詳圖。

結構施工圖不少于2號圖紙8張，原則上不多于2號圖紙12張，各張施工圖中均應有施工說明。施工圖中均應有施工說明。

本人東南大學結構工程專業(yè)研究考察生畢業(yè)，現(xiàn)在設計院從事設計工作，長期代做土木工程專業(yè)畢業(yè)設計，按照任務書的要求，按照老師的要求通過率百分百，20xx~20xx我們團隊取得了很好的成績，覆蓋大部分省市的院校。（框架結構、框剪結構、剪力墻結構、砌體結構、鋼結構為主）主要包括建筑設計（建筑圖）、結構設計（結構施工圖、手算計算書、PKPM模型等）、施工組織設計，另外長期代做本科生課程設計（樓蓋、廠房等），質量保證、價格面議，聯(lián)系方式：1085287324包過，輔導答辯，提供答辯主要資料。（老字號）（山寨小號同行勿模仿）（請自重）（非誠勿擾）（某些山寨同行通過制作網(wǎng)站、網(wǎng)店來進行糊弄學生的行為我們不予以揭穿）

五、工作進度：

1、建筑設計進度計劃

第5—6周：建筑方案及建筑施工圖

2、結構設計進度計劃

第7周：結構選型與布置及布置圖的繪制

第8周：計算簡圖及荷載計算

第9周—第10周上半周：框架內力計算及內力組合上機計算

第10周下半周—第11周上半周：框架梁、柱截面設計，上機計算

第11周下半周：現(xiàn)澆樓面板設計、上機計算

第12周上半周：樓梯結構設計計算、上機計算

第12周下半周：基礎設計、上機計算

第13—14周：繪施工圖、整理前述工作的計算書

第15周評閱、答辯，評定成績

第四篇：輪式機器人調研報告

輪式機器人調研報告

摘要：機器人是一種自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術制定的原則綱領行動。在機器人中，輪式機器人的應用十分廣泛，在各個領域都出現(xiàn)了輪式機器人的身影。由于應用廣泛，人們對其的研究和思考從未間斷。

關鍵詞：定義 構成 分類 控制 機構 應用

正文：

一、定義

隨著社會發(fā)展和科技進步，機器人在生產(chǎn)生活中得到越來越多的應用，其中，工業(yè)機器人大多都是機械臂使固定機器人。而還有很多機器人可以根據(jù)人們的需要按照預訂路徑進行移動，這類機器人即為移動機器人其移動機構又分為輪式、履帶式、腿式、跳躍式和復合式。每種機器人都有其特定的制造方式和功能。其中，輪式機器人，既以驅動輪子來帶動機器人進行移動和工作的機器人。雖然其運動穩(wěn)定性與路面的路況有很大關系，但是由于其具有自重輕、承載大、機構簡單、驅動和控制相對方便、行走速度快、工作效率高等特點，從而被廣泛應用。

二、輪式機器人的分類

由于輪子的多少，直接關系到機器人設計的技術和難度，以及其功用。所以輪式機器人的分類一般都是根據(jù)其輪子多少進行分類。按照已經(jīng)出現(xiàn)的機器人，可以分為如下幾類：單輪滾動機器人（如球形機器人）、兩輪移動機器人在（如自行車機器人）、三、四輪機器人（如智能車）、六輪機器人和復合機器人。一般而言，三輪機器人簡單實用，四輪機器人穩(wěn)定性好，承載能力大，而相比之下，六輪機器人比四輪機器人更為優(yōu)越。

三、輪式機器人研究的幾個重要方面

機器人是一種高自動化的高科技產(chǎn)品，它的誕生，是各個學科交叉應用的結果。如今，研制一種機器人就需要從各個科學領域對其進行研究和創(chuàng)新。一般而言，機器人的主要技術如下：機器人機構、導航和定位、路徑規(guī)劃、傳感器技術、控制技術、移動機器人傳感器技術、屏蔽技術等。

1.機器人機構

輪式機器人的機構設計屬于機械領域，在設計過程中不僅要考慮自身重量的影響，還要考慮到工作環(huán)境的影響，而且不能對數(shù)據(jù)的采集和分析產(chǎn)生干擾。在輪式機器人的機構設計中，最為重要的是轉向機構的設計，如今，轉向機構主要分為如下幾種：艾克曼轉向（前輪轉向前輪驅動或者前輪轉向后輪驅動）；滑動轉向（兩側車輪獨立驅動）；全向轉動（基于全方位移動輪構建，如麥克納姆輪）；軸－關節(jié)轉向；（車輪轉動幅度較大）；車體－關節(jié)轉向（轉彎半徑小，轉向靈活，但是軌跡難以控制）。再輪式機器人的設計中應根據(jù)具體需要來選擇轉向機構的設計。

2.導航和定位

導航和定位是確定機器人在多維工作環(huán)境中相對于全局坐標的位置，是移動機器人最基本的環(huán)節(jié)。導航方式有慣性導航，磁導航，視覺導航，衛(wèi)星導航等，定位方式有慣性定位，陸標定位，聲音定位等，在機器人設計中，需要對輪式機器人的模型進行分析，才能得出合理有效地導航方式和定位方式。

3.路徑規(guī)劃

路徑規(guī)劃，既讓輪式機器人按照某一性能指標搜索一條起始狀態(tài)到目標狀態(tài)的最優(yōu)路徑。在設計過程中路徑規(guī)劃要考慮全局路徑和局部路徑兩個方面。其中全局路徑是機器人運行的總路徑，而局部路徑可以使機器人在運動過程中避免碰撞。在分析運動過程中，可以考慮D-H參數(shù)法對其進行分析。

4.傳感器

在輪式機器人中，傳感器就相當于人的感官。它收集外界和自己發(fā)生的信息，從而為后續(xù)處理積累了前提的數(shù)據(jù)。輪式機器人中一般會用到的傳感器一般有如下幾種：內部有測量機器人行進速度的，如線加速度計；測量轉角的，如陀螺儀，外部的傳感器主要是用來檢測外部環(huán)境，防止碰撞，如超聲波傳感器，視覺傳感器等等。傳感器將采集來的數(shù)據(jù)傳送給控制器，再加以處理，才能使得輪式機器人按照預訂路徑進行移動。

5.控制

常見的控制有PID控制，但是這些年一般對機器人所用的都是模糊控制，因為模糊控制不需要建立數(shù)學模型，可以語言化的表達復雜的非線性系統(tǒng)。另外，由于工作環(huán)境的要求，很多輪式機器人都用上了遙控技術，這樣，可以擴大機器人的工作空間和工作能力，但是遙控通常會產(chǎn)生更大的誤差，因此，如何更好地控制誤差，使其達到預定的工作效果，是遙控技術不可不考慮的一個問題。

6.屏蔽

由于在機器人工作工程中，會產(chǎn)生這樣那樣的干擾，如何去除這些干擾，讓機器人更為可靠，就需要更好的屏蔽技術來為其服務。屏蔽設計時要考慮到可靠

性，適應性以及經(jīng)濟性，盡量為其找到適合的屏蔽技術。一般的屏蔽技術有：隔離技術，濾波技術，接地抑制反電勢干擾技術等。

四、總結

機器人是一種仿生的高科技產(chǎn)物。輪式機器人的出現(xiàn)，為人們的生活和科學發(fā)展做出了十分接觸的貢獻。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、反恐、防爆、空間探測等各個領域，輪式機器人都可以代替人類完成一些危險或者不可完成的任務。如何控制輪式機器人按照我們需要的方式進行移動和精準的動作是十分重要的一個環(huán)節(jié)。另外，如今，機器人已經(jīng)向著更為宏觀和微觀的方向發(fā)展，相信，在不久的將來，在更為精準的設計和控制下，輪式機器人將會為我們帶來更為美好的生活！

第五篇：關于3D打印機機械結構設計開題報告

2.1本課題要解決問題

學校目前使用的立體光固化快速成型設備為SPS450。該設備主要由由激光發(fā)生器，控制系統(tǒng)和三個軸向的運動系統(tǒng)等組成。三個軸向運動分別為Z軸、B軸和F軸。Z軸控制工作臺的升降系統(tǒng)（如圖4所示）；F軸為液面補償系統(tǒng)，通過控制浮塊的升降來補償液面的變化；B軸是橫向的涂鋪系統(tǒng)，通過控制刮板的水平移動刮平液面并使液面平穩(wěn)靜止，確保光固化的精度。

圖4 Z軸運動系統(tǒng)簡圖

該設備將所設計零件的三維計算圖像數(shù)據(jù)轉換成一系列很薄的模型截面數(shù)據(jù)，然后在快速成型機上，用可控制的紫外線激光束，按計算機切片軟件所得到的每層薄片的二維圖形輪廓軌跡，對液態(tài)光敏樹脂進行掃描固化，形成連續(xù)的固化點，從而構成模型的一個薄截面輪廓。下一層以同樣的方法制造。該工藝從零件的最底薄層截面開始，一次一層連續(xù)進行，直到三維立體模型制成。一般每層厚度為0.076～0.381mm，最后將制品從樹脂液中取出，進行最終的硬化處理，再打光、電鍍、噴涂或著色即可。其成型過程流程圖如圖5.圖5 光固化成型過程流程圖 該設備使用的用材料為感光樹脂，要實現(xiàn)光固化快速成型，感光樹脂的選擇也很關鍵。它必須具有合適的粘度，固化后達到一定的強度，在固化時和固化后要有較小的收縮及扭曲變形等性能。更重要的是，為了高速、精密地制造一個零件，感光樹脂必須具有合適的光敏性能，不僅要在較低的光照能量下固化，且樹脂的固化深度也應合適。滿足上述要求的感光樹脂價格昂貴，并且由于其分子特性，隨著它放置的時間增長粘度就會逐漸變大，最終導致這些樹脂無法滿足生產(chǎn)要求。目前市場上銷售的激光快速成型機的容積是固定的，比如SPS450設備加工范圍是450*450*350mm，加工工件時，即使很小的工件，也必須加滿樹脂槽。這就造成了樹脂的沉積和浪費。本畢業(yè)設計對SPS450設備的整體機械結構重新設計和改造，使其能夠根據(jù)工件得大小來決定樹脂添加量的機械設備，從而節(jié)省產(chǎn)品的加工成本。

2.2 擬采用的研究手段及途徑 1，方案選擇

通過對中外相關文獻的查閱和老師的指導，對光固化快速成型的過程和原理有了一定的了解，對現(xiàn)有的SPS450設備的機械結構也比較熟悉。目前考慮有如下方案：

方案一：在樹脂槽底部增加一個軸向運動，以此來改變樹脂槽的體積； 方案二：向樹脂槽中添加空心的金屬塊，以此來減少每次生產(chǎn)所需的樹脂?？紤]到感光樹脂具有一定的腐蝕性，會腐蝕密封材料，從而會影響樹脂槽的密封導致樹脂的泄漏問題，而相對于方案一，方案二并沒有這個問題，而且改造簡單易行，成本低廉，故采用方案二。

2，結構設計

為了能盡可能地減小設備的體積，同時要考慮到不能與涂鋪機構的運動系統(tǒng)互相干擾，結構簡單，將控制液體補償?shù)腇軸和控制工作臺的升降的Z軸分別豎直置于樹脂槽上方的固定的鋼板的兩側。其整體結構如圖：

圖6 SPS450重新設計的整體結構圖

3，Z軸和F軸的電機和控制方式的選擇

由于工作臺的升降和樹脂液面的補償都需要精準的定位，保證浮塊的位置在可測量的范圍之內，而且工作臺不能過高或過低，以免網(wǎng)板影響涂鋪系統(tǒng)的運動或者機械的沖撞設備上的其它部位造成網(wǎng)板零位的改變甚至造成機械性的損壞。因此，選用可控性良好的伺服電機，控制方式選用閉環(huán)控制。

4，傳動系統(tǒng)的選擇

為了能夠達到設備要求的Z軸和F軸的精度，減少運動過程中的摩擦力，用聯(lián)軸器將伺服電機與轉軸直接相連，用滾珠絲杠螺母將運動傳遞給浮塊和網(wǎng)板。