發(fā)布時(shí)間：2017-10-15 06:35

  本文關(guān)鍵詞：考務(wù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)及研制

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【摘要】：當(dāng)前,考試仍然是一種有效的選拔和評(píng)估方式,同時(shí)國(guó)家舉辦的統(tǒng)一考試種類繁多,并且人們對(duì)考試公平、公正的要求越來越高,但傳統(tǒng)人工監(jiān)考存在著諸多不足,這給研制一款實(shí)用的考務(wù)機(jī)器人提供了一個(gè)良好的平臺(tái)。考務(wù)機(jī)器人作為服務(wù)機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)分支,其研制目的是替代人力完成監(jiān)考中繁瑣的考務(wù)工作,目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)考務(wù)工作的機(jī)器人研究較少,因此,研制一款設(shè)備一體化、服務(wù)智能化,同時(shí)能提高監(jiān)考效率、減少作弊的考務(wù)機(jī)器人,具有重要的實(shí)用價(jià)值及工程應(yīng)用意義。論文參照模塊化設(shè)計(jì)思路,采用三維實(shí)體設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真以及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法對(duì)考務(wù)機(jī)器人Ⅲ型的身份識(shí)別和安檢功能模塊、行走功能模塊、試卷收發(fā)功能模塊、控制功能模塊以及輔助功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究,論文主要完成了以下工作:(1)針對(duì)考務(wù)機(jī)器人的安檢系統(tǒng)模塊,采用三維建模軟件Pro/E對(duì)考務(wù)機(jī)器人的安檢機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),運(yùn)用ANSYS軟件對(duì)關(guān)鍵的傳動(dòng)部位進(jìn)行有限元分析,并將分析結(jié)果與理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)比,保證了機(jī)械結(jié)構(gòu)安全可靠。(2)對(duì)考務(wù)機(jī)器人的收發(fā)試卷系統(tǒng)模塊,依據(jù)國(guó)內(nèi)考場(chǎng)布置情況得出的數(shù)據(jù)尺寸,采用Pro/E軟件對(duì)發(fā)卷和收卷機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)收卷機(jī)構(gòu)的最佳開合角度建立了非線性的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用MATLAB求解得出最佳開合角度值,收發(fā)試卷機(jī)構(gòu)的合理化設(shè)計(jì)進(jìn)一步增強(qiáng)了考務(wù)機(jī)器人的實(shí)用性。(3)對(duì)考務(wù)機(jī)器人的行走系統(tǒng)模塊,在分析了幾種技術(shù)較為成熟的行走機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出了考務(wù)機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)與循跡控制系統(tǒng),并運(yùn)用Pro/E的Mechanism運(yùn)動(dòng)仿真模塊,對(duì)行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真,仿真結(jié)果表明了行走機(jī)構(gòu)的可行性。(4)對(duì)考務(wù)機(jī)器人的控制模塊,結(jié)合考務(wù)機(jī)器人的具體工作環(huán)境、動(dòng)作流程以及時(shí)間安排,采用單片機(jī)控制系統(tǒng),并通過兩款樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制系統(tǒng)的可靠性。(5)完成了考務(wù)機(jī)器人Ⅰ型和考務(wù)機(jī)器人Ⅱ型樣機(jī)試制,并在這兩款樣機(jī)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)各功能模塊進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的安檢效率低和發(fā)卷機(jī)構(gòu)通用性差等不足之處,進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn),使考務(wù)機(jī)器人Ⅲ型的性能更趨完善。通過以上工作表明,考務(wù)機(jī)器人的各個(gè)功能模塊達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo);考務(wù)機(jī)器人能夠很好的完成考場(chǎng)上的各項(xiàng)考務(wù)工作,具有巨大的研究?jī)r(jià)值和廣闊應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：新型考務(wù)機(jī)器人 模塊化設(shè)計(jì) 安檢機(jī)構(gòu) 收發(fā)卷機(jī)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 課題研究背景、目的及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 身份識(shí)別系統(tǒng)11-14
• 1.2.2 行走系統(tǒng)14-16
• 1.3 考務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和關(guān)鍵技術(shù)16-17
• 1.3.1 考務(wù)機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)16
• 1.3.2 考務(wù)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)16-17
• 1.4 考務(wù)機(jī)器人總體設(shè)計(jì)目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排17-21
• 1.4.1 功能設(shè)計(jì)17-18
• 1.4.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)及參數(shù)18-19
• 1.4.3 論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排19-21
• 第二章 考務(wù)機(jī)器人安檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-34
• 2.1 引言21
• 2.2 考務(wù)機(jī)器人安檢系統(tǒng)的方案擬定21-23
• 2.3 考務(wù)機(jī)器人身份識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)23-24
• 2.4 考務(wù)機(jī)器人檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-27
• 2.4.1 考務(wù)機(jī)器人金屬探測(cè)裝置的設(shè)計(jì)24-26
• 2.4.2 考務(wù)機(jī)器人金屬探測(cè)門禁裝置的設(shè)計(jì)26-27
• 2.5 考務(wù)機(jī)器人檢測(cè)裝置受力分析27-28
• 2.6 考務(wù)機(jī)器人金屬探測(cè)裝置的有限元分析28-33
• 2.6.1 創(chuàng)建實(shí)體模型29-30
• 2.6.2 網(wǎng)格劃分30-31
• 2.6.3 載荷及約束的施加31-32
• 2.6.4 求解結(jié)果及分析32-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第三章 考務(wù)機(jī)器人收發(fā)試卷系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-47
• 3.1 引言34
• 3.2 考務(wù)機(jī)器人的發(fā)卷機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)34-36
• 3.2.1 試卷盒的設(shè)計(jì)34-35
• 3.2.2 試卷推送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)35-36
• 3.3 考務(wù)機(jī)器人收卷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)36-38
• 3.3.1 收卷機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)36-37
• 3.3.2 收卷機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析37-38
• 3.4 收發(fā)試卷機(jī)構(gòu)開合角主要參數(shù)設(shè)計(jì)38-41
• 3.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)41-46
• 3.5.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)過程41-42
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)參數(shù)的確定42
• 3.5.3 影響因素和水平的確定42-43
• 3.5.4 正交表選取與設(shè)計(jì)43
• 3.5.5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果43-44
• 3.5.6 結(jié)果分析44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 考務(wù)機(jī)器人行走系統(tǒng)設(shè)計(jì)47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 考務(wù)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)功能分析47-48
• 4.3 考務(wù)機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)48-51
• 4.3.1 行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方案48
• 4.3.2 三輪行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)模式48-50
• 4.3.3 行走機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向模式50-51
• 4.4 考務(wù)機(jī)器人循跡運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)51-54
• 4.4.1 路徑識(shí)別模塊52-53
• 4.4.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊53-54
• 4.5 行走系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)仿真分析54-60
• 4.5.1 Pro/E的Mechanism的運(yùn)動(dòng)仿真54-55
• 4.5.2 建立分析模型55-56
• 4.5.3 建立伺服電機(jī)56
• 4.5.4 定義分析主題56-57
• 4.5.5 行走軌跡分析57
• 4.5.6 仿真結(jié)果與分析57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第五章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)61-67
• 5.1 引言61
• 5.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)61-62
• 5.3 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)62-64
• 5.3.1 主控電路設(shè)計(jì)62-63
• 5.3.2 電源電路設(shè)計(jì)63-64
• 5.3.3 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)64
• 5.4 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)64-66
• 5.5 本章小結(jié)66-67
• 第六章 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)67-72
• 6.1 引言67-68
• 6.2 實(shí)驗(yàn)條件及設(shè)備68
• 6.3 考務(wù)機(jī)器人Ⅰ型實(shí)驗(yàn)68-70
• 6.4 考務(wù)機(jī)器人Ⅱ型實(shí)驗(yàn)70-72
• 第七章 結(jié)論與展望72-74
• 7.1 結(jié)論72
• 7.2 展望72-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 附錄A77-88
• 致謝88-89
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果89-90

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本文編號(hào)：1035640