大学生课外科技创新竞赛获奖作品精析,机械/机电/控制类

凝心聚力，帮助大学生科技创新起跑和腾飞（代序）
前言
第1章 新型多用途反恐防暴机器人 1
1.1 作品研究的背景及意义 1
1.2 作品概述 2
1.2.1 研究内容概述 2
1.2.2 技术指标 4
1.3 关键技术 4
1.3.1 结构造型技术 4
1.3.2 机器人视觉技术 9
1.3.3 铅酸动力电池组技术 14
1.3.4 控制与无线通信技术 19
1.3.5 机器人研发实验 30
1.4 主要创新点及取得的成果 33
1.4.1 作品主要创新点 33
1.4.2 作品取得的成果 33
1.5 总结与展望 33
1.5.1 作品研发工作总结 33
1.5.2 作品应用范围及前景分析 35
参考文献 35
第2章 新型特种搜救机器人 36
2.1 作品研究的背景及意义 36
2.2 作品概述 38
2.2.1 研究内容概述 38
2.2.2 技术指标 40
2.3 关键技术 40
2.3.1 结构造型技术 40
2.3.2 机器人视觉系统 43
2.3.3 电源系统控制技术 48
2.3.4 运动控制技术 52
2.3.5 无线通信技术 60
2.4 主要创新点及取得的成果 62
2.4.1 作品主要创新点 62
2.4.2 作品取得的成果 63
2.5 总结与展望 63
2.5.1 作品研发工作总结 63
2.5.2 成果应用范围及前景分析 64
参考文献 64
第3章 新型轮腿式机器人 66
3.1 作品研究的背景及意义 66
3.2 作品概述 68
3.2.1 研究内容概述 68
3.2.2 技术指标 69
3.3 关键技术 70
3.3.1 机器人结构设计 70
3.3.2 机器人步态分析 74
3.3.3 机器人控制系统设计 78
3.3.4 机器人运动仿真与样机实验 87
3.4 主要创新点及取得的成果 91
3.4.1 作品主要创新点 91
3.4.2 作品取得的成果 92
3.5 总结与展望 92
参考文献 93
第4章 新型节肢机器人 94
4.1 作品研究的背景及意义 94
4.2 作品概述 95
4.2.1 研究内容概述 95
4.2.2 技术指标 98
4.3 关键技术 98
4.3.1 结构设计技术 98
4.3.2 控制系统与多轴运动控制技术 102
4.3.3 步态控制理论与技术 108
4.3.4 传感探测技术 110
4.3.5 无线通信技术 112
4.3.6 电源管理技术 113
4.3.7 软件程序开发技术 114
4.4 主要创新点及取得的成果 117
4.4.1 作品主要创新点 117
4.4.2 作品取得的成果 117
4.5 总结与展望 117
参考文献 118
第5章 新型仿生六足机器人 123
5.1 作品研究的背景及意义 123
5.2 作品概述 124
5.2.1 研究内容概述 124
5.2.2 技术指标 125
5.3 关键技术 125
5.3.1 典型昆虫观测试验 125
5.3.2 机器人结构设计 133
5.3.3 机器人运动学分析 137
5.3.4 机器人控制系统 144
5.3.5 机器人传感探测技术 151
5.3.6 机器人原理样机试验 164
5.4 主要创新点及取得的成果 170
5.4.1 作品主要创新点 170
5.4.2 作品取得的成果 171
5.5 总结与展望 171
5.5.1 作品研发工作总结 171
5.5.2 作品应用范围及前景分析 172
参考文献 172
第6章 新型工业焊接机械臂 174
6.1 作品研究的背景及意义 174
6.2 作品概述 174
6.2.1 研究内容概述 174
6.2.2 技术指标 176
6.3 关键技术 176
6.3.1 机械结构设计 176
6.3.2 嵌入式控制系统设计 180
6.3.3 运动控制算法设计 187
6.3.4 上位机软件设计 207
6.3.5 运动控制算法实验 216
6.4 主要创新点及取得的成果 225
6.4.1 作品主要创新点 225
6.4.2 作品取得的成果 226
6.5 总结与展望 226
6.5.1 作品研发工作总结 226
6.5.2 展望 227
参考文献 227
第7章 边缘救援平台 229
7.1 作品研究的背景及意义 229
7.2 作品概述 230
7.2.1 研究内容概述 230
7.2.2 技术指标 231
7.3 关键技术 232
7.3.1 救援平台工作流程 232
7.3.2 拖拽系统设计计算 233
7.3.3 救援担架系统设计 238
7.3.4 自平衡控制系统 241
7.4 主要创新点及取得的成果 245
7.4.1 作品主要创新点 245
7.4.2 作品取得的成果 245
7.5 总结与展望 246
参考文献 246
第8章 千足虫宠物机器人 248
8.1 作品研究的背景及意义 248
8.2 作品概述 248
8.2.1 研究内容概述 248
8.2.2 技术指标 249
8.3 关键技术 249
8.3.1 机械结构设计 249
8.3.2 运动仿真及步态设计 259
8.3.3 控制系统硬件电路设计 263
8.3.4 控制系统软件程序设计 273
8.4 主要创新点及取得的成果 276
8.4.1 作品主要创新点 276
8.4.2 作品取得的成果 277
8.5 总结与展望 277
8.5.1 作品研发工作总结 277
8.5.2 作品应用范围及前景分析 278
参考文献 278
第9章 “外骨骼”智能健身与康复机器人 280
9.1 作品研究的背景及意义 280
9.2 作品概述 283
9.2.1 研究内容概述 283
9.2.2 技术指标 285
9.3 关键技术 285
9.3.1 人体解剖学与肢体运动机理分析技术 285
9.3.2 机构设计技术 289
9.3.3 控制与驱动系统 301
9.3.4 安全保护装置 306
9.4 主要创新点及取得的成果 308
9.4.1 作品主要创新点 308
9.4.2 作品取得的成果 309
9.5 总结与展望 309
9.5.1 作品研发工作总结 309
9.5.2 展望与规划 310
参考文献 311
第10章 高处空间物品存放及管理系统 313
10.1 作品研究的背景及意义 313
10.2 作品概述 315
10.2.1 研究内容概述 315
10.2.2 技术指标 316
10.3 关键技术 316
10.3.1 系统设计方案 316
10.3.2 机械结构设计 318
10.3.3 控制电路设计 328
10.3.4 驱动程序设计 332
10.3.5 系统软件开发 334
10.4 主要创新点及取得的成果 344
10.4.1 作品主要创新点 344
10.4.2 作品取得的成果 345
10.5 总结与展望 345
10.5.1 作品研发工作总结 345
10.5.2 作品应用范围及前景分析 345
参考文献 346
第11章 壁面清洁智能机器人 347
11.1 作品研究的背景及意义 347
11.2 作品概述 348
11.2.1 研究内容概述 348
11.2.2 技术指标 348
11.3 关键技术 349
11.3.1 机器人结构设计 349
11.3.2 履带吸盘式行走装置力学分析 357
11.3.3 机器人控制系统设计 359
11.4 主要创新点及取得的成果 362
11.4.1 作品主要创新点 362
11.4.2 作品取得的成果 362
11.5 总结与展望 363
11.5.1 作品研发工作总结 363
11.5.2 作品应用范围及前景分析 363
参考文献 364
附录 365
附录A 轻型履带式机动平台减震悬挂装置专利 365
附录B 轻型履带式机动平台履带自动张紧装置专利 367
附录C 小型四履带移动机器人驱动装置专利 369
附录D 小型六履带全地形移动机器人专利 374
附录E 仿生多关节型机器人腿部驱动传动装置专利 383
附录F 多足式机器人足端压力传感器专利 386
附录G 一种适用于特种机器人的超声波测距系统专利 389
附录H 一种基于模块化的多关节链节式机器人专利 393
附录I 一种节肢机器人的轮腿式运动足设计专利 398
附录J 外骨骼穿戴式健身与康复机专利 404
附录K 穿戴式腰背部健身与康复机专利 415
附录L 室内高处空间物品存放及管理系统专利 422
附录M 履带吸盘式壁面清洁机器人专利 427
附录N 一种可用于爬壁机器人的履带吸盘组合式行走装置设计专利 433