2021年輪腿智能機(jī)器人挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)競(jìng)賽

項(xiàng)目類別項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)C河南科技大學(xué)大學(xué)生研究訓(xùn)練籌劃（SRTP）項(xiàng)目申請(qǐng)書項(xiàng)目名稱：輪腿式機(jī)器人申請(qǐng)人（主持人）閆靜輝所在院系：車動(dòng)學(xué)院專業(yè)年級(jí)：熱發(fā)081聯(lián)系電話：指引教師：張伏職稱副專家批準(zhǔn)日期：二○年月日河南科技大學(xué)大學(xué)生研究訓(xùn)練籌劃（SRTP）項(xiàng)目管理委員會(huì)填表說明一、填寫立項(xiàng)申請(qǐng)書前，請(qǐng)先征詢指引教師或關(guān)于專業(yè)教師。申請(qǐng)書各項(xiàng)內(nèi)容規(guī)定實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫。表達(dá)明確、嚴(yán)謹(jǐn)，一律規(guī)定用打印稿件。二、申請(qǐng)書為A4本，于左側(cè)裝訂成冊(cè)。一式三份（至少一份原件），由指引教師和學(xué)生所在院系審查并訂立意見后報(bào)送學(xué)校SRTP項(xiàng)目管理委員會(huì)。三、“所在單位意見”一欄中，應(yīng)注明研究人員、時(shí)間、條件、政策等方面保證辦法和意見。“項(xiàng)目類別”指A、B、C、D，A—學(xué)術(shù)論文、社會(huì)調(diào)查類；B—全國、省級(jí)競(jìng)賽（決賽）類；C—實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和科技制作、科研類；D—其她類?！绊?xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)”不填，由學(xué)校統(tǒng)一編號(hào)。四、如表格不夠，可以加附頁。一、簡(jiǎn)表項(xiàng)目簡(jiǎn)況項(xiàng)目名稱輪腿式機(jī)器人項(xiàng)目類別A、學(xué)術(shù)論文、社會(huì)調(diào)查類；B、全國、省級(jí)競(jìng)賽（決賽）類；C、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科技制作、科研類；√D、其她類。申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)3000元起止年月/4-/12項(xiàng)目申請(qǐng)人姓名閆靜輝性別男民族漢出生年月1989、08專業(yè)年級(jí)熱動(dòng)081院系車動(dòng)學(xué)院前一學(xué)期平均學(xué)分績(jī)點(diǎn)興趣興趣思考動(dòng)手前一學(xué)期綜合測(cè)評(píng)名次電話指導(dǎo)教師重要教學(xué)工作簡(jiǎn)歷時(shí)間授課名稱授課對(duì)象學(xué)時(shí)授課單位-計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)本科生32車輛與動(dòng)力工程學(xué)院-農(nóng)業(yè)工程導(dǎo)論研究生20車輛與動(dòng)力工程學(xué)院-動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)解決與技術(shù)研究生40車輛與動(dòng)力工程學(xué)院重要科學(xué)研究工作簡(jiǎn)歷時(shí)間項(xiàng)目名稱獲獎(jiǎng)狀況/12-煙澗育苗工場(chǎng)育苗大棚及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)與開發(fā)高效節(jié)能鏟運(yùn)部件CAD&CAE輔助開發(fā)洛陽市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)出蒜機(jī)第三屆“挑戰(zhàn)杯”科技競(jìng)賽三等獎(jiǎng)項(xiàng)目組主要成員∧不含申請(qǐng)者∨姓名性別出生年月專業(yè)年級(jí)所在院系學(xué)習(xí)狀況項(xiàng)目中分工簽字薛坤鵬男1988．04農(nóng)自091車動(dòng)學(xué)院良好機(jī)械加工與零件設(shè)計(jì)白延鵬男1988.7農(nóng)自091車動(dòng)學(xué)院良好繪圖與模型制作楊樂峰男1989.4農(nóng)自091車動(dòng)學(xué)院良好電路設(shè)計(jì)二、立項(xiàng)根據(jù)（項(xiàng)目意義、現(xiàn)狀分析）腿式機(jī)器人其長(zhǎng)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(tái)階，還可做無滑動(dòng)完整和單向運(yùn)動(dòng)，并為其上傳感器提供穩(wěn)定動(dòng)態(tài)平臺(tái)，因而具備廣泛合用性，但其存在缺陷，即較難實(shí)現(xiàn)其穩(wěn)定步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定平衡控制，運(yùn)動(dòng)速度與能量運(yùn)用效率較低，此外，腿式機(jī)器人普通較重，且構(gòu)造復(fù)雜。輪式機(jī)器人長(zhǎng)處是，自動(dòng)操作簡(jiǎn)樸，動(dòng)作穩(wěn)定，特別適合在平坦地面上運(yùn)動(dòng)，有更大運(yùn)動(dòng)速度和能量運(yùn)用效率，是當(dāng)前廣泛使用一類機(jī)器人。但是與腿式機(jī)器人相比，其對(duì)地形適應(yīng)性較差，很少可以跨越高度和爬樓梯。此項(xiàng)目所要設(shè)計(jì)輪腿式機(jī)器人，既維持了輪式機(jī)器人和腿式機(jī)器人各自長(zhǎng)處，同步，也彌補(bǔ)了輪式機(jī)器人和腿式機(jī)器人各自缺陷，具備各取所長(zhǎng)，互相彌補(bǔ)特點(diǎn)。三、項(xiàng)目實(shí)行方案及實(shí)行籌劃實(shí)行方案、實(shí)行辦法、詳細(xì)實(shí)行籌劃及可行性分析。此項(xiàng)目所要設(shè)計(jì)輪腿式機(jī)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(dòng)裝置與控制裝置。無線遙控發(fā)射與接受裝置功能是實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制；傳動(dòng)裝置是由電池提供動(dòng)力，帶動(dòng)輪腿關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)；控制裝置可通過舵機(jī)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)輪腿控制。在實(shí)行籌劃當(dāng)中，一方面是完畢四個(gè)輪腿制作，先通過計(jì)算機(jī)繪圖軟件做出圖紙，再依照?qǐng)D紙做出模型，最后加工出成品。另一方面是傳動(dòng)裝置，動(dòng)力重要由電池提供，為四個(gè)輪腿里電機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)四個(gè)輪腿關(guān)節(jié)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輪腿運(yùn)動(dòng)。再者是進(jìn)行機(jī)器人動(dòng)作控制，最后達(dá)到效果是實(shí)現(xiàn)四個(gè)輪腿運(yùn)動(dòng)以及互相之間協(xié)調(diào)，以完畢預(yù)定動(dòng)作。而對(duì)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(jī)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(dòng)作。最后是調(diào)試階段，通過調(diào)試使機(jī)器人更加協(xié)調(diào)，達(dá)到預(yù)期目的。此項(xiàng)目已經(jīng)做出第一代成品，并參加校挑戰(zhàn)杯獲得三等獎(jiǎng)，已有一定基本，本次申請(qǐng)重要針對(duì)機(jī)械某些進(jìn)行進(jìn)一步完善，實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步惡劣環(huán)境中進(jìn)行數(shù)據(jù)采集平臺(tái)作用。四、預(yù)期成果1.在第一代成品基本上重要針對(duì)機(jī)械某些進(jìn)一步完善；2.刊登科研論文一篇。五、本項(xiàng)目特點(diǎn)與創(chuàng)新之處本項(xiàng)目所要設(shè)計(jì)機(jī)器人是通過四條腿上水平連桿和垂直連桿協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)步態(tài)。機(jī)器人輪滑運(yùn)動(dòng)原理是：左后、右后腿和滾輪對(duì)稱運(yùn)動(dòng)，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(dòng)機(jī)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(jī)器人是由四個(gè)裝有滾輪機(jī)械腿和機(jī)器人本體構(gòu)成。普通說來,滾輪可以由電機(jī)來直接驅(qū)動(dòng)，但是由于制造裝置和傳動(dòng)裝置存在，使這種構(gòu)造機(jī)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(qiáng)機(jī)器人機(jī)動(dòng)性能，可除掉滾輪上動(dòng)力裝置，使?jié)L輪變?yōu)閺膭?dòng)輪。在每個(gè)機(jī)械腿上裝有兩個(gè)直流電機(jī)，第一種電機(jī)控制水平連桿先后擺動(dòng)，另一種電機(jī)控制垂直連桿內(nèi)外擺動(dòng)。依照運(yùn)動(dòng)形式，擬定四個(gè)腿水平連桿初始擺角，通過四個(gè)腿上水平連桿和垂直連桿協(xié)調(diào)動(dòng)作，運(yùn)用滾輪受到法向摩擦力遠(yuǎn)不不大于切向力特點(diǎn)，可以調(diào)節(jié)機(jī)器人所受合力大小和方向，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人按規(guī)定途徑滑行。（a）輪式（b）腿式輪腿式機(jī)器人模型示意圖第一代輪腿機(jī)器人六、項(xiàng)目研究基本主持人與本項(xiàng)目有關(guān)專業(yè)知識(shí)積累和已獲得成績(jī)。指引教師教學(xué)、科研工作積累和已獲得工作成績(jī)。張伏：博士，講師，研究生生導(dǎo)師。和在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院分別獲得學(xué)士和研究生學(xué)位，研究生師從于馬躍進(jìn)專家，重要從事設(shè)備工程和表面工程方面研究。博士畢業(yè)于吉林大學(xué)地面機(jī)械仿生技術(shù)教誨部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(dāng)前刊登科研論文40篇，其中EI/ISTP檢索10余篇，當(dāng)前，申請(qǐng)者以河南科技大學(xué)“引進(jìn)人才”籌劃成為車輛與動(dòng)力工程學(xué)院一名教師，當(dāng)前，申請(qǐng)者為河南科技大學(xué)車輛與動(dòng)力工程學(xué)院研究生生導(dǎo)師，中華人民共和國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)會(huì)員，多次參加中華人民共和國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)、中華人民共和國農(nóng)業(yè)機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)和國際仿生工程學(xué)術(shù)年會(huì)等活動(dòng)，并宣讀個(gè)人科研成果。當(dāng)前重要講授計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、農(nóng)業(yè)工程導(dǎo)論、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)解決與技術(shù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)解決與技術(shù)、AutoCAD和微機(jī)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(jiǎng))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(xué)出版社出版，河南省教誨廳科技論文壹等獎(jiǎng))ZhangFu，WangJun，F(xiàn)uSanling，etal.AdaptiveFuzzyPIDTemperatureControlSystembasedonSingle-chipComputerfortheAutoclave[A].InternationalSymposiumonPrecisionMechanicalMeasurements(ISPMM’)[C].Aug.25~29，，Hefe/JiuhuaMt.，Anhui，China(國際光學(xué)工程學(xué)會(huì)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(xué)特性分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，，24(9)：294-297.（重要期刊，一級(jí)學(xué)報(bào)，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(jī)械維修中應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)機(jī)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(jiǎng)）張伏，李心平，付三玲.胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在車輛輪胎安全中應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)機(jī)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(fù)合材料彎曲性能[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，，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(qiáng)復(fù)合材料吸濕性能分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，，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(qiáng)復(fù)合板材及仿生層狀研究[J].農(nóng)機(jī)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)”教學(xué)中學(xué)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(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)改革[J].中華人民共和國當(dāng)代教誨裝備，，(1)：122-124.付志強(qiáng)，馬萌，張國英，張伏.基于Inventor大蒜收獲機(jī)設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)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(xué)分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，,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(jī)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(xué)報(bào)，，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(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)[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(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)“RheologicalPropertiesofWaxyMaizeStarchPastes”論文獲河南省教誨廳科技論文壹等獎(jiǎng)（第一作者）“DesignoftemperaturecontrolsystemforSnO2crystalspreparationbyhydrothermalmethod”論文獲河南省教誨廳科技論文壹等獎(jiǎng)（第一作者）“膠粘技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械維修中應(yīng)用”論文獲河南省教誨廳科技論文貳等獎(jiǎng)（第一作者）謝亮亮，張奎，付志強(qiáng).第三屆“挑戰(zhàn)杯”科技競(jìng)賽三等獎(jiǎng)作品：出蒜機(jī)（指引教師）。（3）科研項(xiàng)目河南省教誨廳自然科學(xué)研究籌劃項(xiàng)目（編號(hào)：B210006）：玉米秸稈纖維仿生板材仿生機(jī)理研究，經(jīng)費(fèi)１萬，運(yùn)營期限/1-/12。主持人。河南科技大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金項(xiàng)目（編號(hào)：09001236）：秸稈纖維復(fù)合材料制備及仿生層構(gòu)板材研究，經(jīng)費(fèi)10萬，運(yùn)營期限/9-/12。主持人。河南科技大學(xué)青年科學(xué)研究基金（編號(hào)：QN004）：具備仿生構(gòu)造秸稈纖維復(fù)合材料制備研究，經(jīng)費(fèi)8000元，運(yùn)營期限/1-/12。主持人。河南科技大學(xué)-實(shí)驗(yàn)技術(shù)開發(fā)基金項(xiàng)目籌劃（SY0708046）：基于機(jī)器視覺排種器性能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)開發(fā)與研制，經(jīng)費(fèi)：3500.00元，運(yùn)營期限：/1-/12。主持人。洛陽市煙草系統(tǒng)橫向項(xiàng)目：煙澗育苗工場(chǎng)育苗大棚及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)與開發(fā)，經(jīng)費(fèi)132.0萬，運(yùn)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(xiàng)目：洛寧縣當(dāng)代煙草農(nóng)業(yè)試點(diǎn)烘烤工廠密集烤房蜂窩煤裝坑卸渣全自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)，經(jīng)費(fèi)：60.2萬，運(yùn)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(xiàng)目：洛寧縣當(dāng)代煙草農(nóng)業(yè)試點(diǎn)烘烤工廠密集烤房蜂窩煤點(diǎn)火自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)，經(jīng)費(fèi)：10.2萬，運(yùn)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(xiàng)目：洛寧縣當(dāng)代煙草農(nóng)業(yè)試點(diǎn)烘烤工廠密集烤房鮮煙裝坑卸渣自動(dòng)化技術(shù)設(shè)計(jì)與開發(fā)，經(jīng)費(fèi)：6萬，運(yùn)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(jī)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(zhǎng)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(shè)計(jì)應(yīng)用教程[M].中華人民共和國計(jì)量出版社，，3(ISBN：978-7-5026-2961-8)高等學(xué)校教材毛鵬軍主編，張伏、李心平副主編.植保園林機(jī)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(dòng)就業(yè)培訓(xùn)系