搬运机器人图书拾取移动机构设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：随着大型图书馆的高速发展，现有的人工操作和管理模式与迅速增长的的馆藏形成鲜明的矛盾。

在传统的工作模式下，图书馆工作人员每天必须耗费大量时间和精力用于分类、整理、上下架和搬运等单调而重复性的工作。

机器人作为一种高效的自动化设备，在汽车、机械、航天等现代制造业发展中发挥了巨大的作用，因此如何将高效的机器人应用于图书馆日常管理和服务以减轻当前图书馆人员劳动强度大、效力低下的问题成为当前图书馆智能化研究的热点问题。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题：本课题要求实现图书夹持、搬运、上下架功能.主要包括移动装置、机械手、升降装置等部分结构设计，通过收集相关文献资料，根据需求设计合理的总体设计方案,并对结构进行设计计算和校核；使用三维建模软件对结构进行三维实体建模；绘制装配草图，校核有关技术参数；运用SOLIDWORKS、CATIA等CAD绘图软件绘制符合规范的装配图和相关零件图,使用CAE软件对所有设计结构进行相关静力学仿真分析。

难点：1. 因各图书的受力、薄厚程度、所处架层的不同、导致对各机构的选用以及其工艺路线存在一些问题2. 动力装置与传动机构的设计及依据实际情况所要处理的一些参数设置问题3. 夹持机构的设置与校核4. 对于机构传动装置的掌握程度不够，了解不足，在设计的时候，构件的实用性和使用时出现的未知问题的预知能力不够

3. 国内外研究现状（文献综述）

随着大型图书馆的高速发展，现有的人工操作和管理模式与迅速增长的的馆藏形成鲜明的矛盾，在传统的工作模式下，图书馆工作人员每天必须耗费大量时间和精力用于分类、整理、上下架和搬运等单调而重复性的工作，机器人作为一种高效的自动化设备，在汽车、机械、航天等现代制造业发展中发挥了巨大的作用。

国际上对 机器人概念的争议有很多，联合国标准化组织采用了美国机器人协会的定义：一种可编程和多功能的操作机，或为了执行不同任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统，也有研究者将其简单总结为机器人是自动化生产工具从字面意思理解，机器人应该包括两个部分机器与人，机器人是一种能够辅助人类甚至替代人类工作的机器，在图书馆领域，机器人可以辅助或替代图书馆员的工作，提供整理图书、自动扫描、引导读者、读者咨询等服务，国内研究者从不同的角度对图书馆机器人的概念进行了阐述：技术角度，图书馆机器人，是对应用于智慧图书馆管理和服务的机器人技术的统称，涉及路径规划、机器人导航与定位，图书定位、机械手设计、人工智能、自然语言处理、人机交互等很多方面的技术功能角度，图书馆机器人是一种能实现图书自动存取、图书上下架整理等功能的移动机器人系统，是先进的数字化图书管理设备黄俊俊在对图书馆引入智能机器人的可行性研究中指出图书馆智能机器人主要是指具有感知、思维和行动的机器人，可以在感知、处理和识别多种信息的基础上，自主完成较为复杂的操作任务,国内发展历程20世纪80年代，国内学者开始关注机器人在图书馆领 域 的 应 用，国内最早发文阐述自己观点的是浙江大学图书馆的夏勇，文中他提出对加州州立大学北岭分校图书馆雇佣机器人从事图书馆流通工作的看法从国内学者的研究内容和发文数量的角度看，图书馆机器人的相关研究大致可以分为以下3个阶段：理论思辨图书馆机器人理论思辨阶段（1983～1999年）：指出在图书借阅、上架下架、清点、整理、传送上采用机器人是今后发展的基本趋势，应用初探图书馆机器人应用初探阶段（2000～2010 年）：在该阶段国内研究者开始探究简单的图书馆机器人的设计与应用，主要研究单一功能的机器人的设计与应用，自动化是该阶段图书馆机器人的主要特点和研究目标，这类机器人主要功能有自动存取、图书上下架、行走搬运、自动扫描等。

该阶段主要关注条码识别技术、agv（automated guided vehicle，无人搬运车）技术和机械手。

4. 研究方案

(1)通过收集相关文献资料，根据需求设计合理的总体设计方案(2)并对结构进行设计、计算和校核(3)使用三维建模软件对结构进行三维实体建模(4)绘制装配草图，校核有关技术参数(5)运用SOLIDWORKS、CATIA等CAD绘图软件绘制符合规范的装配图和相关零件图(6)使用CAE软件对所有设计结构进行相关静力学仿真分析。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。

第 1 周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。

英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统，译文封面用标准模板。