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1、开题报告人：报告人电子邮件：校方指导导师：企业指导导师：电子科技大学软件学院2011年12月,软件学院工程硕开题报告论文题目,机械臂的拆装模拟系统,注意：开题报告的目的是提出问题，而不是解决问题。因此，必须对课题研究内容及意义透彻理解！开题报告陈述要简练，对开题指导导师提出的建议及问题一般不需要解释，而是尽可能记录并在论文工作过程中高度重视。开题报告必须在公开报告前提交给导师及导师组开题报告陈述时间必须控制在1015分钟,内容,课题背景与意义,发展前景及方向,课题主要研究目标与内容,课题拟解决哪些关键问题,课题拟采用的技术路线与方案,课题预期成果与形式,论文工作计划,题目来源,题目来源,必须明
2、确课题来源是什么，如： 结合各自单位的工作选择论文题目 结合本地区的实际情况选择论文题目 承担导师现有课题或子课题 根据导师研究方向进行先期研究并设计实现,课题背景与意义,课题背景 机器人是二十世纪人类最伟大的发明之一，人类对于机器人的研究由来已久。上世纪70年代之后，计算机技术、控制技术、传感技术和人工智能技术迅速发展，机器人技术也随之进入高速发展阶段，成为综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多门学科而形成的高新技术。其本质是感知、决策、行动和交互四大技术的综合，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用水平是一个国家工业自动化水平的重要标志。,机器人技术
3、的研究在经历了第一代示教再现型机器人和第二代感知型机器人两个阶段之后进入第三代智能机器人的发展阶段。,课题背景与意义,机械手的用途,课题背景与意义,课题背景与意义,我国最大的电子设备制造商富士康公司近日就宣布，在今后的产品生产线上将逐渐实现机器人替代工人工作，实现无人化生产。,20世纪40年代后期，美国在原子能实验中，首先采用机械手搬运放射性材料，人在安全间操纵机械手进行各种操作和实验。,50年代以后，机械手逐步推广到工业生产部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸材料，也作为机床的辅助装置在自动机床、自动生产线和加工中心中应用，完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。,
4、目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。,课题背景与意义,发展前景及方向,1、重复高精度,2、模块化,3、机电一体化,由“可编程序控制器-传感器-液压元件”组成的典型的控制系统仍然是自动化技术的重要方面；发展与电子技术相结合的自适应控制液压元件，使液压技术从“开关控制”进入到高精度的“反馈控制”；省配线的复合集
5、成系统，不仅减少配线、配管和元件，而且拆装简单，大大提高了系统的可靠性。而今，电磁阀的线圈功率越来越小，而PLC的输出功率在增大，由PLC直接控制线圈变得越来越可能。,精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度，它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。重复精度是指如果动作重复多次，机械手到达同样位置的精确程度。重复精度比精度更重要，如果一个机器人定位不够精确，通常会显示一个固定的误差，这个误差是可以预测的，因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围，它通过一定次数地重复运行机器人来测定。随着微电子技术和现代控制技术的发展，机械手的重复精度将越来越高，它的应用领域也将更广阔，如核工
6、业和军事工业等。,有的公司把带有系列导向驱动装置的机械手称为简单的传输技术，而把模块化拼装的机械手称为现代传输技术。模块化拼装的机械手比组合导向驱动装置更具灵活的安装体系。它集成电接口和带电缆及油管的导向系统装置，使机械手运动自如。模块化机械手使同一机械手可能由于应用不同的模块而具有不同的功能，扩大了机械手的应用范围，是机械手的一个重要的发展方向。,发展前景及方向,随着科学与技术的发展，机械手的应用领域也不断扩大。目前，机械手不仅应用于传统制造业如采矿，冶金，石油，化学，船舶等领域，同时也已始扩大到核能，航空，航天，医药，生化等高科技领域以及家庭清洁，医疗康复等服务业领域中。如，水下机器人，抛
7、光机器人，打毛刺机器人，擦玻璃机器人，高压线作业机器人，服装裁剪机器人，制衣机器人，管道机器人等特种机器人以及扫雷机器人，作战机器人，侦察机器人，哨兵机器人，排雷机器人，布雷机器人等军用机器人都是机械手应用的典型。机械手广泛应用于各行各业。而且，随着人类生活水平的提高及文化生活的日益丰富多彩，未来各种专业服务机器人和家庭用消费机器人将不断贴近人类生活，其市场将繁荣兴旺。,课题主要研究目标与内容,为了实现仿真设计用户更加高效、快速地制作各类仿真应用系统，满足设计需求，本课题计划采用OSG(Open Scene Graph)技术，开发一个实用方便的三维仿真设计平台(简称3DVR)，并在外界传递过来
8、数据的指挥下完成一个装配过程的仿真模拟。,课题拟解决哪些关键问题,三维仿真设计平台3DVR是在OSG基础上加以扩展，采用底层模块隐藏封装、模块整合等技术，构建一个使用更加方便的高级API函数库，在必要时需要使用底层函数进行二次开发。根据设计方案构建符合实际操作需要的高级API函数库将是本课题中的一项重点、难点，可能会花费一定的精力与时间。,课题拟采用的技术路线与方案,OSG(Open Scene Graph)发展至今以来，以非常惊人的速度在VR行业占据非常重要的地位，其开源、易学、易用的特性使其在短期内取得了很大的成功。OSG从字面上看只是一个场景管理系统，从某种意义上讲，OSG的对三维动画等
9、等的支持还不是很强，不适合做游戏引擎。但对于工业控制，城市规划，机械仿真等方面而言，OSG却可以带来极大的方便。,课题拟采用的技术路线与方案,MFC+OSG控制MFC+OSG控制。在OSG的渲染过程中，外界对其控制仅仅限于键盘与鼠标，因而更多的功能无法进行合理的安装，比如我要模拟一些天气，天气有数十种，每种天气又有轻重不同，比如大雪、中雪、小雪，这样的话光使用WIN32控制台+OSG便显得有些捉襟见肘。,课题拟采用的技术路线与方案,在模拟有些东西时WIN32+OSG可能会力不从心，比如发送特定消息等，而这正是MFC的强项。MFC+OSC组合将有利于实现更加逼真实用的功能模拟。,课题拟采用的技术
10、路线与方案,OSG与MFC的具体交互过程大致如下图所示：,课题拟采用的技术路线与方案,从图中可以看出，由于MFC中没有涉及OSG的变量，因而必须有一个类来统领OSG的全局，负责从组织结点一直到渲染结束的全过程，这个类就是如图所示的OSGFrame，对于OSG来讲独立于MFC之外是十分必要的，采用一个非常平凡的接口来与MFC进行交互。本课题在技术层面的主要工作就是用于构建满足要求的MFC+OSG应用程序。,课题预期成果与形式,课题预期达到可以一个可视化的图形界面来模拟拆装平台，实现一下几个功能：1、控制机械臂的各个零配件的安装与拆卸，通过MFC来实现；2、机械臂三维场景视图的模拟；3、机械各部件“爆破”模拟；4、拆装过程的记录与保存。,论文工作计划,论文工作计划,论文工作计划,
