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第1章 变电站地面自动巡检装置1

1.1 引言1

1.1.1 项目研究背景1

1.1.2 国内外研究现状1

1.2 巡检装置结构设计说明3

1.2.1 整体外观设计3

1.2.2 底盘传动方案设计3

1.2.3 底盘机械结构设计和布局5

1.3 电子控制硬件设计7

1.3.1 电子控制整体方案7

1.3.2 电源单元7

1.3.3 磁导航传感器设计方案8

1.3.4 单片机最小系统9

1.3.5 输入输出隔离电路10

1.3.6 继电器输出电路12

1.3.7 云台头部电路13

1.4 自动充电设计13

1.4.1 充电结构设计13

1.4.2 充电对接插入过程15

1.4.3 充电分离拔出过程17

1.5 网络通信方案设计18

1.5.1 网络通信整体设计18

1.5.2 中国移动4G路由器连接公网18

1.5.3 户外大功率AP网桥19

1.6 结语20

第2章 智能移动讲台21

2.1 智能移动讲台设计背景21

2.2 国内外研究概况22

2.3 作品简介22

2.4 智能移动讲台工作原理23

2.4.1 总体设计23

2.4.2 智能移动讲台的模块24

2.5 智能移动讲台结构设计及加工工艺28

2.5.1 可伸缩双轮行走结构28

2.5.2 可升降结构32

2.5.3 齿轮齿条结构33

2.6 智能移动讲台控制部分34

2.6.1 控制策略简介34

2.6.2 控制芯片的选择34

2.6.3 上位机软件的设计39

2.6.4 无线传输模块选择及传输设计40

2.6.5 手机客户端的编写与控制功能实现41

2.6.6 电源的选择与实现42

2.7 智能移动讲台工作模式分析43

2.7.1 课堂教学模式43

2.7.2 考试监督模式44

2.7.3 课下复习及娱乐模式44

2.8 作品创新点介绍44

2.8.1 可升降及移动44

2.8.2 无线模块和超声波模块实现智能跟随45

2.8.3 课堂全程记录，课后完整再现45

2.8.4 整合多种功能，开发新型模式45

2.8.5 多种控制模式45

2.9 应用前景分析46

2.9.1 成本分析46

2.9.2 应用分析46

2.9.3 开发潜力46

第3章 双足行走机器人47

3.1 引言47

3.2 国内外研究概况47

3.3 双足机器人的总体结构设计48

3.3.1 机器人机械结构设计48

3.3.2 机器人控制系统设计48

3.3.3 机器人控制系统硬件设计及制作49

3.3.4 舵机及传感器驱动模块电路设计49

3.3.5 PCB的制作51

3.3.6 机器人控制系统软件设计51

3.4 机器人仿真系统设计53

3.4.1 机器人腿部建模53

3.4.2 直线行走的步态规划步骤56

3.4.3 双足机器人直线行走参数定义及踝关节的轨迹规划57

3.4.4 双足机器人直线行走的髋关节轨迹规划58

3.5 运动曲线求解与仿真60

3.5.1 转角运动变化曲线求解与仿真60

3.5.2 起、停步阶段的步态规划61

3.5.3 双足机器人直线步行ADAMS仿真61

3.6 机器人行走实验63

3.6.1 基本调试63

3.6.2 数据采集63

3.6.3 动作执行64

3.7 实物机器人动作试验65

3.8 作品主要创新点、经济性分析66

3.8.1 创新点分析66

3.8.2 经济性分析66

3.8.3 电源的选择与实现66

3.9 方案的改进及扩展67

第4章 独轮自平衡机器人68

4.1 引言68

4.2 国内外研究现状68

4.3 自平衡机器人工作原理69

4.3.1 平衡过程及基本原理69

4.3.2 传感器及数据融合69

4.3.3 平衡控制72

4.4 独轮自平衡代步机器人设计73

4.4.1 机械结构设计73

4.4.2 控制电路及动力系统设计74

4.5 总结76

4.5.1 创新点76

4.5.2 存在的问题76

第5章 电缆隧道机器人77

5.1 引言77

5.2 研究领域概况77

5.3 作品简介78

5.4 电缆隧道机器人工作原理79

5.4.1 总体设计79

5.4.2 运动控制79

5.4.3 定位导航81

5.4.4 气体检测84

5.4.5 电缆检测86

5.4.6 数据传输88

5.4.7 电源管理90

5.5 电缆隧道机器人结构设计93

5.5.1 运动执行机构94

5.5.2 定位导航装置95

5.5.3 电缆检测装置96

5.5.4 气体检测装置96

5.5.5 自动充电装置97

5.6 控制系统98

5.6.1 上位机软件设计98

5.6.2 主控板实时控制99

5.7 工作状态分析101

5.7.1 遍历工作状态101

5.7.2 路径选择状态101

5.7.3 视频传输状态101

5.7.4 自动充电状态101

5.8 作品创新点分析101

5.8.1 遍历策略设计102

5.8.2 电力载波技术的应用102

5.9 应用前景分析102

5.9.1 成本分析102

5.9.2 应用分析102

5.9.3 开发潜力102

第6章 风机塔筒清洗机器人103

6.1 引言103

6.2 国内外研究概况104

6.3 作品简介104

6.4 风机塔筒清洗机器人工作原理105

6.4.1 总体设计105

6.4.2 风机塔筒清洗机器人的模块部分106

6.5 风机塔筒清洗机器人结构设计及加工工艺108

6.6 风机塔筒机清洗机器人控制部分109

6.6.1 无线传输模块选择及传输设计110

6.6.2 电源的选择与实现113

6.7 风机塔筒清洗机器人工作模式分析113

6.8 作品创新点介绍114

6.9 应用前景分析115

6.9.1 成本分析115

6.9.2 应用分析115

6.9.3 开发潜力115

第7章 激光虚拟电子琴的设计与研究116

7.1 激光电子琴概述116

7.2 虚拟键盘投影技术116

7.2.1 激光和高速光学振镜117

7.2.2 激光键盘画面全息投影117

7.3 按键识别技术118

7.3.1 声音定位法118

7.3.2 超声波雷达法118

7.3.3 摄像头图像识别法118

7.4 音响控制技术123

7.5 设计与研究124

7.6 外观的设计与研究128

7.7 改进方法129

7.7.1 外观改进129

7.7.2 识别技术的改进129

7.7.3 键盘投影的改进130

7.8 应用前景130