题目

矿洞检测仿生机器人设计

姓名

专业

班级

学号

题目来源

□科研项目   □社会实践  R 自拟题目  □其它

选题类型

□理论研究   □应用研究  R设计开发   □其它

选题背景及目的

矿业是全球重要的基础产业，矿洞检测是保障矿井安全生产的重要环节。由于矿洞环境的特殊性，人工检测面临许多挑战，如复杂的地形、缺氧、毒气、光线不足等问题。近年来，随着机器人技术的快速发展，矿洞检测机器人逐渐成为一种替代人工的有效手段。而仿生机器人，借鉴自然界生物的运动机理，表现出强大的环境适应性，在复杂环境中的应用前景广阔。

国外在矿洞探测机器人的研究起步较早，例如美国、加拿大和澳大利亚等国家已经研发了多种矿洞探测机器人。这些机器人在实际应用中取得了一定的效果，但也面临一些挑战，如电器短路、机械故障或通信中断等问题，未能完全满足救援任务的需求。

国内在仿生机器人领域起步较晚，但近年来取得了一定进展，国内科研院校与企业在仿生结构设计和控制系统开发方面也有了一定的突破，部分仿生机器人在矿洞检测、救援、地质勘探等领域取得了应用。

而在复杂地形和恶劣条件下，仿生机器人的研究正受到广泛关注。以下是国内外研究进展的概述：

国内外研究者正致力于提高机器人在复杂地形下的稳定性和通过性。例如，北京航空航天大学机械学院发表了关于多模态自适应攀岩机器人的研究，该机器人能够在陡坡和峭壁上移动和作业，展示了良好的附着和地形适应能力。

美国NASA正在开发用于地下探索的机器人技术，这些技术不仅适用于地球的熔岩管和洞穴探索，也有望用于其他行星的地下探测。

在深海探索领域，中国的研究团队已经取得了显著进展。他们研发的仿生软体机器鱼，灵感来自深海狮子鱼，能够在高静水压下正常工作，为深海探测作业提供了新的解决方案。

另外，北京理工大学等机构开发的水陆两栖仿生机器人，能够在水陆多工况下运动，完成了复杂地形环境下的作业任务。

本研究旨在设计一种矿洞检测仿生机器人，通过借鉴自然生物的运动特征和感知能力，解决矿洞环境中复杂地形和恶劣条件下的自主检测问题。该仿生机器人具有较强的适应性、智能化和自主导航能力，可用于矿洞环境中的实时数据采集和安全监控。

工作任务及要求

论文任务目标：

论文撰写格式需按照绵阳城市学院毕业论文撰写规范相关要求。

设计总体任务目标：

参照国标（GB）绘制图纸、标注尺寸、并注释说明符合要求，以确保图纸的规范性、准确性和可读性。

三维模型准确反映设计对象的尺寸、形状和结构，确保各部件之间的比例关系正确。

具体功能任务目标：

腿部结构建模：介绍腿部结构的建模方法，包括关节和连杆的设计。

躯干和连接机构建模：介绍躯干的结构设计和腿部与躯干的连接方式。

实物展示

总体研究任务目标：

设计了适用于矿洞检测的仿生机器人模型，借鉴自然界多足生物的运动特点，提出了具有复杂地形适应能力的机器人设计方案。

论文工作要求：

毕业论文（设计）正文字数要求不少于12000字。参考文献数量不少于25篇，其中学术期刊类文献不少于15篇，外文文献不少于5篇，近3年的文献不少于10篇。

主要结构要求：

设计要求和约束条件：列出设计过程中需要满足的要求和约束。

腿部结构设计：详细描述腿部的结构设计，包括材料选择、关节设计、驱动方式等。

躯干和连接机构设计：介绍躯干的结构设计和腿部与躯干的连接方式。

最终成果要求：

毕业设计论文终稿(15000字左右)               1份

总体三维模型                                1份

二维图纸（总装+零件）                     20张

实物             一份（长约300mm*宽约280mm*高约320mm）

时间安排

1.开题报告：2024年10月14日至2024年10月31日。

2.完成初稿：2024年11月1日至2024年12月31日。

3.预计答辩：2025年4月10日至2025年5月10日。

以上内容由指导教师填写

指导教

师签字

教师姓名：

2024年10月8日

学院

审核

审核意见：

教研室主任签字：

2024 年 10月 10日

学生接受任务签字

接受任务时间：    2024年 10 月12  日           学生签名：