“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛申报书(参考).doc

附件1第十三届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称： 仿人机器人欠驱动灵巧手 学院全称： 申报者姓名 （集体名称）： 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类参考网址：/说 明1申报者应认真阅读此说明各项内容后按要求详细填写。2申报者在填写申报作品情况时只需根据个人项目或集体项目填写A1或A2表，根据作品类别（自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作）分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。D表由指导该作品的老师具体负责填写。3表内项目填写时一律用钢笔或打印，字迹要端正、清楚，此申报书可复制。4学术论文、社会调查报告及所附的有关材料必须是中文（若是外文，请附中文版），请以四号楷体打印在A4纸上，附于申报书后，字数在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。6其他事宜请向校团委咨询。联 系 人：宋奇键 联系电话：8762719A1申报者情况（个人项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写 个人作品的第一作者（承担申报作品60%以上的工作者）。 2本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。姓 名性别出生年月申报者情况学校全称专 业现学历年级学制 年入学时间作品全称毕业论文题目通讯地址邮政编码单位电话常住地通讯地址邮政编码住宅电话合作者情况姓 名性别年龄学历所在单位资 格 认定学院学籍管理部门意见是否为2012年12月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的各类高等院校学生（含专科生、本科生和研究生）。是 否若是，其学号为： （签章） 年 月 日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果是 否 负责人签名： 年 月 日A2申报者情况（集体项目）说明：1必须由申报者本人按要求填写。2申报者代表必须是作者中学历最高者，其余作者按学历高低排列。3本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况的确认。申报者代表情况姓名性别出生年月学校系别、专业、年级学历学制入学时间作品名称毕业论文题目通讯地址邮政编码办公电话常住地通讯地址邮政编码住宅电话其他作者情况姓 名性别年龄学历所在单位资格认定学院学籍管理部门意见以上作者是否为2012年12月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。是 否 （签章） 年 月 日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果是 否负责人签名： 年 月 日B1申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1必须由申报者本人填写。2本部分中学院主管科研领导签章视为对申报者所填内容的确认。3作品分类请按作品学术方向或所涉及的主要学科领域填写。4硕士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全称作品分类（ ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路作品的科学性、先进性及独特之处作品的实际应用价值和现实意义学术论文文摘作品在何时、何地、何种机构举行的会议上或报刊上发表登载及所获奖励鉴定结果请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录申报材料清单（申报论文一篇，相关资料名称及数量）学院主管领导签章 （签章） 年 月 日B2申报作品情况（哲学社会科学类社会调查报告和学术论文）说明：1必须由申报者本人填写。2本部分中的学院主管科研领导签章视为对申报者所填内容的确认。作品全称作品所属领域 （ ）A哲学 B经济 C社会 D法律 E教育 F管理作品撰写的目的和基本思路作品的科学性、先进性及独特之处作品的实际应用价值和现实指导意义作品摘要作品在何时、何地、何种机构举行的会议或报刊上发表登载、所获奖励及评定结果请提供对于理解、审查、评价所申报作品，具有参考价值的现有对比数据及作品中资料来源的检索目录调查方式走访 问卷 现场采访 人员介绍 个别交谈亲临实践 会议图片、照片 书报刊物 统计报表 影视资料 文件 集体组织 自发 其它主要调查单位及调查数量 省（市） 县（区） 乡（镇） 村（街） 单位 邮编 姓名 电话 调查单位 个 人次学院领导签章（签章） 年 月 日B3申报作品情况（科技发明制作）说明：1必须由申报者本人填写。2本部分中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容的确认。 3本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据。 原理结构图、外观图（照片）,也可附鉴定证书和应用证书。 4作品分类请按照作品发明点或创新点所在类别填报。作品全称仿人机器人欠驱动灵巧手作品分类（A）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标本方案设计目的在于仿生学在机械学科中的应用。人的手掌是一种复杂的机械结构，包含20自由度，对于机械手的研究，使最终实现灵巧执行末端在日常生活中真正应用，整只手只有四个手指组成，但也有完善的功能。动力单元，控制单元等都集成安装在手掌或手指内，是一个单独的系统，并且灵巧手还具有感觉多种传感功能，仿人欠驱动机械手设计方案： 1）机械手为仿人四指的结构形式，共包含1个主动自由度和12个被动自由度。 2）在实现功能的情况下，使整个机械手的设计尽量简单，手掌运动只使用一个电机，通过动/定滑轮组、丝线带传动，控制每一个手指弯曲等欠驱动结构实现； 3）手指上，手掌上安装传感器，传感器输出信号反馈到控制系统中，控制手指的运动，另外还可以用遥控器手动控制； 4）指节与指节铰链处装有扭力不等复位扭簧，使各手指在驱动放松时能模拟人手执伸直状态恢复。 5）手掌和手指上安有织物，增大摩擦，增加缓冲。方案特点及创新点： 1）采用欠驱动结构，只用一个电机就能实现四个手指多达12个自由度的弯曲运动，使控制相对简单。 2）手指各指节的模块化结构设计，降低了制造加工的难度； 3）使用动/定滑轮组，缩短了丝线的运动距离，使机械手更加紧凑小巧，并且使各手指上丝线所受力为电机拉动丝线上受力的1/4； 4）通过改变安装在指节与指节间扭簧的系数大小控制各指节的弯曲顺序，实现不同的运动形式； 5）驱动单元，传动单元，控制单元全部集成在机械手内部，灵巧手可直接安装在机器人手臂上，实现通用。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）作品仿人机器人欠驱动灵巧手的先进性体现在以下几个方面：1、理论验证与实际制造同时性。在设计的同时，为使机械手设计上与人手缩小差距，每套方案都进行模型实质，验证其可靠性，真实性。 2、在配件选用上，大量选用国际上成熟可靠的产品，在不牺牲性能的基础上降低成本。使效益最大化。 3、采用模块化设计思路，零件通用性强。将众多零件分门别类集成模块，替换性，可移植性强参考文献：1吴海鸿.家.(查看更多)庭机器人大市场已呼之欲出.中国青年报，2006年06月，/content/2006-06/27/content_1429096.htm。 2杨秀清，骆敏舟，梅。核环境下的机器人研究现状与发展。机器人技术与应用。 3王伟.丰田公司的伙伴机器人J.机器人技术与应用，2005年01期。 4杜宗潆.机器人ASIMOJ.电世界,2003年9月。 5刘宏，姜力.飞速发展的机器人灵巧手技术,哈尔滨工业大学报，2004年1月。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果无作品所处阶段（B）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D （自填）技术转让方式无作品可展示的形式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品适用范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测本款机械手所采用的欠驱动模式在控制上大大简化。尽管在性能上不如全功能手，但是在一定领域上的小有优势的。本款手设计上的一大特点即满足大部分功能的情况下尽量简化设计，使成本大大减低。在理论验证阶段，用3D打印机试制模型，验证其可行性，减低了研究成本。此外，在标准件的选用上多选用性能优异的成熟产品，提升了该款机械手的可靠性。未来的时代中，机器人将大大普及，在家庭娱乐，公共服务，医疗卫生，基础教育上得到广泛应用。所以这种低成本的设计还是有很大的优势的。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请学院领导签章（签章） 年 月 日C当前国内外同类课题研究水平概述说明：1申报者可根据作品类别和情况填写。 2填写此栏有助于评审。纵观全球机器人领域，国内的研制水平距离欧美发达国家小有距离，这与中国所处的社会现状也有关系。例如在机器人领域处于领先地位的德、美、日等国家由于这些国家的科研实力普遍高于国内同期水平，其研发的机械灵巧手更逼近正常人手的水平。如NASA的Robonaut；shadow Robot 公司的Smart Motor Hand；orebro university 开发的actuated Sheffield hand等等，其中的驱动部件大多为自主开发，有气动仿生肌肉，稀土电机，大功率盘式电机等等。而同时，国内大部分机器人研究所，在设计的时候牵制于国内其他配套零件的研制水平。所以大部分时候尽管有优秀的方案，由于其他配件上的不足，往往受制于国外电机等配件。而与此同时，由于中国或多或少承受着不对等的技术封锁，导致差距难以短期内缩短。国内在机器人研究上，特别是机械手的研究上，哈工大是出于领先地位，其技术在国际上也有一定地位。其机械手DLR_HIT Hand II上用的驱动器都为自主研制，因此在这方面一定程度上摆脱了国外的技术垄断。其他研究所大多无独立开发合适的驱动结构，发展受到限制。目前，欠驱动手和全功能手的研究都是热门的