挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛申报书.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与学术论文
科技创造制作A类
□科技创造制作B类
参考
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工程或集体工程填写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与学术论文、科技创造制作〕分别填写B1、B2或B3表。所有申报者可根据情况填写C表。D表由指导该作品的教师具体负责填写。
3．表内工程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〔假设是外文，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14.5×22cm〕。
6．其他事宜请向校团委咨询。
联 系 人：宋奇键
联系 ：8762719
A1．申报者情况〔个人工程〕
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〔承当申报作品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确实认。

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

常住地
通讯地址

邮政编码

住宅

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、本科生与研究生〕。
□是 □否
假设是，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〔集体工程〕
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，其余作者按学历上下排列。
3．本表中的学籍管理部门签章视为对申报者情况确实认。
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

常住地
通讯地址

邮政编码

住宅

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．本局部中学院主管科研领导签章视为对申报者所填内容确实认。
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．机械及控制〔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、地球及空间科学等〕
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〕
作品撰写的目的与根本思路

作品的科学性、先进性及独特之处

作品的实际应用价值与现实意义

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与学术论文〕
说明：1．必须由申报者本人填写。
2．本局部中的学院主管科研领导签章视为对申报者所填内容确实认。
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
作品撰写的目的与根本思路

作品的科学性、先进性及独特之处

作品的实际应用价值与现实指导意义

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比照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 姓名
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〔科技创造制作〕
说明：1．必须由申报者本人填写。
2．本局部中的科研管理部门签章视为对申报者所填内容确实认。
3．本表必须附有研究报告，并提供图表、曲线、试验数据。
原理构造图、外观图〔照片〕,也可附鉴定证书与应用证书。
4．作品分类请按照作品创造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．机械及控制〔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、地球及空间科学等〕
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、创造的目的与根本思路、创新点、技术关键与主要技术指标
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构造，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构造形式，共包含1个主动自由度与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构造实现； 3〕手指上，手掌上安装传感器，传感器输出信号反应到控制系统中，控制手指的运动，另外还可以用遥控器手动控制； 4〕指节及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〕手掌与手指上安有织物，增大摩擦，增加缓冲。方案特点及创新点： 1〕采用欠驱动构造，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构造设计，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及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〔必须说明及现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点与显著进步。请提供技术性分析说明与参考文献资料〕
作品仿人机器人欠驱动灵巧手的先进性表达在以下几个方面：
1、理论验证及实际制造同时性。在设计的同时，为使机械手设计上及人手缩小差距，每套方案都进展模型实质，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，在不牺牲性能的根底上降低本钱。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：
...(查看更多)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及开展。机器人技术及应用。
[3]王伟.丰田公司的伙伴机器人[J].机器人技术及应用，2005年01期。
[4]杜宗潆.机器人ASIMO[J].电世界,2003年9月。
[5]刘宏，姜力.飞速开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与优势，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与经济效益预测
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局部功能的情况下尽量简化设计，使本钱大大减低。在理论验证阶段，用3D打印机试制模型，验证其可行性，减低了研究本钱。此外，在标准件的选用上多项选择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，公共效劳，医疗卫生，根底教育上得到广泛应用。所以这种低本钱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与情况填写。
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兴旺国家小有距离，这及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，国内大局部机器人研究所，在设计的时候牵制于国内其他配套零件的研制水平。所以大局部时候尽管有优秀的方案，由于其他配件上的缺乏，往往受制于国外电机等配件。而及此同时，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适宜的驱动构造，开展受到限制。目前，欠驱动手与全功能手的研究都是热门的研究方向。全功能手在构造与控制上更需要精巧的设计，各个关节的驱动器也更加小型化。而欠驱动手尽管控制上有所简化，但构造上更显特色。可谓各有千秋。
D．推荐者情况及对作品的说明
说明：1．由推荐者本人填写。
2.推荐者填写此局部，即视为同意推荐。
3．推荐者所在单位签章仅被视为对推荐者身份确实认。
推荐者情况
姓 名

性别

年龄

职称

工作单位

请对申报者申报情况真实性做出阐述

请对作品的意义、技术水平、适用范围及推广前景做出您的评价

其它说明

推荐者所在
单位签章

〔签章〕
年 月 日

第 15 页