Дипломная работа на тему "Синергия | Автоматизированная информационно-управляющая система кисти андроида"

Работа на тему: Автоматизированная информационно-управляющая система кисти андроида
Оценка: хорошо.
Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки.
https://studentu24.ru/list/suppliers/Anastasiya1---1326

Описание работы

Негосударственное образовательное учреждение высшего образования
Московский технологический институт

Факультет Информатики и вычислительной техники Кафедра Информатики и автоматизации
Уровень образования Бакалавриат ФГОС3+
Направление 09.03.01 Информатика и вычислительная техника Профиль Технологии разработки программного обеспечения

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
на тему: «Автоматизированная информационно-управляющая система кисти андроида»

Москва 2018 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………. 4
Глава 1. Обзор роботизированных систем для захвата предметов и
андроидов…………………………………....................................................... 10
1.1. Клешня для захвата твердотельных предметов………………………... 10
1.2. Роботизированные кисти андроида…………………………………… 17
1.3. Бионические протезы кисти и анализ деятельности ГУЗ «НКБ»……. 22
Глава 2. Проектирование манипулятора кисти робота и программное
обеспечение разработки………………………................................................ 29
2.1. Построение функциональной модели предметной области………… 29
2.2. Подключение и общие сведения об Arduino ………………………….. 33
2.3. Состав программного кода Arduino……………………………………. 38
Глава 3. Разработка автоматизированной информационно-управляющей
системы кисти андроида 44
3.1. Разработка 3Д модели......………………………………………………. 44
3.2. Инструкция для сборки роботизированной кисти андроида…………. 49
3.3. Макетный образец кисти андроида и его программирование ………. 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………. 63
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ …………………..……….. 67
Приложение А. Электрическое устройство манипулятора кисти робота… 71
Приложение Б. Листинг скетча, реализующего попеременное загибание
пальцев кисти андроида с помощью перчатки……………………………... 64
Приложение В. 3Д модель автономной роботизированной кисти
андроида………………………………………………………………………. 66
Приложение Г. Фотография перчатки, герконов с витой парой и розетки 67
Приложение Д. Акт внедрения………………..……………………………. 68
Приложение Е. Листинг скетча, реализующего попеременное загибание
пальцев кисти с помощью перчатки………………………………………… 69

Приложение Ж. Листинг скетча, реализующего попеременное загибание
пальцев кисти андроида и жестикуляцию «Коза», «Пистолет», «Мир»….
71

ВВЕДЕНИЕ
В наши дни человек никак не может обойтись без высокотехнологичного программируемого оборудования, механических и электронных систем управления.
В настоящее время без информационных технологий невозможно обойтись ни в одной сфере жизни общества, да и в повседневной жизни рядового гражданина всю большую популярность набирают различные гаджеты, позволяющие значительно облегчить работу, быт и улучшить досуг.
В настоящем исследовании будет рассмотрено взаимодействие информационных технологий и медицины, в области создания автоматизированной информационно-управляющей системы кисти руки андроида.
Робототехнические программированные системы можно назвать одним из достаточно новых видов производственной высокотехнологичной техники [1].
Информационно – управляющие программируемые робототехнические системы имеют механические движущиеся исполнительные устройства.
На основании данных, поступающих от каких-либо внешних источников, производят по определенным алгоритмам и программам (в том числе и адаптирующимся к обстановке и к поставленной задаче) обработку данных, впоследствии выдачу результатов на экран монитора или другие внешние устройства, а также автоматически вырабатывают необходимые управляющие сигналы на основании каких-то полученных результатов [36].
Актуальность представленной работы заключается в том, что ежегодно на территории России более 7000 людей нуждаются в
протезировании в результате врожденных патологий верхних конечностей и травм.
Одним из наиболее частых решений в данном случае является протезирование тяговым или косметическим протезом, которые не позволяют полностью или хотя бы в большей части вернуть функции потерянной конечности.
Имеющиеся на медицинско-технологическом рынке протезы обладают достаточно высокой стоимостью и сложно доступны на территории России.
Данный проект работы направлен на проектирование и разработку отечественно функционального протеза верхней конечности, не уступающий аналогам.
Использование плат с контроллером Arduino позволяет в короткие сроки создать готовое электронное программируемое на языке программирования высокого уровня С++ устройство.
Одной из областей применения таких плат стали маленькие роботы, количество вариантов конструкций которых, на сегодняшний день составляют сотни, а порой даже тысячи.
Создание программируемого управляемого робота представляет собой процесс многоэтапный, который включает в себя проектирование его основных твердотельных частей, разработку, сборку, программирование, отладку.
Знания азов робототехники граничат с механикой, математикой, физикой, алгоритмизацией [37].
В настоящее время придумано огромное число модификаций робототехнических управляемых систем, различающихся по стоимости, дизайну и др. параметрам.
Программирование является основным разделом науки «Информатика», которая обязательно входит во все учебные планы технических специальностей среднего и высшего профессионального образования. В ВУЗах для обучения программированию используется следующий язык - компилируемый, статически типизированный язык программирования общего назначения, язык программирования высокого уровня - С++ [12].
Программирование роботизированных кистей андроида так же может осуществляться на языке С++.
В связи с тем, что исследование и разработка роботизированных систем является достаточно развивающимся и перспективным направлением, была выбрана тема выпускной квалификационной работы -
«Автоматизированная информационно-управляющая система кисти андроида».
Выпускная квалификационная работа выполнена на базе ГУЗ
«Новомосковска клиническая больница» (НКБ).
Объектом исследования настоящей выпускной квалификационной работы является макетный образец информационно-управляющей системы кисти андроида.
Предметом исследования – автоматизация роботизированной кисти андроида с помощью программного управления.
Целью выпускной квалификационной работы является анализ проектирования и разработка автоматизированной информационно- управляющей системы кисти андроида с программным управлением пальцев его кисти, позволяющей осуществлять жестикуляцию и захват твердотельных предметов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
? произвести обзор роботизированных систем андроидов захвата и жестикуляции;
? осуществить анализ деятельности государственного учреждения здравоохранения (ГУЗ) Новомосковской клинической больницы (НКБ);
? построить функциональную модель предметной области;
? разработать твердотельную модель робота с помощью системы автоматизированного проектирования САПР Solid Works 2017;
? реализовать программное управление мобильным роботом;
? собрать и испытать макетный образец автономной роботизированной кисти андроида, работающей в автономном и автоматизированном режимах с помощью перчатки.
Разработанная информационно-управляющая система кисти андроида может применяться в области проектирования, разработки и непосредственно самом испытании протезов кисти для захвата твердотельных предметов, а также при жестикуляции пальцами в рекламных и развлекательных целях.
Достоинствами автономного робота кисти андроида являются: компактность, простое программное управление, быстродействие, бесшумность.
Робот кисти андроида является экологически чистой продукцией, поскольку работает он исключительно от электрических аккумуляторов [35].
Научно-исследовательские работы (НИР) производились в рамках контракта, заключенного с Воронежским филиалом Федерального государственного унитарного предприятия «Московское протезно- ортопедическое предприятие», входящего в состав предприятий,
подведомственных Министерству труда и социальной защиты Российской Федерации.
Теоретическая значимость представленной работы заключается в том, что в настоящем исследовании рассматриваются диаграммы функциональной модели манипулятора кисти робота.
Практическая значимость данной работы состоит в том, что полученные результаты по разработке, автоматизированной информационной будут использоваться в дальнейшем при создании протезов кистей рук.
Решением поставленных в работе задач занимались многие авторы, в том числе исследователь Беркинблит М. Б. с работой «Двигательные задачи и работа параллельных программ и интеллектуальные процессы, и их моделирование»; а также Юревич Е.И. и его научный труд «Основы робототехники».
Применение автоматического проектирования и синтеза крайне актуальны и для исследования информационно-измерительной системы наземного мобильного робота и др.
Представленная выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, а также списка использованных материалов, приложений и написана на основании сорока трех источников научной, специальной литературы по заданной теме и при помощи интернет – ресурсов.
В первой главе выпускной квалификационной работы произведен общий обзор роботизированных систем кисти руки для захвата предметов и андроидов.
Во второй главе представленного исследования осуществлено проектирование манипулятора кисти робота и представлено программное обеспечение разработки.
В третьей главе настоящей работы представлена разработка автоматизированной информационно-управляющей системы кисти андроида.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ
Источники на русском языке
1. MySQL. Библиотека профессионала – Киев: Диалектика, 2016
– С. 170 - 179.
2. Беркинблит М.Б., Гельфанд И.П., Фельдман А.Г. Двигательные задачи и работа параллельных программ и интеллектуальные процессы, и их моделирование. — М.: Наука, 1983. С. 37 - 54.
3. Бабич, А. В. Промышленная робототехника. - М.: Книга по Требованию, 2015. - 263 c.
4. Белов А. В. Создаем устройства на микроконтроллерах. — СПб.: Наука и Техника, 2017. — 304 с.
5. Хортов В.Я. Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих. — МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012, 215 c.
6. Гурьев А. Робоквантум тулкит. - Фонд новых форм развития образования, 2017, — 187 c.
7. Шейн А. Машиностроение и робототехника. — СПб.: Наука и Техника. 2017. - 165 с.
8. Крейх Джон. Введение в робототехнику. Механика и управление. — "Институт компьютерных исследований". 2014. - 205c.
9. Голицына О. Л. Языки программирования. – М.: ФОРУМ – ИНФРА-М, 2014. – 400 с.
10. Емельянова Н.З., Партыка Т.Л., Попов И.И. Проектирование информационных систем: учебное пособие. — М.: Форум: НИЦ ИНФРА– М, 2015. — 202 c.
11. Филиппов С.А. Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. —Лаборатория знаний. 2017. - 324с.
12. Бельчусов А.А. Мониторинг образовательной робототехники и IT-образования города Москвы. - Издательский центр АНО АИР.2017. - 323 с.
13. Иванов В.А., Медведев В.С. Математические основы теории оптимального и логического управления. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. – 600 с.
14. Каляев А.В. Основы робототехники. - М.: Форум, 2015. - 224 c.
15. Каргинов Л.А. Проектирование систем приводов шагающих роботов с древовидной кинематической системой: Учебное пособие для вузов. - М.: Изд-во "Рудомино", 2014. - 170 с.
16. Кожеуров М.А., Михед А.Д., Родионов В.А. Применение автоматического проектирования и синтеза для исследования информационно-измерительной системы наземного мобильного робота. / Актуальные вопросы науки: Материалы XХII Международной научно- практической конференции (10.11.2015). —М.: Издательство «Спутник +», 2015. – С. 26-31.
17. Крейг Д. Введение в робототехнику. Механика и управление. Изд-во Институт Компьютерных исследований, 2015. – 564 с.
18. Мартынова В.П. Базы данных. Распределенные и удаленные БД. Т.1 / В.П. Мартынова. – М.: ИД ФОРУМ, НИЦ ИНФРА-М, 2017 – 352 c.
19. Михед А.Д., Кожеуров М.А., Родионов В.А. К вопросу повышения точности информационно измерительных систем стабилизации и наведения / Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 12. Ч. I. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. — С. 210-215.
20. Мортон Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс. /Пер. с англ. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2014. — 272 с.
21. Пирогова В.Ю. Информационные системы и базы данных: Учебное пособие/В.Ю. Пирогова. –СПб.: БХВ-Петербург, 2017 – 528 c.
22. Ракован О.Л. Базы данных: Учебное пособие / О.Л. Ракован. - М.: Форум, 2016 – 400 c.
23. Хорев П. Б. Технологии объектно-ориентированного программирования. – М.: Издательский центр Академия, 2014. – 448 с.
Электронные ресурсы
24. Arduino. [Электронный ресурс]
25. ГУЗ "Новомосковская городская клиническая больница". [Электронный ресурс]
26. Клешня. [Электронный ресурс]
27. Протезно-ортопедические изделия [Электронный ресурс] 08.05.2018).
28. SWR [Электронный ресурс] /
29. Геркон [Электронный ресурс]
30. Витая пара [Электронный ресурс]
31. Bebionic [Электронный ресурс]
32. Бионический протез кисти. [Электронный ресурс]
33. Научный справочник. Прикладная наука и техника. [Электронный ресурс]
34. Проектирование одноосного балансирующего робота Segway. [Электронный ресурс]
35. Большая энциклопедия нефти и газа. Робототехническая система. [Электронный ресурс]
36. Ардуино (Arduino) язык программирования. [Электронный ресурс]
37. Горизонт-Х: тайны непознанного. Современные протезы кисти. [Электронный ресурс]
(дата обращения: 08.05.2018).
38. Методология функционального моделирования SADT. [Электронный ресурс]
39. Галатенко В.А. Основы информационной безопасности [Электронный ресурс] / Галатенко В.А.— Электрон. текстовые данные. — М.: Интернет Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. — 266 c.
40. Кондратьева Т.М. Инженерная и компьютерная графика. Часть 1. Теория построения проекционного чертежа [Электронный ресурс]: учебное пособие / Кондратьева Т.М., Митина Т.В., Царева М.В.— Электрон. Текстовые данные. — М.: Московский государственный строительный университет, Ай Пи Эр Медиа, ЭБС АСВ, 2016. — 290 c.
41. Среда разработки для Arduino: программирование контроллера — это проще, чем кажется. [Электронный ресурс]
42. C++Builder 2010 Professional. [Электронный ресурс].