学号
天津城建大学
毕业设计（论文）开题报告
快递送货无人车结构及控制系统设计
学生姓名
专业名称
机械电子工程（本）
指导教师
控制与机械工程学院学院
2022年3月7日
毕业设计开题报告
题目名称：快递送货无人车机构及控制系统设计（小4号黑体，20磅行距）
（字体要求为小4号宋体，20磅行距，参考文献按照科技论文规范格式书写）
1.课题背景（所选课题的来源、开发目的和意义，国内外现状）
1）课题来源
课题来源于机械创新性大赛的设计项目，对原有的设计基础上添加了避障等控制功能。
2）开发的目的和意义
信息技术的高速发展和无人技术领域的巨大进步，无人设备在很多方面得到了越来越广泛的应用，它们不仅能辅助人类完成许多工作，甚至替代人类完成某些具有危险性的特种任务。信息技术与现代工业相结合使无人设备尽可能的协助人类完成工作，减轻人类负担是当前无人化发展的一个趋势。
快递送货无人车在行驶时是快件运输车辆、固定停发时是普通智能快递箱，实现从处理中心直达用户，避免了二次运输、二次分拣等环节，成为末端运输收派一体的智能服务机器人，降低末端运营成本。快递送货无人车可以推动传统末端网点改革，全程无人化操作，无需传统网点支持，最终实现减少或替代传统形式的快递网点。这样，原有网点场地成本、人工成本、车辆运输成本等将大幅减少。
3）国内外的研究现状
全球无人车配送的发展，现为美国领跑、欧洲积极跟随、亚洲追赶超越的局面。国内无人车配送起步较国外稍晚，但国内无人配送企业在业务需求量巨大，配送距离短技术更易落地两方面有着明显的优势。国外无人配送主要是从机器人技术切入市场的无人配送机器人，国内则是直接从自动驾驶技术切入市场。
目前，国内外众多的无人配送公司还处于早期研发或小规模运营的阶段，还需在人机交互、全球定位系统、人工智能、云计算、大数据等技术上不断更新迭代，以满足更多样、更复杂的需求场景，最终实现商业化全面普及。其中专注于无人配送车技术开发的公司有：行深智能、白犀牛、新石器、智行者等创业公司以及美团、京东、苏宁、菜鸟、德邦等自身带物流业务的大公司。
2020年初，各地的无人配送车在疫情最危险的地方代替人工解决疫情中面临的问题。广东省人民医院、武汉市第九医院、北京市海淀医院、武汉光谷方舱医院、深圳市第三人民医院等为了保障医院的物资运输，纷纷引入了智能物流机器人、无人配送车等，负责无接触餐食及药物配送，从而降低临床工作人员交叉感染的风险。除了在医疗方面，无人配送车还被应用于政府单位邮件投递、园区消毒巡逻等。因受城市道路、交通管制等影响，末端配送车型多为适宜于城市小型货物短距离运输的电动微型货车，具有低成本、安全灵活、污染少等优势。
国外无人配送车研发公司较著名的有亚马逊、DHL、Nuro、StarshipTechnologies、TeleRetail、AlertInnovation等。国外无人配送起初推出的产品体积较小，行动灵敏，主要为低速园区或人行道设计的无人配送机器人。2016年9月，美国交通运输部发布了全球首个无人驾驶汽车政策文件《联邦自动驾驶汽车政策》，为无人驾驶汽车正式上路铺设了政策基础。2018年8月，AutoX在美国加州推出无人驾驶生鲜递送服务，为当地居民提供无人车配送服务及车上搭载的无人货架售货服务。2018年10月，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）批准Nuro在2020-2021两年中部署5000辆低速自动驾驶送货小车R2，通过在集中的地点放置物品，实现即时配送，包括生鲜、外卖、包裹等。Nuro于2019年推出了可在绝大多数城市内的地面道路上行驶的全自动无人配送车，可储存大概20-30件货物，载重量在100公斤以上，配速在25-30km/h。在新冠疫情防控期间，Nuro已开始使用其机器人在加利福尼亚体育场附近运送食品和医疗用品。
2.开发设计的基本内容及预期设计效果
根据功能描述设计快递送货无人车的机械结构形式和控制系统，确定运动传递方案，设计相应的机械结构，选择确定计算减速电机的使用个数及其功率大小，设计计算车身结构、转向装置机构的结构形式和尺寸结构，绘制快递送货无人车装配图及关键零部件图等；设计快递送货无人车的运动控制系统，绘制主要电路控制图，具体内容包括：
1）设计快递送货无人车机械结构形式、运动方案和传动路线方案等；
2）设计动力装置的布局，并进行车身结构、转向装置机构的详细结构设计，一些关键零件设计计算和强度校核，零件材料的选择等；
3）快递送货无人车的运动控制系统；
4）完成快递送货无人车结构的装配图绘制和关键零件图的绘制；
5）完成快递送货无人车的运动控制系统电路图。
本设计结合机电控制，采用电池驱动、履