当前,考试仍然是一种有效的选拔和评估方式,同时国家举办的统一考试种类繁多,并且人们对考试公平、公正的要求越来越高,但传统人工监考存在着诸多不足,这给研制一款实用的考务机器人提供了一个良好的平台。考务机器人作为服务机器人领域的一个分支,其研制目的是替代人力完成监考中繁琐的考务工作,目前国内外针对考务工作的机器人研究较少,因此,研制一款设备一体化、服务智能化,同时能提高监考效率、减少作弊的考务机器人,具有重要的实用价值及工程应用意义。论文参照模块化设计思路,采用三维实体设计、计算机仿真以及样机实验相结合的方法对考务机器人Ⅲ型的身份识别和安检功能模块、行走功能模块、试卷收发功能模块、控制功能模块以及辅助功能模块进行设计与研究,论文主要完成了以下工作:(1)针对考务机器人的安检系统模块,采用三维建模软件Pro/E对考务机器人的安检机构进行了设计,运用ANSYS软件对关键的传动部位进行有限元分析,并将分析结果与理论计算进行对比,保证了机械结构安全可靠。(2)对考务机器人的收发试卷系统模块,依据国内考场布置情况得出的数据尺寸,采用Pro/E软件对发卷和收卷机构进行了设计,并对收卷机构的最佳开合角度建立了非线性的数学模型,运用MATLAB求解得出最佳开合角度值,收发试卷机构的合理化设计进一步增强了考务机器人的实用性。(3)对考务机器人的行走系统模块,在分析了几种技术较为成熟的行走机构的基础上,设计出了考务机器人的行走机构与循迹控制系统,并运用Pro/E的Mechanism运动仿真模块,对行走机构进行了运动学仿真,仿真结果表明了行走机构的可行性。(4)对考务机器人的控制模块,结合考务机器人的具体工作环境、动作流程以及时间安排,采用单片机控制系统,并通过两款样机实验验证了控制系统的可靠性。(5)完成了考务机器人Ⅰ型和考务机器人Ⅱ型样机试制,并在这两款样机实验的基础上对各功能模块进行验证,对实验中出现的安检效率低和发卷机构通用性差等不足之处,进行了优化和改进,使考务机器人Ⅲ型的性能更趋完善。通过以上工作表明,考务机器人的各个功能模块达到了设计目标;考务机器人能够很好的完成考场上的各项考务工作,具有巨大的研究价值和广阔应用前景。