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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 網(wǎng)絡(luò)農(nóng)場游戲的現(xiàn)實(shí)化--一種遠(yuǎn)程機(jī)械臂控制系統(tǒng)
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 這是一套能夠連接現(xiàn)代農(nóng)場和廣大網(wǎng)民的新型交互系統(tǒng)，并且以當(dāng)下流行的“開心農(nóng)場”等網(wǎng)絡(luò)農(nóng)場的形式表現(xiàn)出來。我們將調(diào)動網(wǎng)友的游戲熱情和巨大潛在消費(fèi)力構(gòu)件真實(shí)版的“開心農(nóng)場”。使網(wǎng)友能夠利用一個(gè)客戶端便可以在家中經(jīng)營自己在遠(yuǎn)端的小農(nóng)場，并可以操縱一個(gè)機(jī)械臂對自己的農(nóng)場進(jìn)行照料。
- 詳細(xì)介紹：
- 在十二五開局之年，我國已把新一代信息技術(shù)“物聯(lián)網(wǎng)”做為發(fā)展重點(diǎn)，其核心就是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)延伸到物與物之間。正因?yàn)檫@種概念的啟發(fā)再加之國家發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的切實(shí)需求。我們希望開發(fā)與一套能夠連接現(xiàn)代農(nóng)場和廣大網(wǎng)民的新型交互系統(tǒng)，并且以當(dāng)下流行的“開心農(nóng)場”等網(wǎng)絡(luò)農(nóng)場的形式表現(xiàn)出來。我們將調(diào)動網(wǎng)友的游戲熱情和巨大潛在消費(fèi)力構(gòu)件真實(shí)版的“開心農(nóng)場”。使網(wǎng)友能夠利用一個(gè)客戶端便可以在家中經(jīng)營自己在遠(yuǎn)端的小農(nóng)場，并可以操縱一個(gè)機(jī)械臂對自己的農(nóng)場進(jìn)行照料。并且引入網(wǎng)絡(luò)游戲的積分評比的競爭機(jī)制。 這個(gè)系統(tǒng)涉及機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、軟件、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域?？缍鄬W(xué)科和實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益是我們最關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn)。 系統(tǒng)分為軟件、控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分。利用C#構(gòu)建基于TCP/IP的客戶端和服務(wù)器；利用MCU作為控制器；自行搭建的六自由度機(jī)械臂作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 系統(tǒng)最終能夠?qū)崿F(xiàn)： 1. 遠(yuǎn)程六自由度機(jī)械臂控制。 2. 視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控。 3. 客戶端人機(jī)交互控制。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 在十二五開局之年，我國已把新一代信息技術(shù)“物聯(lián)網(wǎng)”做為發(fā)展重點(diǎn)，其核心就是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)延伸到物與物之間。正因?yàn)檫@種概念的啟發(fā)再加之國家發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的切實(shí)需求。我們希望開發(fā)與一套能夠連接現(xiàn)代農(nóng)場和廣大網(wǎng)民的新型交互系統(tǒng)，并且以當(dāng)下流行的“開心農(nóng)場”等網(wǎng)絡(luò)農(nóng)場的形式表現(xiàn)出來。我們將調(diào)動網(wǎng)友的游戲熱情和巨大潛在消費(fèi)力構(gòu)件真實(shí)版的“開心農(nóng)場”。使網(wǎng)友能夠利用一個(gè)客戶端便可以在家中經(jīng)營自己在遠(yuǎn)端的小農(nóng)場，并可以操縱一個(gè)機(jī)械臂對自己的農(nóng)場進(jìn)行照料。并且引入網(wǎng)絡(luò)游戲的積分評比的競爭機(jī)制。 這個(gè)系統(tǒng)涉及機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、軟件、網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。跨多學(xué)科和實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益是我們最關(guān)鍵的創(chuàng)新點(diǎn)。 系統(tǒng)分為軟件、控制、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分。利用C#構(gòu)建基于TCP/IP的客戶端和服務(wù)器；利用MCU作為控制器；自行搭建的六自由度機(jī)械臂作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 系統(tǒng)最終能夠?qū)崿F(xiàn)： 1. 遠(yuǎn)程六自由度機(jī)械臂控制。 2. 視頻網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器遠(yuǎn)程監(jiān)控。 3. 客戶端人機(jī)交互控制。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本項(xiàng)目用STM32作為控制器MCU，利用其脈寬調(diào)制(PWM)，發(fā)出占空比可調(diào)的PWM波改變舵機(jī)的角度，實(shí)現(xiàn)精確控制；算法采用軟件延遲，最小控制精度0.9°，減少了繁復(fù)的外圍控制電路。最多可8路同時(shí)輸出PWM波形，達(dá)到8自由度控制。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分采用Triz理論進(jìn)行指導(dǎo)分析，對機(jī)械臂的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì) 控制軟件窗口在C#環(huán)境下利用串口類進(jìn)行設(shè)計(jì)，易于非專業(yè)人士操作。此外利用WinSocket類進(jìn)行基于TCP/IP的服務(wù)器和客戶端，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送接收數(shù)據(jù)，向下位單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，向上位控制客戶端反饋圖像視頻信號。還在labview環(huán)境下構(gòu)建了一個(gè)C/S（Client/Server）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，這可以方便專業(yè)人士從遠(yuǎn)端監(jiān)控機(jī)械臂。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 樣機(jī) 圖片 展板 視頻
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 開發(fā)一款基于機(jī)械臂為終端的網(wǎng)絡(luò)游戲是對于未來的遠(yuǎn)景規(guī)劃，在進(jìn)一步推廣給廣大網(wǎng)友之前，這套系統(tǒng)可作為實(shí)驗(yàn)室遠(yuǎn)程控制；對于種植大棚的遠(yuǎn)程監(jiān)控和處理等遠(yuǎn)程協(xié)助功能，并且在現(xiàn)有機(jī)械臂的條件下初步實(shí)現(xiàn)基于TCP/IP的遠(yuǎn)程抓取、移位、搜索等實(shí)際功能。 當(dāng)下農(nóng)業(yè)觀光旅游，京郊采摘等新興農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益?？梢娙藗儗τ趨⑴c實(shí)踐農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有很大的興趣。倘若將這種熱情與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，那么這對于新農(nóng)村建設(shè)、開創(chuàng)新多元化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)都是大有裨益的。
同類課題研究水平概述
- 農(nóng)業(yè)機(jī)器人的作業(yè)對象一般是農(nóng)作物，這種作業(yè)對象形態(tài)各異，生長環(huán)境也大不相同。在設(shè)計(jì)農(nóng)業(yè)機(jī)器人時(shí)就要考慮作業(yè)對象的自身特征以及外界的生長環(huán)境等諸多因素，因此，農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)具備程序性、適應(yīng)性和可移植性三種特性。程序性指對農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)送不同的控制指令，就能改變其判斷基準(zhǔn)和動作順序；適應(yīng)性指機(jī)器人根據(jù)不同的作業(yè)環(huán)境和結(jié)合機(jī)械本身的情況，能夠自動調(diào)整作業(yè)的質(zhì)和量；可移植性指系統(tǒng)從一個(gè)環(huán)境移植到另一環(huán)境的難易程度，是決定農(nóng)業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用范圍的關(guān)鍵因素。 現(xiàn)代的農(nóng)業(yè)機(jī)器人集傳感技術(shù)、監(jiān)測技術(shù)、人工智能技術(shù)、通訊技術(shù)、圖像識別技術(shù)、精密及系統(tǒng)集成技術(shù)等多種前沿技術(shù)于一身，科技含量不言而喻；雖然已經(jīng)出現(xiàn)了功能各異的農(nóng)業(yè)機(jī)器人，但整個(gè)系統(tǒng)只能依靠自動控制實(shí)行操作功能或移動功能。此類系統(tǒng)主要包括以下幾部分：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動力元件、傳動裝置、傳感器、計(jì)算機(jī)。 遺憾的是，當(dāng)今農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人多為程式化的閉環(huán)控制系統(tǒng)，在應(yīng)對復(fù)雜多變的農(nóng)業(yè)環(huán)境時(shí)，系統(tǒng)的適應(yīng)性和可移植性大大降低。且目前我國受制于國外先進(jìn)科技，此類采摘機(jī)械多為國外進(jìn)口，價(jià)格十分昂貴；更重要的是在出現(xiàn)問題時(shí)，由于技術(shù)封閉，我們難以對其進(jìn)行大幅度機(jī)械調(diào)整改造。 綜合上述因素，我們設(shè)計(jì)出一款性能可靠、成本低廉的遠(yuǎn)程采摘機(jī)械手臂。它涉及多個(gè)學(xué)科交叉，包含各個(gè)領(lǐng)域的科技成果。同時(shí)我們還吸取現(xiàn)有示教機(jī)械臂的原理，利用網(wǎng)絡(luò)游戲的巨大市場，將生產(chǎn)寓于游戲，實(shí)現(xiàn)雙向盈利。
