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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 智能搶險(xiǎn)探測機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本設(shè)計(jì)中的智能搶險(xiǎn)探測機(jī)器人以ATMEL公司的ATMEGA16L單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)智能控制和智能救援，包括跨越“受損橋梁”、測量并計(jì)算橋梁高度、道路選擇、智能避障、路面尋線、金屬檢測、金屬拾起及放下、聲光報(bào)警、時(shí)間、高度顯示等功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 尋跡由RPR220型光電對管和紅外傳感器完成，維修并計(jì)算橋梁高度采用機(jī)械手臂和超聲波傳感器來完成，避障采用紅外傳感器來完成，以直流減速電機(jī)為驅(qū)動系統(tǒng)，通過PWM控制直流減速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)，轉(zhuǎn)彎，倒車等動作。金屬探測中，使用金屬探測器檢測鐵片，并用電磁鐵拾起鐵片，并進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)采用12864液晶屏顯示所有救援過程中的信息。
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)
- 目的： 設(shè)計(jì)制作一臺智能車，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能控制和智能救援，包括路面尋線、路線分析、測量和計(jì)算橋梁高度、修復(fù)和跨越“受損橋梁”、智能避障、金屬檢測、金屬拾取、聲光報(bào)警、時(shí)間和高度顯示等功能。 基本思路： 路面尋線由RPR220型紅外光電對管完成；維修和計(jì)算橋梁高度分別采用機(jī)械手臂和超聲波傳感器；避障采用紅外傳感器；使用直流減速電機(jī)作為機(jī)器人的驅(qū)動，來實(shí)現(xiàn)它的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動作。使用金屬探測器檢測鐵片，并用機(jī)械手臂拾取。采用12864液晶屏顯示救援過程中的所有信息。 創(chuàng)新點(diǎn)： （1）在規(guī)定時(shí)間內(nèi)通過“受損橋梁”并記錄顯示通過時(shí)間。 （2）循跡過程中能夠遇障自動返回并且能夠排除干擾分支路線選擇正確的路線到達(dá)指定位置。 （3）能夠自動躲過多處障礙物成功尋找到被救者，并將其送達(dá)安置區(qū)。 （4）能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)修復(fù)“受損橋梁”。 （5）能夠通過含障路徑成功到達(dá)指定位置。 （6）機(jī)械部分全部手工制作，運(yùn)行靈活，設(shè)計(jì)美觀。 技術(shù)關(guān)鍵: （1）通過超聲波測距。 （2）使用光電門避障。 （3）用RPR220型光電對管完成系統(tǒng)尋跡。 （4）采用金屬探測器探測金屬。 技術(shù)指標(biāo)： （1）超聲波測距和避障模塊：測量精度高. （2）檢測距離：100mm…1000mm （3）RPR220型光電對管模塊：一種光電探測器內(nèi)置可見光過濾器能減小離散光的影響。 （4）金屬探測器模塊：靈敏度高，聲光振動。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 先進(jìn)點(diǎn)： （1）現(xiàn)有的測距使用通過單片機(jī)控制電機(jī)進(jìn)而來控制數(shù)顯游標(biāo)卡尺，讀出數(shù)顯示數(shù)，而我們使用的超聲波測距； （2）現(xiàn)有的避障使用超聲波傳感器進(jìn)行避障，而我們使用光電門避障； （3）現(xiàn)有的尋跡用光敏探測器，而我們使用RPR220型光電對管完成尋跡； （4）現(xiàn)有的金屬探測使用采用CCD圖像傳感器，而我們使用金屬探測器探測金屬； （5）現(xiàn)有的顯示模塊大多不能顯示，而我們使用12864液晶屏實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。 這些模塊結(jié)合起來能夠挺高它的性能，從而更加完美的完成規(guī)定的任務(wù)。 突出的實(shí)質(zhì)性技術(shù)特點(diǎn)和顯著進(jìn)步：使用超聲波測距；使用光電門避障；使用金屬探測器探測金屬；使用12864液晶屏實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)。 參考文獻(xiàn)： [1]馬潮.AVR單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實(shí)踐[M].1版.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007：322-344. [2]高吉祥.電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2002：283-288.
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年11月，在山東濟(jì)南參加由山東省團(tuán)委主辦，山東建筑大學(xué)承辦的“山東省機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽”獲得山東省“二等獎(jiǎng)”。 2011年5月，參加校第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽，獲得“特等獎(jiǎng)”。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物，產(chǎn)品， 現(xiàn)場演示，圖片錄像
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
- 使用說明：以ATMEL公司的ATMEGA16L單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的智能控制和智能救援，包括路面尋線、路線分析、測量和計(jì)算橋梁高度、修復(fù)和跨越“受損橋梁”、智能避障、金屬檢測、金屬拾取、聲光報(bào)警、時(shí)間和高度顯示等功能。路面尋線由RPR220型紅外光電對管完成；維修和計(jì)算橋梁高度分別采用機(jī)械手臂和超聲波傳感器；避障采用紅外傳感器；使用直流減速電機(jī)作為機(jī)器人的驅(qū)動，通過PWM控制直流減速電機(jī)來實(shí)現(xiàn)它的前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等動作。使用金屬探測器檢測鐵片，并用機(jī)械手臂拾取。能夠進(jìn)行聲光報(bào)警，采用12864液晶屏顯示救援過程中的所有信息。 適應(yīng)范圍：實(shí)驗(yàn)室演示模型、救援現(xiàn)場等等。 市場分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測：廣闊的市場應(yīng)用前景，省時(shí)省力，減少傷害，更加智能信息化；花費(fèi)相對很少，但是實(shí)現(xiàn)的功能強(qiáng)大，應(yīng)用前景十分廣闊。
同類課題研究水平概述
- 在國外：搶險(xiǎn)探測機(jī)器人發(fā)展的很快，但是在制作、經(jīng)費(fèi)、人力、物力等花費(fèi)的時(shí)間和金錢較多，有些不必要的浪費(fèi)，雖然國外在這方面的科技相對我們來說有一定的高度，但是其實(shí)現(xiàn)的功能差不多，都能完成指定的任務(wù)，達(dá)到搶險(xiǎn)救援的目的。在國內(nèi)：搶險(xiǎn)方面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一定的發(fā)展，有了一定的提高，但是往往研發(fā)的時(shí)間較長，而且需要的人力、物力非常的龐大，因此在科學(xué)發(fā)展上相對有些滯后。還有就是靈敏度上，不能實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的完全匹配，不能達(dá)到性能的最大化，因此在這方面中國還有很長的路要走，需要更多的人才去專驗(yàn)，才能實(shí)現(xiàn)新的跨越。 我們的研發(fā)：我們的智能搶險(xiǎn)探測機(jī)器人，所用研發(fā)時(shí)間較短，用最簡單的元件實(shí)現(xiàn)了所需要實(shí)現(xiàn)的全部功能并且有多處創(chuàng)新點(diǎn)，以及幾處技術(shù)的革新應(yīng)用。對原有的搶險(xiǎn)探測機(jī)器人的不足的地方加以補(bǔ)充，對其功能進(jìn)一步拓展，在制作方面大大節(jié)約了人力、物力和財(cái)力。我們制作的搶險(xiǎn)探測機(jī)器人性能和功能一點(diǎn)都不落后，更重要的是性價(jià)比較高，完全可以與他們的相匹配甚至已超越了他們，尤其是能夠在指定的時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)的完成任務(wù)，而且靈敏度相當(dāng)高，而且能夠很好的排除干擾的信號，成功將指定任務(wù)完成。另外，我們外部材料使用鋁合金，堅(jiān)硬性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、質(zhì)量較輕、環(huán)保無污染，達(dá)到了綠色可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念。整個(gè)裝置設(shè)計(jì)合理，美觀，達(dá)到了智能化搶險(xiǎn)和探測的目的。
