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基本信息
- 項目名稱：
- 智能搶險探測機器人
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本設(shè)計中的智能搶險探測機器人以ATMEL公司的ATMEGA16L單片機為控制核心，實現(xiàn)智能控制和智能救援，包括跨越“受損橋梁”、測量并計算橋梁高度、道路選擇、智能避障、路面尋線、金屬檢測、金屬拾起及放下、聲光報警、時間、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，維修并計算橋梁高度采用機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，以直流減速電機為驅(qū)動系統(tǒng)，通過PWM控制直流減速電機來實現(xiàn)小車的前進，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，并進行聲光報警，同時采用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、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的： 設(shè)計制作一臺智能車，實現(xiàn)機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、聲光報警、時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；維修和計算橋梁高度分別采用機械手臂和超聲波傳感器；避障采用紅外傳感器；使用直流減速電機作為機器人的驅(qū)動，來實現(xiàn)它的前進、后退、轉(zhuǎn)彎等動作。使用金屬探測器檢測鐵片，并用機械手臂拾取。采用12864液晶屏顯示救援過程中的所有信息。 創(chuàng)新點： （1）在規(guī)定時間內(nèi)通過“受損橋梁”并記錄顯示通過時間。 （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，并將其送達安置區(qū)。 （4）能夠在規(guī)定時間內(nèi)修復(fù)“受損橋梁”。 （5）能夠通過含障路徑成功到達指定位置。 （6）機械部分全部手工制作，運行靈活，設(shè)計美觀。 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、先進性
- 先進點： （1）現(xiàn)有的測距使用通過單片機控制電機進而來控制數(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液晶屏實時顯示數(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)。 突出的實質(zhì)性技術(shù)特點和顯著進步：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液晶屏實時顯示數(shù)據(jù)。 參考文獻： [1]馬潮.AVR單片機嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用實踐[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)實驗與課程設(shè)計[M].2版.北京：電子工業(yè)出版社，2002：283-288.
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年11月，在山東濟南參加由山東省團委主辦，山東建筑大學(xué)承辦的“山東省機器人設(shè)計大賽”獲得山東省“二等獎”。 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”。
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
- 實物，產(chǎn)品， 現(xiàn)場演示，圖片錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：以ATMEL公司的ATMEGA16L單片機為控制核心，實現(xiàn)機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、聲光報警、時間和高度顯示等功能。路面尋線由RPR220型紅外光電對管完成；維修和計算橋梁高度分別采用機械手臂和超聲波傳感器；避障采用紅外傳感器；使用直流減速電機作為機器人的驅(qū)動，通過PWM控制直流減速電機來實現(xiàn)它的前進、后退、轉(zhuǎn)彎等動作。使用金屬探測器檢測鐵片，并用機械手臂拾取。能夠進行聲光報警，采用12864液晶屏顯示救援過程中的所有信息。 適應(yīng)范圍：實驗室演示模型、救援現(xiàn)場等等。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測：廣闊的市場應(yīng)用前景，省時省力，減少傷害，更加智能信息化；花費相對很少，但是實現(xiàn)的功能強大，應(yīng)用前景十分廣闊。
同類課題研究水平概述
- 在國外：搶險探測機器人發(fā)展的很快，但是在制作、經(jīng)費、人力、物力等花費的時間和金錢較多，有些不必要的浪費，雖然國外在這方面的科技相對我們來說有一定的高度，但是其實現(xiàn)的功能差不多，都能完成指定的任務(wù)，達到搶險救援的目的。在國內(nèi)：搶險方面已經(jīng)實現(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，不能實現(xiàn)理論與實踐的完全匹配，不能達到性能的最大化，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，才能實現(xiàn)新的跨越。 我們的研發(fā)：我們的智能搶險探測機器人，所用研發(fā)時間較短，用最簡單的元件實現(xiàn)了所需要實現(xiàn)的全部功能并且有多處創(chuàng)新點，以及幾處技術(shù)的革新應(yīng)用。對原有的搶險探測機器人的不足的地方加以補充，對其功能進一步拓展，在制作方面大大節(jié)約了人力、物力和財力。我們制作的搶險探測機器人性能和功能一點都不落后，更重要的是性價比較高，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，堅硬性強、穩(wěn)定性高、質(zhì)量較輕、環(huán)保無污染，達到了綠色可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計理念。整個裝置設(shè)計合理，美觀，達到了智能化搶險和探測的目的。
