基本信息
- 項目名稱：
- 軍用攻擊防護盔甲
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 隨著科技的日新月異，人類未來的生活必將趨向于機械化，自動化，智能化，越來越多的電影，雜志，科技都有高科技機器人的身影，讓我們的生活更加的舒適與便宜。 該作品所涉及電子，自動化控制，機械設計，信號，傳感器等領域，通過微控制器采集肢體運動趨勢，經(jīng)雙系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信！采用PID控制算法，完成戰(zhàn)甲的控制！
- 詳細介紹：
- 本小組擬制作一個能直立行走，與人一樣大的初級智能型機器人，我們的初步設想是在演示者的全身各個關節(jié)處安裝一系列的傳感器，通過捕捉肢體的運動，經(jīng)微控制器編碼發(fā)送給機器人，機器人是一個獨立的系統(tǒng)，通過采集的信息控制肢體的動作向量與大小，理想的結果是演示者無論做那種動作，機器人都可以迅速的做出一樣的動作來！此種機器人在批量生產(chǎn)后可以利用在表演觀摩的場合下大規(guī)模的使用，只需要一個領隊的人員即可控制幾百幾千甚至是上萬的機器人做出人類無法做到的整齊統(tǒng)一的動作！例如，我說例如，可以組成閱兵方陣參加國慶閱兵式，在全世界驚嘆的目光下，見證我國可以的迅速發(fā)展，樹立我國在國際上新的形象！ 上述只是我們隊伍想法的V1.0，在實現(xiàn)此功能的前提下，我們擬將人與機器整合起來，做成一個完整的系統(tǒng)，將機器附在人身上，通過傳感器捕捉控制者肢體的運動與運動趨勢，機器再控制其各個關節(jié)輔助給予動作量，實現(xiàn)增大動作幅度的作用！再在外表面附上鋼皮（資源有限用質量較輕的鋁代替），再結合我國傳統(tǒng)的武士盔甲，做成一個魁梧，保護性強，攻擊性強的戰(zhàn)斗機甲。此版本更加適合觀摩表演之用！但隨著研究的深以及器材的更新，我相信，在未來五十年之內，我國必將有此種“武器”正式裝備軍隊！
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 我國各項科技研究在各領域取得飛速的發(fā)展，機器人研究也成了各高校研究所共同的課題，然而，我國機器人的研究尚處于簡化部分功能結構，人形直立行走機器人遠達不到國外的研究水品，我們研究的一種新一代機器人，不僅能容納一個人在內部控制其動作行為，還能通過關節(jié)輔助人體動作，給予更大的動力。全身各個關機相輔相成，操作順暢，在完成日常生活的各種動作的同時，裝上還能攻擊武器，還能展示，防護人體免受傷害的作用！ 該作品所涉及電子，自動化控制，機械設計，信號，傳感器等領域，作為一個復雜的系統(tǒng)，捕捉操作者全身動作的MEMS加速度傳感器多達30個，實現(xiàn)盔甲動作執(zhí)行的關節(jié)多舵機多達50個，如何協(xié)調控制其采集的執(zhí)行時該作品電子自動化控制的難點所在，就一般而言，研究機器人的手指協(xié)調運動已屬機器人研究的重大課題，我們所研究的對象不僅有手指控制運動，還有各個大關節(jié)的控制，在難度上，更高于前者。 如果說電子自動化控制是該作品的難點所在的話，機械結構設計乃是此作品的重大技術指標，從外形，機械支撐，受力分布等各方面綜合設計制作，在一定的美觀樣式下才能稱作為將機器人盔甲，我們以鋁合金為材料通過加工，制作成能容納一個在內部控制的機器人盔甲，如何將各個關節(jié)機械順暢連接，又能達到很好的支撐作用。 在理論研究成熟，實現(xiàn)所有功能后，可以對材料，控制等各方面進行改進，以在真正功能上實現(xiàn)防護攻擊的功能！
科學性、先進性
- 我國各項科技研究在各領域取得飛速的發(fā)展，機器人研究也成了各高校研究所共同的課題，然而，我國機器人的研究尚處于簡化部分功能結構，人形直立行走機器人遠達不到國外的研究水品，我們研究的一種新一代機器人，不僅能容納一個人在內部控制其動作行為，還能通過關節(jié)輔助人體動作，給予更大的動力。 在美國空軍，武器開發(fā)商已為軍隊裝備次種種功能的輔助機器人，可以提升個人身體素質和搬運空中導彈，這些事一個人無法完成的，然而有了此裝置后，一個人就能完成幾個人協(xié)作的任務，在推動科技的同時，節(jié)省了人員的參與量，可以為其他領域提供更多的工作人員。 據(jù)網(wǎng)絡查證，該作品在我國尚無研究，或尚屬機密未公布的研究，在技術上，控制量從幾個到幾十個的提升，難度和實現(xiàn)度有著較大的進步，從自動控制到人參與內部行為動作的控制，人員與系統(tǒng)的結合，在我國機器人研究領域，提供了一種新的思維！
獲獎情況及鑒定結果
- 1.中北大學大學生創(chuàng)新性實驗申請項目 2.2011年第五屆美新杯大學生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽參賽研究作品
作品所處階段
- 中試階段 目前已完成方案設計和功能模塊測試部分，正在繪制電路PCB板和機械部分加工環(huán)節(jié)！
技術轉讓方式
- 未轉讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 該作品在電子自動化控制上，同時采集多路傳感器的信號，將這些非常龐大數(shù)據(jù)量經(jīng)無線發(fā)射后，機器人系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行不斷地處理，控制各個關機的轉向角度，由于采集的信息是三維方向的，在對關節(jié)進行控制時，應注意關節(jié)轉動范圍的限制和控制信息刷新的時間間隔，以確保盔甲操作起來順暢無明顯的滯后感。在機械結構設計上，各關節(jié)的運動范圍不一樣而造成機械運動范圍受限，有的轉向是二維的，而有的關節(jié)是三維轉動，在總體設計時應考慮到這些限制因素和整體重量，關節(jié)是否能夠帶動！都是該作品在設計制作過程中首要解決的問題。 該作品提供了一種人體動作捕捉系統(tǒng)和機器人標準模板，視應用場合添加相應的功能模塊，例如表演展示，遠程控制機器人執(zhí)行危險動作，實驗模擬對人各種意外突發(fā)事件的傷害以及深入研究應用到軍事裝備等。此作品深入研究后，可以為機器人研究領域增添一個新的研究方向。待商品化后，可做大型表演之用，相應研究項目增添功能模塊，在各個研究項目必將得到不同的應用。例如殘疾人輔助裝置，可以捕捉肢體微小的動作量，傳動控制做出相應的動作！
同類課題研究水平概述
- 該作品所涉及電子，自動化控制，機械設計，信號，傳感器等領域，主要工作為電子自動化涉及和機械電子設計制作，最終成品為1:1人形，外形為藝術簡化機器人，穿戴于人體表面，通過捕捉人體肢體動作，經(jīng)系統(tǒng)之間無線通信傳輸有用信息，機器人系統(tǒng)經(jīng)處理，控制關節(jié)舵機運動，配以模擬的“武器”，主要功能是達到觀賞價值和前期研究，為實物功能實現(xiàn)提供理論依據(jù)。 在美國空軍，武器開發(fā)商已為軍隊裝備次種種功能的輔助機器人，可以提升個人身體素質和搬運空中導彈，這些事一個人無法完成的，然而有了此裝置后，一個人就能完成幾個人協(xié)作的任務，在推動科技的同時，節(jié)省了人員的參與量，可以為其他領域提供更多的工作人員。如果此設計應用到軍隊攻防方面，必將大弧度提升整體作戰(zhàn)能力。 據(jù)網(wǎng)絡查證，該作品在我國尚無研究，或尚屬機密未公布的研究。為縮短中美的科研差距，我國應著手此方面的研究，國防只有有了強大的科技裝備為堅強后盾，才能力保我國長期處于和平發(fā)展狀態(tài)。
