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基本信息
- 項目名稱：
- 智能蛙板機(jī)器人
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 本作品將游龍板的反偏向輪運動形式創(chuàng)新地應(yīng)用于機(jī)器人運動控制研究領(lǐng)域，具有開拓意義；本機(jī)器人通過兩臂開合時輪子與地面產(chǎn)生的摩擦力前進(jìn)，運動靈活敏捷，水陸均可驅(qū)動；實現(xiàn)了紅外測量側(cè)方及前方障礙物和道路寬度、調(diào)整兩臂擺幅以適應(yīng)道路寬度變化、靈活轉(zhuǎn)向避障（側(cè)面及前方）、遙控、倒車、多機(jī)協(xié)同前進(jìn)等功能；可用于水陸兩棲機(jī)器人、偵察機(jī)器人、舞蹈機(jī)器人等實際應(yīng)用領(lǐng)域，也可作為血液中微納米機(jī)器人運動原型實驗平臺。
- 詳細(xì)介紹：
- 機(jī)器人技術(shù)是一門快速發(fā)展的高新技術(shù),在交通、醫(yī)療、軍事、工業(yè)生產(chǎn)等方面用途廣泛。機(jī)器人的運動形式、感知方式等是這一領(lǐng)域的一個重要研究方向。 目前已經(jīng)提出的機(jī)器人運動形式有輪式、履帶式、步行式等，本作品將游龍板的反偏向輪運動形式創(chuàng)新地應(yīng)用于機(jī)器人運動控制研究領(lǐng)域，具有開拓意義。 該機(jī)器人的運動與蛙泳形式相似，通過擺動機(jī)器人腿臂，利用腿臂上的反偏向輪與地面的作用力實現(xiàn)平穩(wěn)運動，在水中也可產(chǎn)生驅(qū)動力。機(jī)器人驅(qū)動機(jī)構(gòu)為直流電機(jī)、齒輪，使用金屬加工制作；電源使用鋰離子電池供電；在此基礎(chǔ)上又運用AVR單片機(jī)和PWM直流電機(jī)控制技術(shù)制作了機(jī)器人的控制模塊，實現(xiàn)了蛙板機(jī)器人的自動行駛。該機(jī)器人能夠通過安裝在前方和側(cè)方的測距傳感器探測運動通道的寬度以及周圍的障礙物，自動調(diào)節(jié)運動方向與腿臂開合的寬度，使其能夠適應(yīng)不同的道路寬度，同時適當(dāng)轉(zhuǎn)向避開障礙物。該機(jī)器人使用無線通信模塊實現(xiàn)了遙控、多機(jī)協(xié)同組隊前進(jìn)的功能，使用腿臂上的舵機(jī)將動力輪反向后可以實現(xiàn)倒車功能；在兩臂實現(xiàn)獨立驅(qū)動后能夠?qū)崿F(xiàn)更為復(fù)雜和敏捷的動作，使得前進(jìn)、轉(zhuǎn)向、倒車的方式和效率大為增強(qiáng)，甚至可以讓該機(jī)器人跳出“華爾茲”式的舒展舞蹈。 應(yīng)用上，可用于水陸兩棲機(jī)器人、偵察機(jī)器人、舞蹈機(jī)器人等實際應(yīng)用領(lǐng)域，也可作為血液中微納米機(jī)器人運動原型、多機(jī)協(xié)同配合的實驗平臺。
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)
- 1、作品目的：機(jī)器人的運動形式是機(jī)器人技術(shù)的重要研究方向，目前已經(jīng)提出的運動形式有輪式、履帶式等。本作品將游龍板的反偏向輪運動形式創(chuàng)新地應(yīng)用于機(jī)器人運動控制研究領(lǐng)域，可用于水陸兩棲機(jī)器人、偵察機(jī)器人、舞蹈機(jī)器人等實際領(lǐng)域，也可作為血液中微納米機(jī)器人運動原型實驗平臺。 2、基本思路：作品運動形式類似于蛙泳，使用反偏向輪產(chǎn)生前進(jìn)的動力，腿臂驅(qū)動使用直流電機(jī)，方向控制使用方向輪，使用紅外傳感器對前方及側(cè)方進(jìn)行道路寬度測量和障礙物的發(fā)現(xiàn)。 3、創(chuàng)新點：（1）使用了一種創(chuàng)新型的運動形式，具有開拓意義；（2）該運動形式具有在水陸環(huán)境均具有驅(qū)動能力（類似游動）；（3）通過紅外傳感器檢測路寬和障礙物，并通過腿臂擺幅調(diào)節(jié)可適應(yīng)不同通道寬度；（4）有無線傳輸模塊，實現(xiàn)了遙控功能；（5）運動表現(xiàn)力突出，尤其是在兩腿分別獨立驅(qū)動時； 4、技術(shù)關(guān)鍵：（1）紅外傳感器數(shù)據(jù)處理，進(jìn)行障礙識別和道路寬度測量；（2）通過后臂擺幅和擺動頻率的變化來調(diào)節(jié)速度；（3）通過后臂擺幅適應(yīng)道路寬度，通過轉(zhuǎn)向及時避障。（4）通過控制舵機(jī)的轉(zhuǎn)向改變動力輪的朝向從而實現(xiàn)倒車；（5）通過無線模塊實現(xiàn)遙控和多機(jī)協(xié)同前進(jìn)。 5、技術(shù)指標(biāo)：（1）正常情況下直線前進(jìn)，大體處于道路中部；（2）道路變窄時調(diào)節(jié)兩臂擺幅；（3）紅外傳感器探測到前方和側(cè)方的障礙物，通過轉(zhuǎn)向來避障；（4）實現(xiàn)倒車和掉頭；（5）實現(xiàn)遙控和多機(jī)協(xié)同前進(jìn)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、本作品的先進(jìn)性首先體現(xiàn)在運動形式的創(chuàng)新性上。突出特點在于可以適應(yīng)很大的道路寬度變化、運動形式在水陸環(huán)境中都能夠產(chǎn)生驅(qū)動力、轉(zhuǎn)向避障方式靈活多變。 2、可以實現(xiàn)道路寬度適應(yīng)、避障、遙控、多機(jī)協(xié)同、倒車等功能；重量小，運動靈巧輕便，速度快，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊合理，智能性、實用性、穩(wěn)定性、節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性和通用性好等特點。 3、雙腿獨立驅(qū)動配合轉(zhuǎn)向輪可以完成非常復(fù)雜的運動軌跡，優(yōu)于普通的輪式機(jī)器人。 4、可用于水陸兩棲機(jī)器人、偵察機(jī)器人、舞蹈機(jī)器人等實際應(yīng)用領(lǐng)域，也可作為血液中微納米機(jī)器人運動原型實驗平臺。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品、錄像、現(xiàn)場演示
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(jì)效益預(yù)測
- 1、技術(shù)特點和優(yōu)勢 使用了一種創(chuàng)新型的運動形式，具有開拓意義；該運動形式具有在水陸環(huán)境均具有驅(qū)動能力（類似游動）；通過腿臂擺幅調(diào)節(jié)可適應(yīng)不同通道寬度，轉(zhuǎn)向避障方式靈活；可作為多機(jī)器人協(xié)同編隊、水陸兩棲機(jī)器人、血液中微納米機(jī)器人運動等多種研究的實驗平臺；雙腿獨立驅(qū)動時配合轉(zhuǎn)向輪可以完成非常復(fù)雜的運動軌跡，優(yōu)于普通的輪式機(jī)器人。 2、適應(yīng)范圍和推廣前景 可作為多機(jī)器人協(xié)同編隊、水陸兩棲機(jī)器人、血液中微納米機(jī)器人等多種研究的實驗平臺； 也可作為普通的巡視偵察機(jī)器人。同時這種運動的表現(xiàn)力非常突出，進(jìn)行一定動作設(shè)計后可作為舞蹈機(jī)器人等。
同類課題研究水平概述
- 沒有查閱到將該運動形式應(yīng)用于機(jī)器人運動控制的同類研究
