基本信息
- 项目名称：
- 智能抢险探测机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本设计中的智能抢险探测机器人以ATMEL公司的ATMEGA16L单片机为控制核心，实现智能控制和智能救援，包括跨越“受损桥梁”、测量并计算桥梁高度、道路选择、智能避障、路面寻线、金属检测、金属拾起及放下、声光报警、时间、高度显示等功能。
- 详细介绍：
- 寻迹由RPR220型光电对管和红外传感器完成，维修并计算桥梁高度采用机械手臂和超声波传感器来完成，避障采用红外传感器来完成，以直流减速电机为驱动系统，通过PWM控制直流减速电机来实现小车的前进，转弯，倒车等动作。金属探测中，使用金属探测器检测铁片，并用电磁铁拾起铁片，并进行声光报警，同时采用12864液晶屏显示所有救援过程中的信息。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 目的： 设计制作一台智能车，实现机器人的智能控制和智能救援，包括路面寻线、路线分析、测量和计算桥梁高度、修复和跨越“受损桥梁”、智能避障、金属检测、金属拾取、声光报警、时间和高度显示等功能。 基本思路： 路面寻线由RPR220型红外光电对管完成；维修和计算桥梁高度分别采用机械手臂和超声波传感器；避障采用红外传感器；使用直流减速电机作为机器人的驱动，来实现它的前进、后退、转弯等动作。使用金属探测器检测铁片，并用机械手臂拾取。采用12864液晶屏显示救援过程中的所有信息。 创新点： （1）在规定时间内通过“受损桥梁”并记录显示通过时间。 （2）循迹过程中能够遇障自动返回并且能够排除干扰分支路线选择正确的路线到达指定位置。 （3）能够自动躲过多处障碍物成功寻找到被救者，并将其送达安置区。 （4）能够在规定时间内修复“受损桥梁”。 （5）能够通过含障路径成功到达指定位置。 （6）机械部分全部手工制作，运行灵活，设计美观。 技术关键: （1）通过超声波测距。 （2）使用光电门避障。 （3）用RPR220型光电对管完成系统寻迹。 （4）采用金属探测器探测金属。 技术指标： （1）超声波测距和避障模块：测量精度高. （2）检测距离：100mm…1000mm （3）RPR220型光电对管模块：一种光电探测器内置可见光过滤器能减小离散光的影响。 （4）金属探测器模块：灵敏度高，声光振动。
科学性、先进性
- 先进点： （1）现有的测距使用通过单片机控制电机进而来控制数显游标卡尺，读出数显示数，而我们使用的超声波测距； （2）现有的避障使用超声波传感器进行避障，而我们使用光电门避障； （3）现有的寻迹用光敏探测器，而我们使用RPR220型光电对管完成寻迹； （4）现有的金属探测使用采用CCD图像传感器，而我们使用金属探测器探测金属； （5）现有的显示模块大多不能显示，而我们使用12864液晶屏实时显示数据。 这些模块结合起来能够挺高它的性能，从而更加完美的完成规定的任务。 突出的实质性技术特点和显著进步：使用超声波测距；使用光电门避障；使用金属探测器探测金属；使用12864液晶屏实时显示数据。 参考文献： [1]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].1版.北京：北京航空航天大学出版社，2007：322-344. [2]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计[M].2版.北京：电子工业出版社，2002：283-288.
获奖情况及鉴定结果
- 2009年11月，在山东济南参加由山东省团委主办，山东建筑大学承办的“山东省机器人设计大赛”获得山东省“二等奖”。 2011年5月，参加校第六届“挑战杯”大学生课外学术作品竞赛，获得“特等奖”。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物，产品， 现场演示，图片录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：以ATMEL公司的ATMEGA16L单片机为控制核心，实现机器人的智能控制和智能救援，包括路面寻线、路线分析、测量和计算桥梁高度、修复和跨越“受损桥梁”、智能避障、金属检测、金属拾取、声光报警、时间和高度显示等功能。路面寻线由RPR220型红外光电对管完成；维修和计算桥梁高度分别采用机械手臂和超声波传感器；避障采用红外传感器；使用直流减速电机作为机器人的驱动，通过PWM控制直流减速电机来实现它的前进、后退、转弯等动作。使用金属探测器检测铁片，并用机械手臂拾取。能够进行声光报警，采用12864液晶屏显示救援过程中的所有信息。 适应范围：实验室演示模型、救援现场等等。 市场分析和经济效益预测：广阔的市场应用前景，省时省力，减少伤害，更加智能信息化；花费相对很少，但是实现的功能强大，应用前景十分广阔。
同类课题研究水平概述
- 在国外：抢险探测机器人发展的很快，但是在制作、经费、人力、物力等花费的时间和金钱较多，有些不必要的浪费，虽然国外在这方面的科技相对我们来说有一定的高度，但是其实现的功能差不多，都能完成指定的任务，达到抢险救援的目的。在国内：抢险方面已经实现了一定的发展，有了一定的提高，但是往往研发的时间较长，而且需要的人力、物力非常的庞大，因此在科学发展上相对有些滞后。还有就是灵敏度上，不能实现理论与实践的完全匹配，不能达到性能的最大化，因此在这方面中国还有很长的路要走，需要更多的人才去专验，才能实现新的跨越。 我们的研发：我们的智能抢险探测机器人，所用研发时间较短，用最简单的元件实现了所需要实现的全部功能并且有多处创新点，以及几处技术的革新应用。对原有的抢险探测机器人的不足的地方加以补充，对其功能进一步拓展，在制作方面大大节约了人力、物力和财力。我们制作的抢险探测机器人性能和功能一点都不落后，更重要的是性价比较高，完全可以与他们的相匹配甚至已超越了他们，尤其是能够在指定的时间内精准的完成任务，而且灵敏度相当高，而且能够很好的排除干扰的信号，成功将指定任务完成。另外，我们外部材料使用铝合金，坚硬性强、稳定性高、质量较轻、环保无污染，达到了绿色可持续发展的设计理念。整个装置设计合理，美观，达到了智能化抢险和探测的目的。
