基本信息
- 项目名称：
- 智能蛙板机器人
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品将游龙板的反偏向轮运动形式创新地应用于机器人运动控制研究领域，具有开拓意义；本机器人通过两臂开合时轮子与地面产生的摩擦力前进，运动灵活敏捷，水陆均可驱动；实现了红外测量侧方及前方障碍物和道路宽度、调整两臂摆幅以适应道路宽度变化、灵活转向避障（侧面及前方）、遥控、倒车、多机协同前进等功能；可用于水陆两栖机器人、侦察机器人、舞蹈机器人等实际应用领域，也可作为血液中微纳米机器人运动原型实验平台。
- 详细介绍：
- 机器人技术是一门快速发展的高新技术,在交通、医疗、军事、工业生产等方面用途广泛。机器人的运动形式、感知方式等是这一领域的一个重要研究方向。 目前已经提出的机器人运动形式有轮式、履带式、步行式等，本作品将游龙板的反偏向轮运动形式创新地应用于机器人运动控制研究领域，具有开拓意义。 该机器人的运动与蛙泳形式相似，通过摆动机器人腿臂，利用腿臂上的反偏向轮与地面的作用力实现平稳运动，在水中也可产生驱动力。机器人驱动机构为直流电机、齿轮，使用金属加工制作；电源使用锂离子电池供电；在此基础上又运用AVR单片机和PWM直流电机控制技术制作了机器人的控制模块，实现了蛙板机器人的自动行驶。该机器人能够通过安装在前方和侧方的测距传感器探测运动通道的宽度以及周围的障碍物，自动调节运动方向与腿臂开合的宽度，使其能够适应不同的道路宽度，同时适当转向避开障碍物。该机器人使用无线通信模块实现了遥控、多机协同组队前进的功能，使用腿臂上的舵机将动力轮反向后可以实现倒车功能；在两臂实现独立驱动后能够实现更为复杂和敏捷的动作，使得前进、转向、倒车的方式和效率大为增强，甚至可以让该机器人跳出“华尔兹”式的舒展舞蹈。 应用上，可用于水陆两栖机器人、侦察机器人、舞蹈机器人等实际应用领域，也可作为血液中微纳米机器人运动原型、多机协同配合的实验平台。
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
- 1、作品目的：机器人的运动形式是机器人技术的重要研究方向，目前已经提出的运动形式有轮式、履带式等。本作品将游龙板的反偏向轮运动形式创新地应用于机器人运动控制研究领域，可用于水陆两栖机器人、侦察机器人、舞蹈机器人等实际领域，也可作为血液中微纳米机器人运动原型实验平台。 2、基本思路：作品运动形式类似于蛙泳，使用反偏向轮产生前进的动力，腿臂驱动使用直流电机，方向控制使用方向轮，使用红外传感器对前方及侧方进行道路宽度测量和障碍物的发现。 3、创新点：（1）使用了一种创新型的运动形式，具有开拓意义；（2）该运动形式具有在水陆环境均具有驱动能力（类似游动）；（3）通过红外传感器检测路宽和障碍物，并通过腿臂摆幅调节可适应不同通道宽度；（4）有无线传输模块，实现了遥控功能；（5）运动表现力突出，尤其是在两腿分别独立驱动时； 4、技术关键：（1）红外传感器数据处理，进行障碍识别和道路宽度测量；（2）通过后臂摆幅和摆动频率的变化来调节速度；（3）通过后臂摆幅适应道路宽度，通过转向及时避障。（4）通过控制舵机的转向改变动力轮的朝向从而实现倒车；（5）通过无线模块实现遥控和多机协同前进。 5、技术指标：（1）正常情况下直线前进，大体处于道路中部；（2）道路变窄时调节两臂摆幅；（3）红外传感器探测到前方和侧方的障碍物，通过转向来避障；（4）实现倒车和掉头；（5）实现遥控和多机协同前进。
科学性、先进性
- 1、本作品的先进性首先体现在运动形式的创新性上。突出特点在于可以适应很大的道路宽度变化、运动形式在水陆环境中都能够产生驱动力、转向避障方式灵活多变。 2、可以实现道路宽度适应、避障、遥控、多机协同、倒车等功能；重量小，运动灵巧轻便，速度快，具有机械结构紧凑合理，智能性、实用性、稳定性、节能性、经济性和通用性好等特点。 3、双腿独立驱动配合转向轮可以完成非常复杂的运动轨迹，优于普通的轮式机器人。 4、可用于水陆两栖机器人、侦察机器人、舞蹈机器人等实际应用领域，也可作为血液中微纳米机器人运动原型实验平台。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 技术转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、录像、现场演示
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
- 1、技术特点和优势 使用了一种创新型的运动形式，具有开拓意义；该运动形式具有在水陆环境均具有驱动能力（类似游动）；通过腿臂摆幅调节可适应不同通道宽度，转向避障方式灵活；可作为多机器人协同编队、水陆两栖机器人、血液中微纳米机器人运动等多种研究的实验平台；双腿独立驱动时配合转向轮可以完成非常复杂的运动轨迹，优于普通的轮式机器人。 2、适应范围和推广前景 可作为多机器人协同编队、水陆两栖机器人、血液中微纳米机器人等多种研究的实验平台； 也可作为普通的巡视侦察机器人。同时这种运动的表现力非常突出，进行一定动作设计后可作为舞蹈机器人等。
同类课题研究水平概述
- 没有查阅到将该运动形式应用于机器人运动控制的同类研究
