基本信息
- 项目名称：
- 军用攻击防护盔甲
- 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：
- 随着科技的日新月异，人类未来的生活必将趋向于机械化，自动化，智能化，越来越多的电影，杂志，科技都有高科技机器人的身影，让我们的生活更加的舒适与便宜。 该作品所涉及电子，自动化控制，机械设计，信号，传感器等领域，通过微控制器采集肢体运动趋势，经双系统数据通信！采用PID控制算法，完成战甲的控制！
- 详细介绍：
- 本小组拟制作一个能直立行走，与人一样大的初级智能型机器人，我们的初步设想是在演示者的全身各个关节处安装一系列的传感器，通过捕捉肢体的运动，经微控制器编码发送给机器人，机器人是一个独立的系统，通过采集的信息控制肢体的动作向量与大小，理想的结果是演示者无论做那种动作，机器人都可以迅速的做出一样的动作来！此种机器人在批量生产后可以利用在表演观摩的场合下大规模的使用，只需要一个领队的人员即可控制几百几千甚至是上万的机器人做出人类无法做到的整齐统一的动作！例如，我说例如，可以组成阅兵方阵参加国庆阅兵式，在全世界惊叹的目光下，见证我国可以的迅速发展，树立我国在国际上新的形象！ 上述只是我们队伍想法的V1.0，在实现此功能的前提下，我们拟将人与机器整合起来，做成一个完整的系统，将机器附在人身上，通过传感器捕捉控制者肢体的运动与运动趋势，机器再控制其各个关节辅助给予动作量，实现增大动作幅度的作用！再在外表面附上钢皮（资源有限用质量较轻的铝代替），再结合我国传统的武士盔甲，做成一个魁梧，保护性强，攻击性强的战斗机甲。此版本更加适合观摩表演之用！但随着研究的深以及器材的更新，我相信，在未来五十年之内，我国必将有此种“武器”正式装备军队！
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
- 我国各项科技研究在各领域取得飞速的发展，机器人研究也成了各高校研究所共同的课题，然而，我国机器人的研究尚处于简化部分功能结构，人形直立行走机器人远达不到国外的研究水品，我们研究的一种新一代机器人，不仅能容纳一个人在内部控制其动作行为，还能通过关节辅助人体动作，给予更大的动力。全身各个关机相辅相成，操作顺畅，在完成日常生活的各种动作的同时，装上还能攻击武器，还能展示，防护人体免受伤害的作用！ 该作品所涉及电子，自动化控制，机械设计，信号，传感器等领域，作为一个复杂的系统，捕捉操作者全身动作的MEMS加速度传感器多达30个，实现盔甲动作执行的关节多舵机多达50个，如何协调控制其采集的执行时该作品电子自动化控制的难点所在，就一般而言，研究机器人的手指协调运动已属机器人研究的重大课题，我们所研究的对象不仅有手指控制运动，还有各个大关节的控制，在难度上，更高于前者。 如果说电子自动化控制是该作品的难点所在的话，机械结构设计乃是此作品的重大技术指标，从外形，机械支撑，受力分布等各方面综合设计制作，在一定的美观样式下才能称作为将机器人盔甲，我们以铝合金为材料通过加工，制作成能容纳一个在内部控制的机器人盔甲，如何将各个关节机械顺畅连接，又能达到很好的支撑作用。 在理论研究成熟，实现所有功能后，可以对材料，控制等各方面进行改进，以在真正功能上实现防护攻击的功能！
科学性、先进性
- 我国各项科技研究在各领域取得飞速的发展，机器人研究也成了各高校研究所共同的课题，然而，我国机器人的研究尚处于简化部分功能结构，人形直立行走机器人远达不到国外的研究水品，我们研究的一种新一代机器人，不仅能容纳一个人在内部控制其动作行为，还能通过关节辅助人体动作，给予更大的动力。 在美国空军，武器开发商已为军队装备次种种功能的辅助机器人，可以提升个人身体素质和搬运空中导弹，这些事一个人无法完成的，然而有了此装置后，一个人就能完成几个人协作的任务，在推动科技的同时，节省了人员的参与量，可以为其他领域提供更多的工作人员。 据网络查证，该作品在我国尚无研究，或尚属机密未公布的研究，在技术上，控制量从几个到几十个的提升，难度和实现度有着较大的进步，从自动控制到人参与内部行为动作的控制，人员与系统的结合，在我国机器人研究领域，提供了一种新的思维！
获奖情况及鉴定结果
- 1.中北大学大学生创新性实验申请项目 2.2011年第五届美新杯大学生物联网创新创业大赛参赛研究作品
作品所处阶段
- 中试阶段 目前已完成方案设计和功能模块测试部分，正在绘制电路PCB板和机械部分加工环节！
技术转让方式
- 未转让
作品可展示的形式
- 实物、产品
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
- 该作品在电子自动化控制上，同时采集多路传感器的信号，将这些非常庞大数据量经无线发射后，机器人系统对数据进行不断地处理，控制各个关机的转向角度，由于采集的信息是三维方向的，在对关节进行控制时，应注意关节转动范围的限制和控制信息刷新的时间间隔，以确保盔甲操作起来顺畅无明显的滞后感。在机械结构设计上，各关节的运动范围不一样而造成机械运动范围受限，有的转向是二维的，而有的关节是三维转动，在总体设计时应考虑到这些限制因素和整体重量，关节是否能够带动！都是该作品在设计制作过程中首要解决的问题。 该作品提供了一种人体动作捕捉系统和机器人标准模板，视应用场合添加相应的功能模块，例如表演展示，远程控制机器人执行危险动作，实验模拟对人各种意外突发事件的伤害以及深入研究应用到军事装备等。此作品深入研究后，可以为机器人研究领域增添一个新的研究方向。待商品化后，可做大型表演之用，相应研究项目增添功能模块，在各个研究项目必将得到不同的应用。例如残疾人辅助装置，可以捕捉肢体微小的动作量，传动控制做出相应的动作！
同类课题研究水平概述
- 该作品所涉及电子，自动化控制，机械设计，信号，传感器等领域，主要工作为电子自动化涉及和机械电子设计制作，最终成品为1:1人形，外形为艺术简化机器人，穿戴于人体表面，通过捕捉人体肢体动作，经系统之间无线通信传输有用信息，机器人系统经处理，控制关节舵机运动，配以模拟的“武器”，主要功能是达到观赏价值和前期研究，为实物功能实现提供理论依据。 在美国空军，武器开发商已为军队装备次种种功能的辅助机器人，可以提升个人身体素质和搬运空中导弹，这些事一个人无法完成的，然而有了此装置后，一个人就能完成几个人协作的任务，在推动科技的同时，节省了人员的参与量，可以为其他领域提供更多的工作人员。如果此设计应用到军队攻防方面，必将大弧度提升整体作战能力。 据网络查证，该作品在我国尚无研究，或尚属机密未公布的研究。为缩短中美的科研差距，我国应着手此方面的研究，国防只有有了强大的科技装备为坚强后盾，才能力保我国长期处于和平发展状态。
