2技術(shù)報(bào)告書(shū)匯編螞蟻偵察兵

1、目 錄一、摘要3二、作品介紹3三、工作原理4四、作品功能、特色5五、作品結(jié)構(gòu)5（一）硬件部分5部分667（二）六、設(shè)計(jì)方式七、測(cè)試方式八、操作方式、使用手冊(cè)7九、附錄7（一）未來(lái)開(kāi)發(fā)方向7（二）參考資料7（三）其它2一、摘要隨著社會(huì)的的快速發(fā)展，對(duì)智能機(jī)器人的要求越來(lái)越高，關(guān)于機(jī)器人世界各國(guó)都有研究，機(jī)器人可以代替完成地區(qū)的作業(yè)，因而具有很大的實(shí)用性，特別是在軍事應(yīng)用中上，而國(guó)內(nèi)目前有一款小型，主要用于狹窄、低矮空間的作業(yè)，亦可加載各種傳感器模塊對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行探測(cè)，實(shí)現(xiàn)了讓機(jī)器代替人來(lái)完成等高難度工作。設(shè)計(jì)的仿螞蟻的“螞蟻偵察兵”的體積小，使之容易隱藏，運(yùn)動(dòng)靈活，能進(jìn)入人不能到達(dá)的地方。人們可

2、以控制機(jī)器人各個(gè)功能模塊使得其成為人的“眼睛”，來(lái)進(jìn)行信息和獲取工作。作品采用足行走而非輪行走，更適合用于諸如野外、廢墟等顛簸地面的工作。二、作品介紹該作品主要應(yīng)用于的，仿螞蟻而做，可以稱之為“螞蟻”偵察兵。作品主要包括“螞蟻”的頭，胸，腹三部分，長(zhǎng)度 20 公分左右。頭部一對(duì)觸角，其中一個(gè)加入超聲波模塊，可以實(shí)現(xiàn)超聲波避障；頭部中間加入頭模塊，可以對(duì)目標(biāo)以及周圍環(huán)境成像發(fā)送至終端成像設(shè)備；另一個(gè)觸角為紅外線模塊，有時(shí)機(jī)器人不方便使用頭時(shí)，可以啟用紅外線探測(cè)模塊，方便更隱蔽的搜集信息，此外，紅外線模塊使得光線較弱、等情況的影響進(jìn)一步降低，從而實(shí)現(xiàn)全天候的監(jiān)測(cè)。胸部是機(jī)器人的三對(duì)足以及部分控制系

3、統(tǒng)。通過(guò)單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)三對(duì)足行走模式的控制，如前進(jìn)，轉(zhuǎn)向等。腹部是主要的控制中樞，單片機(jī)控制以上功能的實(shí)現(xiàn)，另外控制面板加入無(wú)線交換模塊，使得眾多“螞蟻”之間可以通過(guò)單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)“群間交流”。當(dāng)電量低于預(yù)置水平時(shí)，機(jī)器人自動(dòng)返回。仿螞蟻而做的“螞蟻偵察兵”的體積小，使之容易隱藏，運(yùn)動(dòng)靈活，能進(jìn)入人不能到達(dá)的地方。人們可以控制機(jī)器人各個(gè)功能模塊使得其成為人的“眼睛”，來(lái)進(jìn)行信息和獲取工作。作品采用足行走而非輪行走，更適合用于諸如野外、廢墟等顛簸地面的工作。器人世界各國(guó)都有研究，并且多應(yīng)用于軍事上。如圖是關(guān)于機(jī)獨(dú)創(chuàng)、設(shè)計(jì)了球型變形偵察機(jī)器人，已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行性能改良以適用于實(shí)戰(zhàn)。在不用時(shí)機(jī)器收攏，用

4、時(shí)人可以將機(jī)器投入到目標(biāo)地點(diǎn)后，控制機(jī)器展開(kāi)并開(kāi)始偵測(cè)；3而國(guó)內(nèi)目前有一款小型，主要用于狹窄、低矮空間的作業(yè)，亦可加載各種傳感器模塊對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行探測(cè)。小型機(jī)器多采用滾輪是運(yùn)動(dòng)方式，在顛簸地面上的作業(yè)會(huì)受到影響。為此，設(shè)計(jì)了可以用機(jī)械足來(lái)交替運(yùn)動(dòng)來(lái)行走的“螞蟻偵察兵”，降低不平的地面對(duì)機(jī)器人的限制。三、工作原理本產(chǎn)品行走采用了仿生的三角步態(tài)，其具體原理如下：機(jī)器人步態(tài)：采用三角步態(tài)：六足仿機(jī)器人采用六足昆蟲(chóng)的行走步態(tài)，步行時(shí)把 6 條足分為兩組,以一邊的前足后足與另一邊的中足為一組,形成一個(gè)三角架支撐機(jī)體。因此在同一時(shí)間,只有一組的 3 條足起支撐作用,前足用爪固定物體后拉動(dòng)蟲(chóng)體前進(jìn),中足用以

5、支撐并舉起所屬一邊的身體,后足則推體前進(jìn)同時(shí)使機(jī)體轉(zhuǎn)向。行走時(shí)機(jī)體向前，并稍向外轉(zhuǎn),3 條足同時(shí)行動(dòng),然后再與另一組 3 條替進(jìn)行。直線行走時(shí)的步態(tài)如圖 25 所示。機(jī)器人開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)左側(cè)的 2 號(hào)腿和右側(cè)的 4、6 號(hào)腿抬起,準(zhǔn)備向前擺動(dòng),另外 3 條腿 1、3、5 處于支撐狀態(tài),支撐機(jī)器人本體確保機(jī)器人的原有重心位置處于 3 條支撐腿所的三角形內(nèi),使機(jī)器人處于穩(wěn)定狀態(tài)不至于摔倒,見(jiàn)圖 25a，擺動(dòng)腿 2、4、6 向前跨步,見(jiàn)圖 25b,支撐腿 1、3、5 一面支撐機(jī)器人本體,一面在小型直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)和皮帶傳構(gòu)的作用下驅(qū)器人本體,使機(jī)器人機(jī)體向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)半步長(zhǎng)S,見(jiàn)圖 25c;在機(jī)器人機(jī)體移動(dòng)到

6、位時(shí),擺動(dòng)腿 2、46 立即放下,呈支撐態(tài)。使機(jī)器人的重心位置處于 2、4、6 三條支撐腿所的三角形穩(wěn)定區(qū)內(nèi),原來(lái)的支撐腿 1、3、5 已抬起并準(zhǔn)備向前跨步,見(jiàn)圖 25d 擺動(dòng)腿 1、3、5 向前跨步,見(jiàn)圖 25e,支撐腿 2、4、6 此時(shí)一面支撐機(jī)器人本體,一面驅(qū)器人機(jī)體使機(jī)器人機(jī)體向前運(yùn)動(dòng)一個(gè)步長(zhǎng) S,見(jiàn)圖 25f 如此不斷重復(fù)步態(tài) a-b-c-d-e-f-a,循環(huán)往復(fù)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人不斷向前運(yùn)動(dòng)。4四、作品功能、特色目前作品能完成以下功能模塊主要功能目標(biāo)：機(jī)器人能在無(wú)線控制下進(jìn)行移動(dòng)，前進(jìn)，左右移動(dòng)。本產(chǎn)品采用仿生設(shè)計(jì)，沒(méi)有采用通常的的輪式行走方式，而是使用機(jī)械腿交替行走。五、作品結(jié)構(gòu)（一）硬

7、件部分作品結(jié)構(gòu)圖如下機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行走模式設(shè)計(jì)基于 HT 的中控系統(tǒng)無(wú)線收發(fā)模塊5采用 HT 的單片機(jī)為控制，設(shè)計(jì)了外接無(wú)線收發(fā)模塊，用以小機(jī)器人，根據(jù)三角步態(tài)原理（具體如下介紹）設(shè)計(jì)了機(jī)器人的行走模式，并以此為根據(jù)使用 HT編程，實(shí)現(xiàn)里程序控制硬件，機(jī)械結(jié)構(gòu)的目的。（二）部分程序順序：HT無(wú)線控制機(jī)器人前進(jìn)左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)停止，HT無(wú)線控制機(jī)器人前進(jìn)機(jī)器人左轉(zhuǎn)機(jī)器人右轉(zhuǎn)機(jī)器人停止各項(xiàng)功能由外部中斷觸發(fā)，機(jī)器人行走由定時(shí)器控制，六、設(shè)計(jì)方式圖為的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用機(jī)電用實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。設(shè)計(jì)產(chǎn)品的費(fèi)用如下：信息費(fèi)，用于打印，查閱資料等：20；機(jī)械零件加工費(fèi)：50；電子零件費(fèi)：300；共 370 元主控

8、啟用 IO 口的輸出功能，用來(lái)控制機(jī)器人，利用定時(shí)器生成的脈沖控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式。運(yùn)用外部中斷的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的不同操作。由于機(jī)械機(jī)構(gòu)的原因不得不對(duì)每個(gè)舵機(jī)進(jìn)行程序上的補(bǔ)償，每個(gè)都調(diào)試了半天才打到想要的結(jié)果，其中發(fā)現(xiàn)了關(guān)于舵機(jī)使用的好多問(wèn)題，程序脈沖占空比的大小和個(gè)數(shù)對(duì)機(jī)械臂運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)角度都是有影響的，由于連線眾多，程序的干擾，給帶來(lái)很大的難題。由于舵機(jī)性能的不同，為防止機(jī)械結(jié)構(gòu)的損壞，用進(jìn)行了6很大的補(bǔ)償。在此次的比賽準(zhǔn)備中，負(fù)責(zé)機(jī)械和硬件的事宜，負(fù)責(zé)的編寫(xiě)，、負(fù)責(zé)材料的采購(gòu)。四人分工明確，但有密切配合。七、測(cè)試方式由于產(chǎn)品不成熟，故此測(cè)試環(huán)境為室外石灰路面。利用控制機(jī)器的行走。機(jī)器行走大體無(wú)礙，但由于機(jī)械設(shè)計(jì)不成熟，故此機(jī)器行走時(shí)為慢速，過(guò)快會(huì)導(dǎo)致機(jī)器的故障，需人為幫助。八、操作方式、使用手冊(cè)沒(méi)特別注意的，無(wú)線按鍵上