第一篇：機(jī)器人接力賽方案說明書

第七屆中國青少年機(jī)器人競賽

小學(xué)組 機(jī)器人接力賽方案

2007-01-04

敬告讀者

本方案僅為用戶參加類似機(jī)器人競賽項目提供參考指導(dǎo),廣州中鳴數(shù)碼科技有限公司強(qiáng)烈建議用戶不要采用完全一致的搭建及程序參與競賽,其原因如下:

1.本方案旨在提高用戶在參與機(jī)器人競賽項目的起點水平，但并不希望因此而扼殺參賽者的主動性及創(chuàng)作力，也不希望因此而違背機(jī)器人競賽活動對青少年的教育意義。

2.本方案僅適用及受限制于某一特定的競賽規(guī)則，參賽者應(yīng)在充分理解要參與競賽的規(guī)則前提下，參考本方案的基礎(chǔ)上完成自己的設(shè)計。

3.幾乎所有的機(jī)器人競賽都要求參賽者親身設(shè)計，并能在競賽現(xiàn)場獨立調(diào)試及向評委講解設(shè)計思路，故參賽者應(yīng)通過對方案的深刻了解及日常訓(xùn)練使具有隨機(jī)應(yīng)變之能力。

4.本方案會在網(wǎng)上（004km.cn）以公開形式面向廣大機(jī)器人愛好者發(fā)布，所有的參賽者都有可能對其有充分的了解，因此對本方案未加以改進(jìn)者將甚少機(jī)會獲勝。

5.本方案未經(jīng)長時間的驗證和實施，也未能發(fā)揮器材之極限性能，廣州中鳴數(shù)碼科技有限公司并不能保證該方案完美無缺，用戶應(yīng)該通過親身實踐去驗證和改進(jìn)，并從中學(xué)習(xí)相關(guān)的知識和獲取相關(guān)的經(jīng)驗。

免責(zé)聲明: 產(chǎn)品外形、技術(shù)參數(shù)、功能等請以實際產(chǎn)品及該產(chǎn)品說明書、銘牌為準(zhǔn)，如因技術(shù)更新產(chǎn)生變更，恕不另行通知！

目錄

第一節(jié)

方案解決思路...............................................................................................3

1、場地示意圖.................................................................................................................................................3 2．方案思路.....................................................................................................................................................3 第二節(jié)

結(jié)構(gòu)搭建及器材...........................................................................................4 第三節(jié)

程序說明.......................................................................................................4 第四節(jié)

程序調(diào)試.......................................................................................................6

1、視頻.............................................................................................................................................................6

2、檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)向.............................................................................................................................................7

3、全局變量.....................................................................................................................................................7

4、如何讓機(jī)器人運行自檢程序.....................................................................................................................7

5、矯正角度傳感器的角度.............................................................................................................................7

6、程序的調(diào)試.................................................................................................................................................7 第五節(jié)

使用技巧及優(yōu)化...........................................................................................8

1、電池的使用.................................................................................................................................................8

2、小技巧.........................................................................................................................................................8

第一節(jié)

方案解決思路

1、場地示意圖

2．方案思路

首先我們把機(jī)器人要完成的任務(wù)拆分為以下幾個部分：

1）1號車從起點出發(fā)，用指南針校正，伺服馬達(dá)輔助引導(dǎo)方向，讓機(jī)器人向前走一定的時間，經(jīng)過跨欄區(qū)到達(dá)入彎地點。

2）1號車進(jìn)入轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，伺服馬達(dá)方向往左打以便更好引導(dǎo)小車轉(zhuǎn)向。并把轉(zhuǎn)彎過程按照角度細(xì)分為6個小過程，指南針角度從入彎前的0度轉(zhuǎn)到330度為第一個過程，從330度轉(zhuǎn)到300度是第二個過程，依此類推，機(jī)器人從210度轉(zhuǎn)到180度是第最第六個過程。做完最后一個過程1號車應(yīng)該到達(dá)交接區(qū)域。

3)1號車在交接區(qū)域把小球交給2號車，并觸發(fā)2號車啟動。

4)2號車啟動后，走黑線的算法也是和1號車相似，最終到達(dá)起始區(qū)域。

程序?qū)崿F(xiàn)：

為了簡化程序，按各功能來分開編寫子程序，再按照流程圖將它們編寫為一個主程序。

第二節(jié)

結(jié)構(gòu)搭建及器材

器材準(zhǔn)備：參考“搭建手冊.pdf”文件

搭建步驟：參考“搭建手冊.pdf”文件搭建機(jī)器人。

端口接插：用機(jī)器人快車打開主程序，1號車為文件夾“Car1”下面的“Car1.rcu”文件，2號車為文件夾“Car2”下面的“Car2.rcu”文件，“項目”－>“硬件信息”打開硬件信息對話框，點擊相應(yīng)的端口名字查看接插情況。如果出現(xiàn)馬達(dá)和風(fēng)扇的運動方向相反了，可以把插在端口的控制線反向插上，但確保黑色線對G端口。

第三節(jié)

程序說明

主程序局部變量的說明：

counter —— 計數(shù)器

degree —— 角度傳感器數(shù)值

全局變量的說明：

g_Speed ——馬達(dá)正常運行速度 g_ModifySpeed——馬達(dá)作調(diào)整時的運行速度

g_Small——走直線時，小偏差角度；處于小范圍里面，所要調(diào)整的幅度就要小 g_Big——走直線時，大偏差角度；處于大范圍里面，所要調(diào)整的幅度就要大

注意：在子程序中要先引用主程序中定義的全局變量才能使用該全局變量。

模塊說明：

SelfTest模塊的說明 模塊圖標(biāo)為：

功能：

檢查機(jī)器人的傳感器 說明：

把車體反方向擺放在起始點，啟動機(jī)器人后，指南針讀數(shù)范圍在90－270度時，機(jī)器人自動執(zhí)行該子函數(shù)對自身傳感器進(jìn)行檢測。開背光，角度傳感器數(shù)值顯示在第1位。此時可以校正指南針。

GetNewAngle模塊的說明 模塊圖標(biāo)為：

功能：

根據(jù)要比較的角度獲取新的角度 參數(shù)：

1)middleAngle： 要比較的角度范圍360-720 2)oldAngle： 舊角度范圍0-360 返回值：

范圍在(middleAngle-180)到(middleAngle + 180)說明：

讀取指南針數(shù)值后進(jìn)行角度比較時使用。如果有一定基礎(chǔ)可以認(rèn)真理解其思路。

GoAngle模塊的說明 模塊圖標(biāo)為：

功能：

朝某個角度調(diào)整機(jī)器人的方向 參數(shù)：

1)angle：要調(diào)整的角度，范圍0-360 說明：

讀取指南針數(shù)值，根據(jù)偏差的角度大小用不同的調(diào)整幅度調(diào)整機(jī)器人的運行狀態(tài)。

GoAngleTime模塊的說明 模塊圖標(biāo)為：

功能：

朝某個角度走一定時間 參數(shù)：

1)angle：要走的角度，范圍0-360 2)time：要走的時間，單位百分之一秒，范圍0-255 說明：

在一定的時間內(nèi)，不斷調(diào)用GoAngle調(diào)整機(jī)器人

TurnLeft模塊的說明 模塊圖標(biāo)為：

功能：

左轉(zhuǎn)到angle的角度

參數(shù)：

1)angle：要轉(zhuǎn)向的角度，范圍0-360 2)LState：左馬達(dá)狀態(tài)，根據(jù)硬件的設(shè)置，2為向前，0為后退，1為停止 3)LSpeed：左馬達(dá)速度，范圍0-100 4)RState：右馬達(dá)狀態(tài)，根據(jù)硬件的設(shè)置，2為向前，0為后退，1為停止 5)RSpeed：右馬達(dá)速度，范圍0-100 說明：

利用左右輪子的速度差調(diào)整轉(zhuǎn)彎的幅度，轉(zhuǎn)到指南針讀數(shù)小于或者等于angle設(shè)定的角度為止。

BackAngle模塊的說明 模塊圖標(biāo)為：

功能：

車頭朝某個角度，后退調(diào)整機(jī)器人的方向 參數(shù)：

1)angle：要調(diào)整的車頭角度度，范圍0-360 說明：

讀取指南針數(shù)值，根據(jù)偏差的角度大小用不同的調(diào)整幅度調(diào)整機(jī)器人的運行狀態(tài)

BackAngleTime模塊的說明 模塊圖標(biāo)為：

功能：

車頭朝某個角度，后退走一定時間 參數(shù)：

1)angle：要調(diào)整的車頭角度，范圍0-360 2)time：要走的時間，單位百分之一秒，范圍0-255 說明：

在一定的時間內(nèi)，不斷調(diào)用BackAngle調(diào)整機(jī)器人

第四節(jié)

程序調(diào)試

由于不同機(jī)器人的硬件性能存在差異，因此調(diào)試程序是必要的。嚴(yán)格按照下面的步驟調(diào)試，將達(dá)到事半功倍的效果，使調(diào)試過程充滿樂趣，充分體驗用模塊化思維解決問題的優(yōu)勢。

1、視頻

觀看視頻，進(jìn)一步了解機(jī)器人完成任務(wù)的整個過程。

2、檢測馬達(dá)轉(zhuǎn)向

在主程序里，單獨控制左、右兩個馬達(dá)，兩個馬達(dá)的“state”值都填2，“speed”值都填100，編譯，下載程序，實際運行，觀察馬達(dá)的轉(zhuǎn)向是否都是向著機(jī)器人前進(jìn)的方向，如果不是，可以通過更改馬達(dá)的插接方式來校正。

3、全局變量

g_Speed 馬達(dá)正常運行速度，修改時需要與g_ModifySpeed一起成對修改。g_ModifySpeed 馬達(dá)作調(diào)整時的運行速度；如果機(jī)器人朝某個角度所走的直線不直，可以適當(dāng)增加或者減少此值。g_Small

走直線時，小偏差角度；處于小范圍里面，所要調(diào)整的幅度就要小。g_Big

走直線時，大偏差角度；處于大范圍里面，所要調(diào)整的幅度就要大。

4、如何讓機(jī)器人運行自檢程序

把車體反方向擺放在起始點，啟動機(jī)器人后，指南針讀數(shù)范圍在90－270度時，機(jī)器人自動執(zhí)行自檢程序?qū)ψ陨韨鞲衅鬟M(jìn)行檢測。如果開機(jī)后機(jī)器人馬達(dá)有運動而不是執(zhí)行自檢程序（靜止），應(yīng)該是指南針沒有校正好，此時可以把機(jī)器人正向放置在起點（不要關(guān)閉電源），按指南針上的正北校正按鈕，然后關(guān)掉電源，把車體反方向擺放在起始點，重新開始操作。

自檢程序執(zhí)行：開背光，角度傳感器數(shù)值顯示在第1位。此時可以校正指南針。

5、矯正角度傳感器的角度

請參考角度傳感器的使用說明，矯正角度。矯正后要求0、90、180、270四個角度都正確，把兩臺小車方在各自的起始點，正前方為0度，正右方為90度，正下方為180度，正左方為270度。建議上面四個角度允許偏差在2度以內(nèi)，如果偏差較大，請重新校正指南針。偏差越小越好，通常需要經(jīng)過多次校正才能達(dá)到較小的偏差。

注意：角度傳感器要盡量遠(yuǎn)離馬達(dá)，減少干擾。

從起始點，正對前方向為角度傳感器的0度方向。

6、程序的調(diào)試

用機(jī)器人快車打開主程序，1號車程序在文件夾“Car1”下面的“Car 1.rcu”文件，2號車程序在文件夾“Car 2”下面的“Car 2.rcu”文件，根據(jù)程序的文字提示說明可以修改相應(yīng)的數(shù)值。如果需要對子程序模塊進(jìn)行修改，可以通過下面方面進(jìn)行。在此僅說明如何在主程序里直接進(jìn)入子程序模塊進(jìn)行編輯的方法，詳細(xì)的使用方法請閱讀《機(jī)器人快車》軟件里的幫助文檔。在主程序里單擊要修改的子程序模塊圖標(biāo)，再單擊工具欄上的后，點了。，會彈出新的子程序窗口，在此可以編輯子程序。編輯完成保存，再進(jìn)入主程序，重新編譯，剛才修改過的子程序就已經(jīng)被運用在重新編譯過的主程序里

第五節(jié)

使用技巧及優(yōu)化

1、電池的使用

準(zhǔn)備好兩份的電池和充電器（可以從中鳴數(shù)碼科技有限公司訂購）可以使你在調(diào)試程序的過程中，不會因為電池電量不足而被迫停止調(diào)試。

在主控制器電源指示燈不斷閃爍的情況下，必須更換電池。

剛充好電的電池電壓比較高，此時使用會讓機(jī)器人運行速度比平時調(diào)試時候快。建議比賽時候使用的電池電壓與平時調(diào)試的電壓一致，避免因為電壓不同出現(xiàn)機(jī)器人走的路程發(fā)生明顯的變化。

平時調(diào)試時候可以編寫兩套程序，一套是電量充足的，一套是電量中等的，根據(jù)不同的電量下載不同的程序。

2、小技巧

為了更好交接小球并使交接碰撞后不把2號車撞歪，可以把1號車的持球裝置往左斜一點角度安裝，這樣在碰撞時候剛好小球能正對著2號車。

因為機(jī)器人的行走是由時間或者角度控制，所以不能完全避免機(jī)器人走到轉(zhuǎn)彎點處的位置有誤差的出現(xiàn)。此時可以修改直行的角度或者直行的時間并從新下載程序，也可以在開始區(qū)域擺放機(jī)器人時，相應(yīng)往前后左右挪動一點位置，讓機(jī)器人走到轉(zhuǎn)彎點時候達(dá)到正確的位置，前提是不能讓機(jī)器人超出起始線。

本方案中左轉(zhuǎn)圖標(biāo)一共是6個，也就是把轉(zhuǎn)彎分解成6個小步驟。此分解法不一定是最好的，要根據(jù)自己機(jī)器人的實際情況進(jìn)行調(diào)整和測試，可以相應(yīng)增加或者減少分解的步驟數(shù)，并且每個步驟轉(zhuǎn)動的角度范圍可以是不等分的，調(diào)整各小步驟的角度和馬達(dá)速度，同時可以配合調(diào)整伺服馬達(dá)角度，以便能更好控制轉(zhuǎn)彎的過程。

如果需要更高速度，可以考慮更換更快的馬達(dá)，更換重量更輕的電池，盡量搭建更輕的機(jī)器人，更換更好的輪胎，配合伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)彎。

注意：

如果發(fā)生機(jī)器人啟動后，會在原地旋轉(zhuǎn)一到兩圈再往前走的情況。可以按照以下方法處理：

加裝一個觸碰檢測傳感器，修改原來的程序，在程序開始位置多加觸碰檢測啟動。把機(jī)器人放到起始區(qū)域或者臨近的地方，按下機(jī)器人電源開關(guān)，然后順時針旋轉(zhuǎn)機(jī)器人兩圈，再把機(jī)器人放回到起始區(qū)域，按壓觸碰檢測啟動機(jī)器人，機(jī)器人就能正確啟動。注意此過程從按下電源開關(guān)后，機(jī)器人是一直處于上電狀態(tài)，中途不能關(guān)掉電源。

第二篇：爬樓梯機(jī)器人說明書

爬

機(jī)器人說明書樓 梯機(jī)器人 1

說

明

書

簡介： 該項目涉及一種用于搬運重物上下樓梯的機(jī)器人，實現(xiàn)上下樓的智能化，該機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計較為巧妙，控制方式靈活，具有較高的技術(shù)水平。可適用于各種工廠、住宅樓的貨物搬運。同時，對載物臺稍加人性化設(shè)計，便可實現(xiàn)載人上下樓，解決老人和殘疾人上下樓問題，具有較大的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。

詳細(xì)介紹： 該項目涉及一種用于搬運重物上下樓梯的機(jī)器人。通過傾角傳感器控制平衡；通過紅外測距傳感器增強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)性；載物臺做水平、豎直運動，重心變化平穩(wěn)；腿與框架螺栓聯(lián)接，便于拆卸存放；結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，體積小，質(zhì)量輕，便于市場推廣?？蛇m用于各種

工廠、住宅樓的貨物搬運。同時，對載物臺稍加人性化設(shè)計，便可實現(xiàn)載人上下樓，解決老人和殘疾人上下樓問題，具有較大的社會價值和經(jīng)濟(jì)價值。

作品設(shè)計、發(fā)明的目的： 設(shè)計一種智能化程度高、快速、穩(wěn)定，同時體積小、質(zhì)量輕、拆裝方便、價格低廉、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)的樓梯運輸機(jī)器人，解決載重上下樓梯的自動化問題?；舅悸罚荷蠘菚r先該機(jī)器人本體與平行四邊形機(jī)構(gòu)用鉸鏈相連六個車輪的直徑均為85 mm。前輪上安裝有二個電動機(jī)，一個驅(qū)動轉(zhuǎn)向另一個驅(qū)動小車的前進(jìn)和后退。中間輪和后輪上各安裝有一個電動機(jī)驅(qū)動小車前進(jìn)和后退，四個電動機(jī)具有相同的功率。利用平行四邊形變形特點改變與主體相連平行四邊形機(jī)構(gòu)的角度可使前車輪、中間車輪分別抬起和落下來實現(xiàn)自適應(yīng)在樓梯面的爬行。

爬樓梯運動分析 經(jīng)試驗在驅(qū)動力允許條件下該機(jī)器可爬樓梯臺階的高度為40 mm。爬樓梯過程：首先整車向前運動直到前輪接觸臺階，然后前輪越過臺階，這時前車輪機(jī)構(gòu)向上抬起，然后在中間輪和后輪電動機(jī)驅(qū)動力的作用下前兩個輪子越過臺階而中間輪和后輪與臺階始終保持接觸當(dāng)中間兩個輪子越過臺階時安裝在主體機(jī)構(gòu)上的后車輪在電動機(jī)作用下同時爬樓梯臺階樓道、墻面自動吸塵器。樓道、墻面自動吸塵器本體采用平行四邊形機(jī)構(gòu)實現(xiàn)上下樓梯功能爬行速度快、平穩(wěn)可靠。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)采用傳統(tǒng)差速機(jī)構(gòu)增加紅外線位置掃描

系統(tǒng)實現(xiàn)智能化。本體主要起支撐整車支架的作用。前端、中間采用二軸四輪驅(qū)動輪分別安裝在兩側(cè)向平行四邊形機(jī)構(gòu)上與其鏈接在一起。同時本體上安放了小車控制機(jī)構(gòu)尾部安裝一軸二輪驅(qū)動輪。后車輪也用來起支撐作用后車輪采用電動輪其動力有助于提高吸塵器爬越樓梯的能力。在本體上連接兩個四邊形機(jī)構(gòu)來達(dá)到在樓梯上行進(jìn)的目的創(chuàng)新點：

1、通過機(jī)電結(jié)合，實現(xiàn)機(jī)器人載重上樓的自動化，節(jié)省人力，提高效率；

2、輪驅(qū)結(jié)構(gòu)，承載能力大，運行平穩(wěn)，提高了運輸安全系數(shù)；

3、通過紅外測距傳感器，能夠適應(yīng)不同樓梯高度；

4、電力驅(qū)動裝置為電動推桿，反應(yīng)靈敏、動作迅速，承載能力大，運行平穩(wěn)；

5、此機(jī)器人拆裝簡單，便于存放； 技術(shù)關(guān)鍵：

1、如何控制機(jī)器人上樓過程的穩(wěn)定性；

2、如何使此機(jī)器人適應(yīng)不同高度的樓梯；

3、如何提高此機(jī)器人上樓的速度；

4、如何控制此機(jī)器人上樓運動過程，使其快速響應(yīng)；

5、如何減小機(jī)器人的體積和質(zhì)量；

6、如何使此機(jī)器人拆裝簡單，便于存放； 主要技術(shù)指標(biāo)：上樓一層樓所需時間：90-300秒，具體由所選電機(jī)決定； 電氣控制部分主要包括單片機(jī)、紅外測距傳感器、電力驅(qū)動裝置等

科學(xué)性、先進(jìn)性

1、此機(jī)器人有四個輪子，結(jié)構(gòu)牢固，承載能力大；載物臺水平放置，做豎直、水平運動，重心變化小，運行平穩(wěn)。

2、通過紅外測距傳感器，能夠適應(yīng)在不同樓梯高度下工作，增強(qiáng)了環(huán)境適應(yīng)性。

3、采用傾角傳感器，時刻檢測載物臺角度變化，反饋給單片機(jī)，控制電機(jī)運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)運動平穩(wěn)；

4、采用電動推桿，響應(yīng)靈敏，承載能力大，運行速度快。

5、輪子為萬向輪，此萬向輪設(shè)制動開關(guān)，上樓梯時可以防止機(jī)器人倒退。

6、機(jī)械部分主要為框架和四個電動推桿，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，成本低，便于市場推廣。

7、此機(jī)器人的輪子與框架螺栓聯(lián)接，容易拆裝，便于攜帶。

第三篇：接力賽方案

鰲江鎮(zhèn)第二幼兒園2011學(xué)年第一學(xué)期

大班段越障礙接力比賽方案

活動目標(biāo)：

為了增強(qiáng)幼兒體能，發(fā)展幼兒平衡能力及協(xié)調(diào)能力，培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神，增強(qiáng)競爭意識，大班段組織幼兒進(jìn)行越障礙接力比賽。

時間：2012年11月30日上午

地點：幼兒園操場

比賽形式：男、女分組，每對4名隊員。每班派男女個8名。規(guī)則：四隊一組。聽到哨聲同時從起點出發(fā)，越過障礙跑回出發(fā)點拍下一位隊

員的手，下一位隊員才能出發(fā)，哪隊的隊員最先完成，表示獲勝。獎評：男、女組一等獎各兩組，二等獎各兩組，其余為三等獎 裁判：小班段老師

第四篇：迎面接力賽方案

迎面接力賽方案

為了增強(qiáng)班級的凝聚力，提高同學(xué)積極參加體育鍛煉的熱情，西安鎮(zhèn)中心小學(xué)將于2011年12月12日舉辦30×30米迎面接力賽。

一、參賽對象：

西安鎮(zhèn)中心小學(xué)一至五年級；

二、活動時間：

2011年12月12日（星期一）下午第七節(jié)課；

三、活動地點：校籃球場

靠幼兒園的為1號場地，靠教師宿舍的為2號場地。

四、活動規(guī)則：

（一）以班為單位組隊參加，每班限報名1隊，每隊30人（15男15女）。參加比賽的運動員，必須是本班同學(xué)，身體健康。

（二）運動員在比賽中有意擠撞另一運動員或阻礙另一運動員跑動路線，取消比賽資格。

（四）運動員必須手持接力棒跑完全程，如發(fā)生掉棒，必須由掉棒運動員拾起后繼續(xù)比賽，傳接棒中不允許投、擲接力棒，否則取消比賽資格。

五、活動方法：

（一）每位運動員跑30米。

（二）女運動員先跑第一棒，男運動員跑第二棒，依次進(jìn)行。

六、裁判組成員：吳開烈，雷文煜及各班班主任

七、活動要求：

（一）各班認(rèn)真組織同學(xué)參加比賽；

（二）活動期間各班同學(xué)要遵守會場紀(jì)律；

（三）活動期間要服從裁判的工作安排，如果對比賽結(jié)果有異議，報請裁判組最終核定；

八、比賽對陣表：

1號場地2號場地

一（1）班vs一（2）班81班 vs 82班

二（1）班vs二（2）班79班 vs 80班

77班 vs 78班

九、活動獎勵：

（一）根據(jù)比賽中各參賽隊的成績確定各組第一名，并發(fā)放獎狀；

（二）根據(jù)比賽期間各班的會場表現(xiàn)，有全體裁判員投票選舉一個班級，頒發(fā)精神文明

獎。

備注：如12號下雨，比賽延期進(jìn)行。

第五篇：地震救援機(jī)器人設(shè)計說明書

地震救援機(jī)器人設(shè)計說明書

所在學(xué)校：昆明理工大學(xué)所在學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院項目成員：黃青青指導(dǎo)教師:

楊正利吳海濤 李超楊帆

目錄

一.作品簡介 …………………………………………………1 二.主要功能指標(biāo) ……………………………………………2 三.工作原理 …………………………………………………3 四.運動分析 …………………………………………………4 五.實現(xiàn)的可能性 ……………………………………………6 六.創(chuàng)新點 ……………………………………………………6 七.應(yīng)用前景 …………………………………………………6

八.作品部分片 ………………………………………………7 九.參考文獻(xiàn) …………………………………………………9 一.作品簡介

地震救援機(jī)器人是基于地震救災(zāi)為背景而設(shè)計研發(fā)的，是一種能夠起清障作用、探索救援道路的先進(jìn)設(shè)備。該作品具有靈活、操作簡便、適用性強(qiáng)、拓展功能多的特點，非常適用于救災(zāi)搶險工作。高度智能化和自動化是本作品的又一大特點，也是具備強(qiáng)勢競爭力的一大優(yōu)勢。同時，采用了先進(jìn)的控制系統(tǒng)和算法，是系統(tǒng)的通用性和適用性進(jìn)一步增強(qiáng)，能夠出色完成各項任務(wù)。

本作品由中心搭載平臺，六條安裝在平臺左右兩側(cè)的機(jī)械腿，以及構(gòu)建在平臺上的挖掘機(jī)械手組成。機(jī)械腿由關(guān)節(jié)電機(jī)帶動實現(xiàn)腿部移動，由安裝在左右兩側(cè)的齒輪和連桿機(jī)構(gòu)實現(xiàn)腿部伸縮，左右兩側(cè)各三條腿依次移動后，機(jī)器人的整體也完成一次前移。達(dá)到預(yù)定位置后由平臺上的氣泵帶動整個挖掘裝置的完成挖掘動作，起到了除障清路的作用。同時腿部結(jié)構(gòu)設(shè)計比較先進(jìn)，使機(jī)械體具有一定的越障能力，擺脫了傳統(tǒng)救災(zāi)設(shè)備在災(zāi)后道路上行動能力不足的缺陷，對災(zāi)區(qū) 環(huán)境有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。

二.主要功能指標(biāo)

該機(jī)器人是著眼于地震災(zāi)區(qū)的各類救援任務(wù)而開發(fā)的，其獨樹一幟的外形設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計使其能夠遂行地震災(zāi)區(qū)的各種搜救、援助、運輸、支承等任務(wù)。

首先，機(jī)器人的中心搭載平臺采用模塊化設(shè)計，可以根據(jù)實際任務(wù)需要即時更換設(shè)備進(jìn)行搜救工作。機(jī)器人腿部結(jié)構(gòu)設(shè)計比較先進(jìn)，使機(jī)械體具有一定的越障能力，能夠更好地適應(yīng)災(zāi)后的地形地貌以及道路情況，能夠在一定程度上避免救援人員在危險區(qū)域受到潛在威脅，可以在最短時間開辟救援通道，最大限度的提高災(zāi)區(qū)被困者的解救及存活概率。

其次，在執(zhí)行援助任務(wù)時，通過對機(jī)器人的中心搭載平臺進(jìn)行面積優(yōu)化工作，令其攜帶不同的人物模塊組件，以執(zhí)行不同情況下的援助任務(wù)。當(dāng)搭載吊裝組件時，可以迅速的完成災(zāi)區(qū)廢墟中的開辟工作，并將諸如汽油一類的危險品轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域；當(dāng)搭載紅外感應(yīng)模塊時，機(jī)器人可以在夜間執(zhí)行援助任務(wù)，其可以在72小時的黃金時間內(nèi)不間斷的執(zhí)行救助任務(wù)，有效地利用了寶貴時間、提高了工作效率、減輕了救助人員的工作負(fù)擔(dān)并且提高了被困者的獲救幾率。

再次，通過加固中心搭載平臺，使其可以執(zhí)行運送量龐大的運輸任務(wù)。地震災(zāi)區(qū)中很多時候運送生活物資的車輛不能進(jìn)入，就需要其他運輸工具來替代，該機(jī)器人便具有此項運輸功能，其六腿結(jié)構(gòu)牢固 且運動靈活，具備一定的越障能力，能更好的適應(yīng)災(zāi)區(qū)的路況，及時將必需品等物資運送至指定地點。同時，其還有運輸人員的能力，可以在往返過程中運送救援人員和被困者，免除人力運送的缺點，對災(zāi)區(qū)救援工作起到了不可替代的作用。

三.工作原理

該機(jī)器人以開辟救援通路為主要任務(wù)，當(dāng)其行進(jìn)至工作區(qū)域后即開啟清障功能。

采用六足機(jī)構(gòu)的機(jī)器人可以平穩(wěn)的運行于路況復(fù)雜的路面，腿部結(jié)構(gòu)具備了較大的伸縮能力，可以越過各種障礙，到達(dá)指定區(qū)域后，由人工遙控選擇合適角度和合適方向，做好準(zhǔn)備工作。

在機(jī)器人的中心內(nèi)搭載平臺上裝備有獨立的挖掘機(jī)械手，該挖掘機(jī)械手為一臺氣壓挖掘機(jī)械手。當(dāng)前期準(zhǔn)備工作完成后，挖掘機(jī)械手系統(tǒng)運作，通過程序控制氣泵的自動化工作。由于挖掘機(jī)械手的設(shè)計目標(biāo)定位于能夠進(jìn)行180°旋轉(zhuǎn)工作，其工作范圍十分寬大，通過對氣壓系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，可以為挖掘機(jī)提供強(qiáng)勁的動力，配合其靈活的機(jī)械腿，可以出色的完成開辟救援通道的任務(wù)。

當(dāng)機(jī)器人工作于城市廢墟中時，中心平臺可以卸載挖掘機(jī)械手，搭載大功率水泥切割機(jī)。很多情況下，救援人員面對大片的水泥樓板、混凝土廢墟無計可施，該地震救援機(jī)器人就可以發(fā)揮其不可替代的作用：切斷樓板，破除殘垣障礙，開辟救援通道。

機(jī)器人可以在很短時間內(nèi)開辟出一條希望之路，若是多個機(jī)器人同時相互配合工作，更能高效的完成人力難以完成的任務(wù)。四.運動分析

初始化過程，當(dāng)機(jī)器人受到預(yù)定指令準(zhǔn)備向前移時。由分布在機(jī)器人腿部的左右兩個接觸傳感器，進(jìn)行系統(tǒng)的初始檢測；腿部處于收縮狀態(tài)時控制程序開始運行，一側(cè)的三條機(jī)械腿與支架同時工作，將機(jī)器人本體整體平穩(wěn)抬升，至三條機(jī)械腿先后完全伸展，具備一定的越障能力的情況下先前移動；機(jī)器人行走第一步一側(cè)的三條腿各自提升，通過關(guān)節(jié)電機(jī)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，機(jī)械腿上提，隨后由腿部水平放置的關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動機(jī)械腿向前移動至最大步幅，這側(cè)的三條腿停下來。隨后另一側(cè)的三條腿重復(fù)第一步的運動過程，完成機(jī)器人向前的行走。

初始化過程中，啟動氣壓電機(jī)，控制電磁閥的動作，機(jī)器人的氣缸系統(tǒng)完成挖掘機(jī)械手的初始狀態(tài)。在主體遷移過程。通過程序控制氣缸系統(tǒng)中的電磁閥，氣壓電機(jī)繼續(xù)保持啟動狀態(tài)，給機(jī)器人的整個氣缸系統(tǒng)充氣，讓機(jī)器人的挖掘機(jī)械手可以在前進(jìn)中保持穩(wěn)定。

機(jī)器人清理障礙的設(shè)計，機(jī)器人就位之后，編寫的程序就會在機(jī)器人腿部移動動作結(jié)束，關(guān)閉第一階段即機(jī)器人移動的所有過程，并對第二階段運行的挖掘機(jī)械手進(jìn)行初始化，即挖掘機(jī)械手調(diào)整到工作位置，通過機(jī)械手各個關(guān)節(jié)部位氣泵的控制來操作機(jī)械手的清障工作。五.實現(xiàn)的可能性

本機(jī)器人是針對全國各個地震多發(fā)區(qū)（例如云南的幾條地震帶）的災(zāi)后救援難題進(jìn)行設(shè)計的，在機(jī)器人的模塊組合合理的前題及各個機(jī)械救援手臂的參數(shù)設(shè)置設(shè)計合理的情況下，可以實現(xiàn)對復(fù)雜災(zāi)后環(huán)境的道路清理及救援工作。

該機(jī)器人及多功能于一身，具備執(zhí)行多種任務(wù)的能力，是現(xiàn)實生活中不可或缺的一種先進(jìn)救援機(jī)器人。其獨特的中心搭載平臺提供了強(qiáng)大的搭載能力，可以根據(jù)需求搭載不同的任務(wù)組件，完成不同情況下的各種任務(wù)。

六.創(chuàng)新點

該救援機(jī)器人移動靈活，救援工作效率高。該救援機(jī)器人實現(xiàn)了多功能及復(fù)雜的救援工作。

采用較為簡單的機(jī)構(gòu)，通過運動的有效組合，實現(xiàn)重災(zāi)區(qū)道路的清理。

七.應(yīng)用前景

該機(jī)器人性能先進(jìn)，功能靈活，可以廣泛應(yīng)用于國防科研、抗震救災(zāi)、工業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域。

在國防科研領(lǐng)域：該機(jī)器人可作為樣本研究的實驗機(jī)器人，探究各種結(jié)構(gòu)的可行性以及搭載多種功能組件的系統(tǒng)兼容性。同時可以改裝成為特種機(jī)器人遂行某些特種任務(wù)，偵查、排爆、托運傷員以及不穩(wěn)定地帶的巡邏執(zhí)勤任務(wù)。

在抗震救災(zāi)領(lǐng)域：該機(jī)器人可以應(yīng)用于消防搶救工作，探查點地帶的火勢情況，為消防人員的工作提供信息支持和技術(shù)保證。在蟲災(zāi) 地域探查威脅等級，評定受災(zāi)程度，制定初步救災(zāi)計劃等工作。

在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域：機(jī)器人可以排查受損管道，監(jiān)視車間溫度，提示工人禁止違規(guī)操作，對機(jī)械設(shè)備定期的自動維護(hù)并測試生產(chǎn)線的運行情況。

八.作品部分照片

九.參考文獻(xiàn)

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