全天候偵探—仿生小海龜機(jī)器人

文/中山大學(xué)附屬中學(xué) 馮嘉雨 李濟(jì)海 陳啟南 指導(dǎo)老師/陳水炳

海龜狀的流線型外殼

安裝無(wú)線攝像頭和傳感器的海龜頭部

我國(guó)大陸約有海岸線1.8萬(wàn)公里，做好海岸線的巡邏和偵察具有重要意義。我們通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，自然界中的小海龜比較不起眼，隱蔽性較好，又有堅(jiān)硬的外殼，方便保護(hù)自己的身體。因此，我們決定模擬海龜?shù)奶匦匝芯恐谱鞒龇律『｝斎旌騻商綑C(jī)器人。

本創(chuàng)意作品是一種仿生海龜機(jī)器人，包括海龜狀的流線型外殼，安裝無(wú)線攝像頭和傳感器的海龜頭部。機(jī)器人分為傳感測(cè)試單元、可控活動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元、運(yùn)動(dòng)單元、腹部的電源儲(chǔ)備單元、RCU控制單元以及無(wú)線通信系統(tǒng)單元。運(yùn)動(dòng)單元由前輪運(yùn)動(dòng)單元和自由度后肢運(yùn)動(dòng)單元組成，可靈活向各方向爬行活動(dòng)；傳感測(cè)試單元由聲音探測(cè)器、無(wú)線攝像頭、光源傳感單元組成；控制驅(qū)動(dòng)單元由執(zhí)行級(jí)控制器和協(xié)調(diào)級(jí)控制器組成；電源儲(chǔ)備單元包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電模塊和控制器供電模塊；無(wú)線通信系統(tǒng)單元由通信系統(tǒng)模塊和外部接收系統(tǒng)組成。龜殼的背部安裝了太陽(yáng)能板，能進(jìn)行能量自我補(bǔ)給。

制作過(guò)程。1.機(jī)器人搭建：我們使用了中鳴機(jī)器人傳感器、RCU控制器等配件以及多種原材料來(lái)搭建機(jī)器人。機(jī)器人行走部分的搭建采用二輪驅(qū)動(dòng)行走方式。左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪帶動(dòng)一個(gè)萬(wàn)向輪行走，形成一個(gè)正三角形結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定了底座，也同時(shí)使拐彎的偏差盡可能的降低。馬達(dá)采用7.2伏的直流電機(jī)，能夠充分保證靈活性，同時(shí)也能夠讓機(jī)器人在裝載了各種電子器件的狀況下還能自由移動(dòng)。小海龜頭部的搭建是由一個(gè)伺服馬達(dá)作為載體，并裝有無(wú)線攝像頭、聲音傳感器、光電測(cè)距傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鞯?。除此之外，我們還根據(jù)搭建的需要，利用塑料板、無(wú)線攝像頭、太陽(yáng)能板、塑料果盤和LED燈等材料，并用熱熔膠、螺絲刀進(jìn)行搭建和加固,使機(jī)器人能達(dá)到我們預(yù)期的設(shè)想效果。2.機(jī)器人的編程:我們的程序是用中鳴機(jī)器人快車軟件來(lái)編寫的。由于我們只選用了兩個(gè)馬達(dá)，所以行走程序編程相對(duì)簡(jiǎn)單，只有前進(jìn)、后退、左右轉(zhuǎn)彎和跟蹤拍攝等程序。

本機(jī)器人具有自主靈活、能耗低、低噪聲、運(yùn)動(dòng)范圍大等特征和優(yōu)勢(shì)。機(jī)器人傳感器可進(jìn)行智能跟蹤拍攝，能根據(jù)不同環(huán)境智能啟動(dòng)系統(tǒng)，并且較隱蔽地對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行跟蹤拍攝，實(shí)時(shí)傳輸監(jiān)控視頻回指揮中心，能更好地全天候執(zhí)行巡邏和偵察任務(wù)，節(jié)省了人力物力，而且低碳環(huán)保，是公安、邊防等相關(guān)部門的得力助手。