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1、多功能排爆救援機(jī)器人項(xiàng)目類別：創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目創(chuàng)新項(xiàng)目項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：荊凱指導(dǎo)教師：申請(qǐng)單位：信息科學(xué)與工程學(xué)院目錄一、項(xiàng)目概況31、項(xiàng)目名稱32、項(xiàng)目基本內(nèi)容33、項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)4二、項(xiàng)目理論依據(jù)4三、項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)意義6四、項(xiàng)目實(shí)施方案6一、 項(xiàng)目概況1、 項(xiàng)目名稱多功能排爆救援機(jī)器人2、 項(xiàng)目基本內(nèi)容該項(xiàng)目欲設(shè)計(jì)一款通過(guò)wifi網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制的只能機(jī)器人。具體如下：在前行驅(qū)動(dòng)方面，通過(guò)在智能車上做很大改建之后可以使得該車能適應(yīng)平地和地形比較復(fù)雜的環(huán)境，在地勢(shì)平坦的地方用車輪該車行走，在比較陡峭的地勢(shì)上通過(guò)變形之后伸出類似蜘蛛腳的活動(dòng)關(guān)節(jié)，以此模擬蜘蛛的行走。通過(guò)這兩點(diǎn)，該機(jī)器人可以適應(yīng)大部分陸地地形。在2、具體工作方面，設(shè)計(jì)一套功能強(qiáng)大的機(jī)械臂，該機(jī)械臂可以自帶螺絲刀，剪刀（可以用于炸彈導(dǎo)線的剪除等）以及機(jī)械手（用以抓取物體），該機(jī)械臂初步設(shè)想為兩條，可以根據(jù)需要選擇不同功能的一條工作。在遠(yuǎn)程控制方面，采用wifi無(wú)線遙控操作，機(jī)器人配備可轉(zhuǎn)向的攝像頭，能及時(shí)將傳輸畫面到接收臺(tái)，通過(guò)攝像頭的觀察進(jìn)而便于人工遠(yuǎn)程操控，接受裝置為筆記本電腦，有可能的話會(huì)開發(fā)出相應(yīng)的手機(jī)軟件，這樣通過(guò)手機(jī)就可以操控機(jī)器人了，核心芯片采用高性能的DSP，以解決一般芯片功能的局限性。項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)（1）采用高性能的DSP芯片對(duì)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)數(shù)字PWM控制，克服了一般單芯片控制器由于運(yùn)行頻率有限，無(wú)法產(chǎn)生足夠高頻率和精度的PWM3、輸出及無(wú)法完成單周期控制的缺陷。（2）引入智能控制技術(shù)，以及通過(guò)無(wú)線（wifi）使用電腦或是帶有wifi 功能的智能手機(jī)操控。（3）車輪“蜘蛛腳”相互結(jié)合的前行方式使得該設(shè)備能適應(yīng)大多數(shù)陸地環(huán)境，同時(shí)多功能機(jī)械臂的設(shè)計(jì)，可以做很多危險(xiǎn)的工作（如排爆等）二、 項(xiàng)目理論依據(jù)1、WIFI遠(yuǎn)程控制 （1）WiFi控制多功能智能機(jī)器人是基于WiFi短距離無(wú)線傳輸技術(shù)及無(wú)線控制技術(shù)研發(fā)，由于 WiFi可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備(如PDA、手機(jī))等終端以無(wú)線方式與機(jī)器人連接。其電波覆蓋范圍可達(dá)100m左右，連接速率最高可達(dá)11Mb/s，在低速狀態(tài)下信號(hào)不受墻壁阻隔。作為一種當(dāng)前電子設(shè)備上隨處可見(jiàn)的信號(hào)傳輸技術(shù)4、，其優(yōu)越的短距離信號(hào)傳輸能力保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，WiFi熱點(diǎn)及支持該技術(shù)終端設(shè)備的普及保證了WiFi控制智能機(jī)器人在多區(qū)域的可用性。（2）WiFi的高速率性也保證了智能機(jī)器人所攜帶的360度攝像頭將龐大的視頻數(shù)據(jù)迅速完整地傳遞給控制終端。2、機(jī)械實(shí)現(xiàn)方面（1）機(jī)械臂機(jī)械臂初步設(shè)計(jì)兩條，其中一條（備注為手臂A）用于固定以及抓取物體（也用于給待救人員輸送少量必須物品）等，另一條(備注為手臂B)用于做“細(xì)活”，比如剪線，卸載螺絲等。手臂A采用夾持式設(shè)計(jì)，它對(duì)所抓取的制品的形狀有較大的適應(yīng)性。夾持式手部由手指，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置組成。手臂B初步設(shè)計(jì)成自帶剪刀和螺絲刀（可以轉(zhuǎn)換各種型號(hào)大小的螺絲刀）5、，用于拆卸炸彈等。機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用電力驅(qū)動(dòng)。對(duì)于手臂進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：手部應(yīng)具有適應(yīng)的夾緊力和驅(qū)動(dòng)； 手臂A應(yīng)具有足夠的開關(guān)范圍； 兩手臂對(duì)物品應(yīng)具有一定的夾持精度； 兩手臂對(duì)物品應(yīng)具有一定的適應(yīng)能力 手臂能360度靈活轉(zhuǎn)動(dòng)（2）機(jī)器人前行驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 該機(jī)器人初步設(shè)計(jì)采用輪式（也可能采用履帶式）和多腳式（仿蜘蛛腳）交替使用，這樣使得機(jī)器人能適應(yīng)大多數(shù)陸地環(huán)境3、軟件的開發(fā)初步設(shè)想共開發(fā)兩款操作軟件，分別用于手機(jī)操控和筆記本電腦操控，其他的簡(jiǎn)單的功能用51等單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。三、 項(xiàng)目的現(xiàn)實(shí)意義WiFi控制多功能智能機(jī)器人使用WiFi作為信號(hào)傳輸方式，WiFi熱點(diǎn)及支持該技術(shù)終端設(shè)備的普及6、保證了該設(shè)備的控制端是容易得到的，能夠在短時(shí)間內(nèi)快速配置完畢。智能機(jī)器人采用了無(wú)線控制技術(shù)，使機(jī)器人能夠工作于高危或人力不可達(dá)的環(huán)境和領(lǐng)域，如探測(cè)、爆破、測(cè)量、挖掘等。WiFi控制多功能智能機(jī)器人能夠大大降低高危職業(yè)的事故發(fā)生幾率，智能機(jī)器人搭載的各個(gè)模塊能夠完成許多人力不能及或要花費(fèi)大量人力的任務(wù)，如智能機(jī)器人的信息搜集設(shè)備能完整的記錄工作環(huán)境的信息極其變化、機(jī)械臂定制的工具能夠靈活的搬運(yùn)或拆卸物件、“車輪與蜘蛛腳”相互結(jié)合的行進(jìn)方式使得該設(shè)備能夠在大多數(shù)障礙環(huán)境中行走自如。四、 項(xiàng)目的實(shí)施1、根據(jù)項(xiàng)目的現(xiàn)況和相關(guān)人員的專業(yè)特長(zhǎng)，本項(xiàng)目擬定進(jìn)行模塊化分工實(shí)施。具體分工如下：（1）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人荊7、凱由于具有機(jī)械設(shè)計(jì)以及電路設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，并能運(yùn)用proe 4.0和ug7等相關(guān)軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)。所以主要負(fù)責(zé)機(jī)械和電路設(shè)計(jì)方面。（2）項(xiàng)目成員袁偉由于有近兩年的軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，linux操作系統(tǒng)等能夠熟練運(yùn)用，并學(xué)習(xí)掌握了匯編、C、C+、C#、VB等對(duì)門語(yǔ)言以及各種算法。所以主要負(fù)責(zé)相關(guān)的程序和軟件設(shè)計(jì)。（3）項(xiàng)目成員王鵬由于機(jī)械控制和電路設(shè)計(jì)略有學(xué)習(xí)，主要研究網(wǎng)絡(luò)安全，特別是wifi遠(yuǎn)程控制方面。所以主要負(fù)責(zé)wifi遠(yuǎn)程控制模塊的設(shè)計(jì)實(shí)施和調(diào)試并輔助荊凱進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)和制作。2、項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃（1）2011.12以前： 整體方案設(shè)計(jì)，系統(tǒng)仿真，硬件電路設(shè)計(jì)，元器件選型。（2）2012.12012.3： 購(gòu)買元器件，模塊電路調(diào)試，電路板制作，電源外殼制作。 （3）2012.32012.8： 軟件開發(fā)，監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)。（4）2012.82012.10： 系統(tǒng)整體調(diào)試，性能評(píng)估。（5）2012.102012.11： 對(duì)整個(gè)電源系統(tǒng)從體積、效率、美觀度上進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)一套實(shí)用的電源成品。（6）2012.12： 撰寫技術(shù)文檔，產(chǎn)品說(shuō)明書。