米塔尔项目实施方案细则

1多功能排爆救援机器人项目类别：创业项目□创新项目☑项目负责人：荆凯指导教师：申请单位：信息科学与工程学院2目录一、项目概况............................................................31、项目名称..........................................................32、项目基本内容..................................................33、项目的创新点..................................................4二、项目理论依据.....................................................4三、项目的现实意义.................................................6四、项目实施方案.....................................................63一、项目概况1、项目名称多功能排爆救援机器人2、项目基本内容该项目欲设计一款通过wifi网络实现远程控制的只能机器人。具体如下：在前行驱动方面，通过在智能车上做很大改建之后可以使得该车能适应平地和地形比较复杂的环境，在地势平坦的地方用车轮该车行走，在比较陡峭的地势上通过变形之后伸出类似蜘蛛脚的活动关节，以此模拟蜘蛛的行走。通过这两点，该机器人可以适应大部分陆地地形。在具体工作方面，设计一套功能强大的机械臂，该机械臂可以自带螺丝刀，剪刀（可以用于炸弹导线的剪除等）以及机械手（用以抓取物体），该机械臂初步设想为两条，可以根据需要选择不同功能的一条工作。在远程控制方面，采用wifi无线遥控操作，机器人配备可转向的摄像头，能及时将传输画面到接收台，通过摄像头的观察进而便于人工远程操控，接受装置为笔记本电脑，有可能的话会开发出相应的手机软件，这样通过手机就可以操控机4器人了，核心芯片采用高性能的DSP，以解决一般芯片功能的局限性。项目的创新点（1）采用高性能的DSP芯片对机器人实现数字PWM控制，克服了一般单芯片控制器由于运行频率有限，无法产生足够高频率和精度的PWM输出及无法完成单周期控制的缺陷。（2）引入智能控制技术，以及通过无线（wifi）使用电脑或是带有wifi功能的智能手机操控。（3）车轮——“蜘蛛脚”相互结合的前行方式使得该设备能适应大多数陆地环境，同时多功能机械臂的设计，可以做很多危险的工作（如排爆等）二、项目理论依据1、WIFI远程控制（1）WiFi控制多功能智能机器人是基于WiFi短距离无线传输技术及无线控制技术研发，由于WiFi可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式与机器人连接。其电波覆盖范围可达100m左右，连接速率最高可达11Mb/s，在低速状态下信号不受墙壁阻隔。作为一种当前电子设备上随处可见的信号传输技术，其优越的短距离信号传输能力保证了数据传输的可靠性，WiFi热点及支持该技术终端设备的普及5保证了WiFi控制智能机器人在多区域的可用性。（2）WiFi的高速率性也保证了智能机器人所携带的360度摄像头将庞大的视频数据迅速完整地传递给控制终端。2、机械实现方面（1）机械臂机械臂初步设计两条，其中一条（备注为手臂A）用于固定以及抓取物体（也用于给待救人员输送少量必须物品）等，另一条(备注为手臂B)用于做“细活”，比如剪线，卸载螺丝等。手臂A采用夹持式设计，它对所抓取的制品的形状有较大的适应性。夹持式手部由手指，传动机构和驱动装置组成。手臂B初步设计成自带剪刀和螺丝刀（可以转换各种型号大小的螺丝刀），用于拆卸炸弹等。机械手的驱动系统采用电力驱动。对于手臂进行设计时主要考虑以下几点：①手部应具有适应的夹紧力和驱动；②手臂A应具有足够的开关范围；③两手臂对物品应具有一定的夹持精度；④两手臂对物品应具有一定的适应能力⑤手臂能360度灵活转动（2）机器人前行驱动设计该机器人初步设计采用轮式（也可能采用履带式）和多脚式（仿蜘蛛脚）交替使用，这样使得机器人能适应大多数6陆地环境3、软件的开发初步设想共开发两款操作软件，分别用于手机操控和笔记本电脑操控，其他的简单的功能用51等单片机实现。三、项目的现实意义WiFi控制多功能智能机器人使用WiFi作为信号传输方式，WiFi热点及支持该技术终端设备的普及保证了该设备的控制端是容易得到的，能够在短时间内快速配置完毕。智能机器人采用了无线控制技术，使机器人能够工作于高危或人力不可达的环境和领域，如探测、爆破、测量、挖掘等。WiFi控制多功能智能机器人能够大大降低高危职业的事故发生几率，智能机器人搭载的各个模块能够完成许多人力不能及或要花费大量人力的任务，如智能机器人的信息搜集设备能完整的记录工作环境的信息极其变化、机械臂定制的工具能够灵活的搬运或拆卸物件、“车轮与蜘蛛脚”相互结合的行进方式使得该设备能够在大多数障碍环境中行走自如。四、项目的实施1、根据项目的现况和相关人员的专业特长，本项目拟定进行模块化分工实施。具体分工如下：（1）项目负责人荆凯由于具有机械设计以及电路设计的经7验，并能运用proe4.0和ug7等相关软件进行机械设计。所以主要负责机械和电路设计方面。（2）项目成员袁伟由于有近两年的软件开发经验，linux操作系统等能够熟练运用，并学习掌握了汇编、C、C++、C#、VB等对门语言以及各种算法。所以主要负责相关的程序和软件设计。（3）项目成员王鹏由于机械控制和电路设计略有学习，主要研究网络安全，特别是wifi远程控制方面。所以主要负责wifi远程控制模块的设计实施和调试并辅助荆凯进行硬件设计和制作。2、项目实施计划（1）2011.12以前：整体方案设计，系统仿真，硬件电路设计，元器件选型。（2）2012.1—2012.3：购买元器件，模块电路调试，电路板制作，电源外壳制作。（3）2012.3—2012.8：软件开发，监控模块设计。（4）2012.8——2012.10：系统整体调试，性能评估。（5）2012.10—2012.11：8对整个电源系统从体积、效率、美观度上进行优化，开发一套实用的电源成品。（6）2012.12：撰写技术文档，产品说明书。