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1、航天领域 六足机器人在航空航天很有发展潜力。继我国嫦娥二号探月卫星成功发射以后,太空探测将成为我国航天领域一个很重要的发展方向。现在用于火星探测的车子使用的是悬吊系统高的太阳能六轮车,目前已经陷于沙坑中。六足昆虫重心位于六脚之中,灵活的六爪可以自由活动,行走时分为两组工作,每一步都可以构成一个稳定的三角结构,可以适应各种复杂的地形,这也正是各国努力研发六足机器人的原因。如美国正在研发的登月机器人(见下图)2024/7/28利用六爪结构,可以应对各种各样的地形。2024/7/28军事领域 不论在静止还是行走,六足机器人的移动可以灵活变化,可以不受地形的限制地四处移动,是探测未知地域的一项利器;另
2、外,其独特的结构可以很大限度的减小噪音。现代化的战斗中,很大程度上是在进行信息化的较量,而六足机器人其自身的价值(低噪声,灵活)很适合于军事侦察活动,如果在目前算法优化的基础上,加上相应的信息化模块,使其实现能在信号干扰的情况下,实现自动控制,收集情报,自动逃逸等方面,这无疑将对我国的军事信息化有长足的贡献。2024/7/28地震及废墟探测08年的汶川地震中,我们认识到了我国在搜救人员方面有很大的不足,其中一个方面,就是对生命源的检测。如果我们把携带生命检测系统的机器人投入应用中,将会在很大程度上改善这种境况,因为机器人可以通过各种狭小的间隙,如果配有小型钻头的话,还可以在不方便外面势力的工作
3、点进行工作,以便于人员的救助。2024/7/28主要模块1、基于DSPs智能综合侦测平台 设计并实现了一种基于DSP的视觉传感器视觉传感器使用高速DSP微处理器采集图像,并在传感器内部执行图像处理算法;得到决策结果后直接输出给控制系统执行决策动作,从而避免了使用高带宽数据通讯通道传输大数据量的图像,提高了系统整体性能2、六足地形适应载具 ATM常需具有高度的移动与越障能力,配合电脑视觉与自动控制,能够主动调整本身结构来适应地形,是最不受地形限制的设计,但结构较为复杂,伺服马达的需求也会相应较多2024/7/282024/7/28 中央处理器: ARM9(S3C2440) 数字处理器:DSP(T
4、MS320)3*6 电机双目视觉声音传感器超声波测距平衡感应红外探测GPS无线网络电源控制2024/7/28一,基于双目识别的同步定位系统及地图构建;检测设备利用图像处理技术,处理两个摄像头的图像,确定障碍物形状位置大小,以进行更好的灵活避让障碍物,或者翻越,以实现自动控制。 基于dsp的景象识别2024/7/28 基于MATLAB移植于dsp的图像处理,我们把两个有摄像头拍下的图像进行分析处理,可以简单的对所测物体的高度距离的测量,将此基础上应用于机器人上,可以实现其自主的壁障,寻路。 如果说超声波壁障等是给他拐杖的话,此项应用就是赋予他真正的眼睛。2024/7/28模块移动模块处理模块压力
5、处理感应模块传感器信息处理步伐的协调控制情报搜集,路径判断指令控制系统状态能量配给姿态感应计算模块2024/7/28其他附加模块:语音模块(语音识别或者语音录制)红外感受模块(夜视功能)情报搜集储存模块(SD存储器)GPS定位系统等2024/7/28行为模式人工遥控 可以使用windows mobile 系统的手机控制或计算机,目前此机器人可以使用i-mate 9502来完全控制机器人移动和获取机器人搭载的传感器,机器搭等传感器,还有小型继电器模块,可以有效控制外部设备,比如220v家电,还可以通过声音和光线来开启机器人,如果有需要可以额外定制功能载超声波,光线,震动,声音自动导航由其所携带的
6、自动检测器件(dsp数据分析,GPS定位),结合复杂的算法,实现机器人的自主寻路,自主逃逸甚至攻击。这种方式对于有信号屏蔽的场合下进行特殊的工作时,有很大优势。2024/7/28六足载具预期计划第一 简单的移动能力第二 综合障碍地形通过能力(结合于各种地形的适应性)第三 攀壁能力、弹跳能力 (待定)2024/7/28模型:模型:添加摄像头、声添加摄像头、声音模块、无线遥音模块、无线遥控模块、控模块、GPSGPS定定位模块等位模块等 基本构件主安装板 六足机器人大腿 6个六足机器人小腿 6个舵机支架 12个杯士轴承 6套M3*6螺丝 12个M3*8螺丝 90个M2.5*6自攻螺丝 72个M3螺母
7、 102个2024/7/28关于腿的设计2024/7/28腿的设计相对不是很难,但是想在此基础上实现弹跳的能力或是垂直爬墙,就绝对不简单了,有几种方法可以参考。蚱蜢腿2024/7/28基于对蚱蜢腿的仿生设计,此装置可以弹跳至自身50多倍的高度,但是方向不可控。如果我们对此装置进行合理的改进,可能实现六足机器人的弹跳功能,这对扩大机器人的活动范围,有很大帮助。2024/7/28吸盘式机器脚,局限性较大,成本高电磁式吸附,成本大,应用范围窄带毛刺的机器人,此种毛刷适用于相对粗糙的墙面,如果能够改进此装置,对机器人的活动范围及隐蔽性方面,有很大的作用。电机部分2024/7/28目前用普通是舵机操作,此后会有改动以协调机构上的改进2024/7/28电源和能源控制充电锂电池智能能源控制,待机状态进入掉电模式太阳能电池,智能充电系统,模仿笔记本电池充电系统2024/7/28总结此系统国内开发还在一个初级的阶段,在航空,军事,地震等领域有很大的开发潜力。可以改善他的机械构造,使其扩大工作的范围,更灵活,这个方面,国内基本空白。可以增加其人工智能的模块,人工智能将是此后10年中最火的科研方面,在这个平台上实现此功能,很值得。