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S099】可开门递物的Dummy机器人

图文展示3264(1)

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副标题

作品说明

作者:蔡震 李海宁 张婷婷 杨东临

单位:沈阳航空航天大学

指导老师:吴燕燕 王路平

1.“Dummy”机器人的设计

     “Dummy”的意思是虚拟的,开门递物机器人Dummy是由圆周舵机、标准舵机、单片机、传递杠杆、支撑架、主控板、车轮等组成。作品实物图、装配图如下图所示

作品说明

 (a)装配图  

(b)实物图

可开门递物的Dummy机器人

2. 作品功能简介

以生活中服务员递东西开门为灵感,设计并制造了这款开门递物机器人。具体操作过程如下图所示

移动装置的操作过程

对应的移动装置是由两个圆周舵机和一对履带轮组成,如下图所示

移动装置实物

这款机器人的开门和递物装置是由一个圆周舵机和标准舵机组成,又称机械手,具体操作如下图所示

机械手实物

开门递物装置的操作过程

      打开电源,机器人的履带轮会带动机器人到指定位置,然后机器人停止前进,机械臂运动到指定位置,手部夹取需要传递的东西或者要打开的门,夹取后机械臂运动吊起重物或者实现开门。

      这款机器人也可以作为搏击机器人可以重重锤击对方,夹取破坏对方。作为一款服务性机器人,Dummy也可以做到排爆功能,排爆机器人是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材,主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物品及其它有害危险品;代替排爆人员使用爆炸物销毁器销毁炸弹;代替现场安检人员实地勘察,实时传输现场图像;可配备散弹枪对犯罪分子进行攻击;可配备探测器材检查危险场所及危险物品。

3. 设计思路及实现过程

3.1 硬件部分

      本项目首先构思了机器人的功能可以转弯,前进,后退,并且机械臂可以弯曲,有可以牢牢夹起东西的夹子,基于这些,选择了履带轮作为机器人行走的“脚”并且选择两个圆周舵机作为前进的动力,这样可以实现转弯,并且机器人还会有一个牢固的底盘,夹取重物时不会“翻车”。机器人的脚部也设计有防倾倒装置,无论夹取重物还是开门和攻击,机器人都不会倾倒或者悬空,如下图所示

抓取机器人的脚步及防倾倒装置

      Dummy机器人的底盘是履带式的,所以可以作为一款全地形车,全地形车的英文是All Terrain Vehicle(适合所有地形的交通工具),缩写是ATV,俗称为“沙滩车”,又称“全地形四轮越野机车”,车辆简单实用,越野性能好,外观一般无篷。总之很难用简单的中文名称来表达它的意义。ATV具有宽大的轮胎能增加与地面的接触面积,产生更大的摩擦力而且能降低车辆对地面的压强,使其容易行驶于沙滩、河床、林道、溪流,以及恶劣的沙漠地形。可载送人员或运输物品。

      其次就是机器人的“手臂”和“手”,手臂可以自由旋转,只有能多角度旋转的手臂才能任意夹取身边的东西。机器人的手部花了很多心思,的手需要能固定夹取的重物,并且拎起重物还要保证锁死,在提起重物时候机器人的手不能张开,开门时也不能张开,这样就需要机器人的手能夹得足够紧,本项目设计了一个自由度夹取的手指,并且加厚了上手指,这样机器人的手就有足够的力气提起重物或者按下门锁,原理图实物图如所示

机器手原理图

机器手实物图

3.2 软件部分

      搭建完机械结构后,本作品起初的设想比较简单:打开电源,机械臂会按照舵机旋转到指定位置(即工作位置),经过几秒钟的延时后,开始围绕垂直于圆盘的中心轴旋转,同时夹取部分开始工作,当触碰到重物或者门把手时开始抓取并拾取重物或掰开门锁。完成基本功能后,始终觉得整个过程过于简单,为了能向工业化生产过程靠拢,本项目在调试程序的时候加入了新的环节:手部采用点动,手臂部分采用连动。


4. 作品总结

      基于探索者多舵机机器人本项目设计并制造出来了,感谢探索者公司为我们提供的材料和设计灵感。这款Dummy机器人还具有潜在开发功能,有机会会继续改装,让变得更加完善。

      在设计过程中,我们这个团队一起合作,首先制定方案,用软件进行三维建模,最后确定下来做开门递物机器人。这个过程中,大家先是熟悉了各个模块的功能,然后进行反复的拼装,最后终于成功了。其中老师给予我们很大的帮助,不论从硬件还是软件方面都给予支持,我们也感受到了团队合作的力量。

* 本项目未获得作者开源授权,无法提供资料下载

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