作品详情

大赛登录

大赛注册

当前位置：首页大赛首页仿生机械蛇的设计

大赛简介

大赛作品

大赛动态

联系我们

联系人：王秀秀

电话：010 -66083178

网址：www.qxwq.org.cn　

地址：北京市西城区广安门

内广义街5号广益大厦

大赛作品详情

作品名称：仿生机械蛇的设计
学校名称：厦门大学嘉庚学院
参赛队伍：听阴天说什么
队伍编号：220564
参赛学生：丁睿陈姝润
指导老师：黄荣
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
请在微信端进行投票。点此扫描二维码。

详细说明

本课题面向复杂地形环境下的狭小空间探测与实验教学需求，提出并研制了一条8关节、16舵机驱动的轮式仿生机械蛇。整机全长1.2 m，最大外径0.06 m，质量1.8 kg，由前至后等距布置8节刚性铝合金骨架，节间采用标准件6061-T6铝方管铣削成型，单节质量控制在0.18 kg以内，转动惯量≤4.2×10⁻⁴ kg·m²，以保证高频摆动时的动态响应。每节内部嵌装一对正交布置的舵机：大舵机（Hitec HS-805BB，扭矩24 kg·cm，速度0.14 s/60°）负责节间俯仰与偏航，小舵机（Hitec HS-225MG，扭矩4.8 kg·cm，速度0.11 s/60°）驱动直径32 mm的聚氨酯包胶从动轮，实现“蜿蜒+滚动”复合推进。整机共16只舵机，额定工作电压6 V，静态电流0.8 A，峰值电流6.4 A，能源由7.4 V、2200 mAh、30 C锂聚合物电池通过DC-DC降压模块供给，连续运行续航≥25 min，最大平地速度0.42 m/s，越障高度40 mm，侧向爬坡角15°。

机体采用“头-尾”对称模块化设计，单节接口预留6路3.96 mm间距插座，含电源、地、PWM信号及I²C总线，可在3 min内完成快速拆换。头部集成CMOS摄像头（OV7670，640×480@30 fps，视场角60°），实时图像经UART-TTL（115 200 bps）回传上位机，用于远程监视与闭环控制。整机控制系统分三层：决策层为PC端LabVIEW 2013平台，通过VISA串口下发ASCII指令；协调层为Arduino Mega 2560，负责协议解析与逻辑调度；执行层为DFRobot USB-SSC32舵机控制板，32路PWM输出分辨率1 µs，刷新周期20 ms，支持单舵机、群舵机及速度-时间混合插补。用户可通过LabVIEW前面板选择“前进/后退/左转/右转/停止/抬头”六类基本动作，亦可在示教模式下逐帧编辑16路舵机脉宽，生成最多128组自定义序列并下载至板载EEPROM，实现脱机循环播放。整机操作简便：上电后自动回中，单击“连接”按钮建立蓝牙虚拟串口，再点击动作图标即可在120 ms内完成指令到舵机响应的全过程，适用于教学演示、管道巡检及灾害搜救等场景。