目前,应用于救援领域的机器人更多为履带机器人、双足机器人和轮式机器人,与传统的救援机器人相比,我们的项目具有明显的优势:仿生六足机器人,能够适应各种复杂以及恶劣环境;远程操控,高性能、低功耗、处理速度快;无线通信,一对多通信实现群组化;GPS卫星定位,准确采集当前位置信息。对高低不平的地面具有更强的适应能力,且动作灵活。
救援人员通过操控陆地机器人抵达适合采集救援现场第一时间信息的地点,进行信息采集并上传回上位机终端,为进一步救援工作部署提供第一手资料。上位机终端由团队自主研发设计,机器人均采用STM32单片机作为核心,通过24L01可以实现救援人员一对多控制机器人,前往救援场地得不同场所采集救援现场信息,每个机器人都可以通过无线传输途径将所得信息反馈给上位机系统,显示在上位机系统的分屏界面上,提高工作效率。
本项目运用基于仿生六足昆虫的机器人设计,将仿生学与电子工程技术进行了结合。并将系统设计分为上位机、无线传输和机器人三个部分。上位机作为人工操作部分,可实时显示机器人的工作数据,工作人员可通过上位机界面上的按钮来实现控制机器人的指定动作;无线传输部分则负责数据的传输,包括控制机器人的命令以及传感器采集的数据;机器人部分作为整个系统的移动单元,可以移动到不同区域进行环境数据的采集。机器人在复杂地形对信息的采集更加便捷,大扭矩电机除了其强大支撑力还有灵活、易调速等优点。六足结构平衡稳定性更高,这也得益于陀螺仪在我们机器人上的应用,可以降低机器人在复杂地形前进时的颠簸程度。为解决信息采集、地形勘测过程中常见的路线问题,我们添加GPS技术,通过上位机预设路线。市面上常见的机器人没有设置实时的避障功能,我们项目所研究的机器人在预定路线的情况下,会通过超声波实时反馈前进路线上是否有障碍,如遇障碍则会重新设定信息采集前进路线。我们的机器人还能进行语音识别,声音信号的反馈会使机器人进行相对应的操作。
本项目使用STM32系列芯片作为机器人的主要核心控制,首先,将PWM信号发送给作为机器人关节的舵机,舵机根据不同的PWM信号转动不同的角度,从而实现六足机器人的各种相应动作。然后,各种传感器采集六足机器人周围的温湿度、位置信息和图像信息、特殊气体,最后再将采集到的数据通过24L01无线网络传输到上位机并显示出来,切具有智能避障功能。大扭矩和机械臂的增加,使得机器人的功能不再仅限于收集信息,它还能根据指令进行抓取和载物,更具实用意义。