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《无线电》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

1955年创刊,是国内电子科普领域创刊最早、发行量最大的知名杂志,累计发行量超过3亿册,倡导科普、兴趣、实作、分享的办刊理念。

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悬崖巡边机器小车守卫者 (1)-《无线电》2014.05

2014-05-30 10:12:27

一般来说,机器人要具备一定的智能需要借助很多电子技术手段,比如使用电子传感器感知外界环境,再借助电子控制系统调整机器人的行为方式或运动状态,这样就会使得智能机器人相对比较复杂,要制作往往需要有较深厚的电子功底。不过凡事都有例外,作为在PVCBOT系列中首次出现的智能机器人,“守卫者”显然不能太复杂。这里要介绍的是一个不需要涉及太多电子知识、完全依靠机械结构来完成自动控制的简单智能机器人。

这个项目是悬崖巡边小车,实际上就是可以在桌面上不断沿着桌子边缘行驶而不会掉下来的智能小车。而小车的造型设计得像一门自行火炮一样,把这看成在山头上沿着悬崖边进行巡逻,就像守卫着山头一样,所以代号被称为“守卫者”。 

基本原理

悬崖巡边小车利用设计巧妙的机械式沿边探测及转向结构,能够完成自动沿边

缘行走的任务。本篇文章介绍是具有简单智能的自律型机器人。所谓自律型机器人,就是指能够自己控制自身行为的机器人,它们能够探测外界环境的变化并作出适应性的行为,从而完成特定的任务。因此,可以说自律机器人拥有了一定的智能,不会像简单的无意识机器人那样只能随机运动或者是按照预先设定的规则进行运动。

1.驱动原理

它的驱动结构是一个典型的带转向轮的三轮小车,两个平行固定的后轮是驱动轮,负责提供小车前进的动力,前面一个可以偏转的是转向轮,可以改变小车前进的方向。

2.控制原理

悬崖巡边小车的转向前轮,通过连接可以探测悬崖边缘的探测臂来控制偏转的角度,使得小车可以随着悬崖边缘走势的变化而改变转向的程度,从而沿着悬崖边缘不断地行驶,不会掉下来。一般我们使用方形桌子来进行悬崖巡边的效果展示,如图1所示,可以看到:当小车行驶在桌子的侧边时,前轮与车身平行,小车是走直线的(图中状态A);当小车行驶到桌子的转角时,前轮会偏转,小车就会开始拐弯(图中状态B),直到转到桌子的另一条侧边上;当小车转到桌子另一条侧边时,前轮重

新与车身平行,小车继续走直线(图中状态C)。

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■ 图1 悬崖巡边的效果展示

从理论上讲,对于边缘是弧形或者其他不规则形状的桌子,小车也可以根据桌子边缘的角度走势不断调整转向的程度,沿着桌子边缘不断前进。

3.结构原理

机器小车之所以能够沿着悬崖边行进,主要是依靠一条可以延伸到悬崖边缘的探测臂探知悬崖边缘的走势,然后再同步控制转向轮的偏转角度,使得小车可以随着悬崖边缘的走势变化自行改变行驶的方向。


未完。。。

全文详见《无线电》2014.05


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