胡逸楠　朱美霖　沈奐宇

2014年初，學(xué)校組織了一次走近老年人和殘疾人的愛心活動。在體會他們喜怒哀樂的同時，也想為他們的生活變得更加便利而做出自己的努力。

活動中我們了解到，當(dāng)發(fā)生意外或生病時，擔(dān)架是最常見的救援工具。救護(hù)所使用的擔(dān)架種類很多，但運(yùn)動方式仍是傳統(tǒng)的人抬、手推，一旦發(fā)生特殊情況，如地震、恐怖襲擊以及在戰(zhàn)場上救援傷員時，傳統(tǒng)的人抬、手推在救援過程中勢必困難重重，救援者本身的安全也會受到威脅。

于是，我們決定設(shè)計一種智能擔(dān)架，為老人和殘疾人士服務(wù)，尤其是在地震、恐怖襲擊、戰(zhàn)爭等災(zāi)害中，更好地救援受困的老人、殘疾人及受傷者。

一、基本思路

利用傳統(tǒng)的樂高機(jī)器人套裝搭建智能擔(dān)架，先用樂高組件搭建出由四個馬達(dá)驅(qū)動的車型框架，用RCX作為“大腦”實現(xiàn)對擔(dān)架運(yùn)動的調(diào)控，再選用超聲波探測模塊探測路況，通過水平儀和聯(lián)動裝置的調(diào)節(jié)使擔(dān)架承載面始終保持水平穩(wěn)定，讓躺在上面的人免受顛簸之苦。

二、研制過程

1.首先利用樂高機(jī)器人套裝搭建一個四輪的機(jī)器人運(yùn)動車。利用RCX作為“大腦”實現(xiàn)對馬達(dá)的調(diào)控。通過觸動調(diào)節(jié)來調(diào)整機(jī)器人車的運(yùn)動如前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)彎等。

在機(jī)器人車的前方裝一個攝像頭作為“眼睛”，將拍攝到的景象直接顯示在電腦顯示屏上。

2.我們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)店里有出售一種叫超聲波模塊的儀器，于是買來1組模塊，調(diào)試后用它檢測路況，一旦前方1米范圍內(nèi)有障礙物，超聲波模塊會發(fā)出電流，我們把電流接到發(fā)光二極管上，使它發(fā)光，然后用光敏傳感器感知，由RCX根據(jù)光敏傳感器的輸入做出指令。小車實現(xiàn)規(guī)避障礙或越障動作。

3.在車身安裝一個水平儀和聯(lián)動裝置，使小車在起伏不平的道路上行駛時，通過水平儀的調(diào)節(jié)使擔(dān)架始終保持平穩(wěn)，讓躺在上面的人免受顛簸之苦。

通過試驗檢測，智能擔(dān)架不僅能實現(xiàn)智能控制行進(jìn)，還能利用超聲波模塊探測路面狀況，實施規(guī)避障礙或越障動作，在水平儀和聯(lián)動裝置的合力下，小車在起伏不平的道路上行駛時，通過水平儀的調(diào)節(jié)使擔(dān)架始終保持平穩(wěn)。

三、改進(jìn)設(shè)想

1.我們選取的搭建材料是樂高機(jī)器人套裝，實踐中盡管樂高機(jī)器人套裝特有的積木塊組件在很多方面有著無法比擬的優(yōu)點，可是在搭建過程中還是遇到了一些困難，如積木塊組件組合牢固性不理想，為求牢固就得多用幾個板塊加固，增大了作品的體積和重量，加大了馬達(dá)的負(fù)擔(dān)，影響機(jī)器人的速度和靈活性，這是今后改進(jìn)的一個方面。

2.超聲波模塊的使用在這里僅僅是檢測路況，一旦前方1米范圍內(nèi)有障礙物，超聲波模塊會發(fā)出電流，我們把電流接到發(fā)光二極管上，使它發(fā)光，然后用光敏傳感器感知，由RCX根據(jù)光敏傳感器的輸入做出指令，小車實現(xiàn)規(guī)避障礙或越障動作。

然而，超聲波模塊的功能不僅這一點，有很多功能還未充分發(fā)揮。如何讓超聲波模塊真正實現(xiàn)物盡其用，是我們今后探究改進(jìn)的又一點。

3.水平儀和聯(lián)動裝置的工作效果目前還不太理想，遠(yuǎn)沒有達(dá)到預(yù)期效果。盡管水平儀在航空、航天乃至日常生活中已被廣泛應(yīng)用，但它在工作時實現(xiàn)的是在一個“點”上的平衡，而我們要做到的是通過聯(lián)動裝置實現(xiàn)擔(dān)架承載面這個“面”的水平穩(wěn)定，由“點”到“面”是極其艱難的跨越。如今，以我們的知識水平，面臨的困難實在太多，因此這也是我們今后改進(jìn)的地方。

四、總結(jié)與展望

通過實踐摸索和查閱到的各方面資料讓我們清楚地認(rèn)識到，智能擔(dān)架從研制到實際使用還有一段很漫長的路要走，在這條路上人們要解決很多問題。

如體積過大。智能擔(dān)架與傳統(tǒng)擔(dān)架不同，它不僅有相應(yīng)的四輪驅(qū)動系統(tǒng)，還有智能控制系統(tǒng)和超聲波探測系統(tǒng)，因此勢必比傳統(tǒng)的擔(dān)架體積大，運(yùn)動靈活度會受到一定的影響。

在不同的氣候環(huán)境下能否行走自如？如何在倒塌的危樓間自由穿梭？如何降低使用難度、降低成本，成為普通人家用得起的工具？

雖然很多問題擺在了我們面前，但智能擔(dān)架工作的優(yōu)勢，使其必將成為機(jī)器人研究應(yīng)用的一大方面，這也是今后我們的努力方向。（指導(dǎo)老師：陳希勇）endprint