在防爆方面,机器人的每个接线端用防爆接地盒进行隔离,机器人的底层控制板和工控机采用防爆箱隔离。
综合上述的各个方面,我们最终将机器人命名为“履足变形式自主移动巡检机器人”。作品涉及到的主要研究内容有:机器人运动控制算法、履足变形机构、传感器数据采集模块、数据显示上位机软件。
我们确定好技术方案之后,接下来就进行机器人本体3D建模和项目申报书的撰写。张立冬主要负责巡检机器人本体3D模型的建立,建模过程中面临两个难点:一是每个零件模型尺寸要和市场中的零件尺寸相对应;二是机器人履足变换机构的设计。大家为解决第二个难点绞尽脑汁,最后在机械臂上获得了灵感,把三自由度机械臂的末端连杆变为履带轮,从而设计出了履足变换机构。项目申报书主要由梁富伟负责撰写,他把讨论的方案梳理过后,整理成文档。我们总共经过5次修改和论证,确定好项目申报书的最终版。
2020年7月15日,我们将参赛报名表、作品设计方案和项目申报书提交至官网,接下来就是等待“决赛门票”的到来。至此,筹备比赛忙碌的阶段已告一段落。
机器人制作:“能工巧匠”显身手
2020年8月28日,我实验室团队收到了参加全国总决赛的通知,此时大家心里十分激动,我们之前的努力得到了回报,同时心里开始紧张起来,因为在9月23日决赛就要开始了,而现在我们作品的实物模型还未成型。在不到一个月的时间内能够把实物模型做出来吗?在每个参赛者心中都有一个大大的问号。
参赛实物模型制作由五人协作完成。张立冬和张利男负责3D模型的打印、机器人本体的组装;梁富伟负责机器人的履带、摄像头、电机、舵机、传感器和工控机等部件的选购和测试;金书奎和邱建都负责机器人底层控制电路板的设计,包括:PCB电路图的设计、电子元件的选购、电路板的切割、转印、腐蚀、焊接、渡油、测试等。决赛前的一个月里,团队里的每一个成员都不曾松懈,每天在完成自己本职工作的基础之上,都至少花费5个小时去制作巡检机器人实物模型,很多时候我们一直工作到晚上11点钟才离开逸夫楼。这样的紧张的状态持续了3周,巡检机器人实物模型基本成型。接下来就是进行功能测试。
机器人履带足组装
底层控制板的焊接
距离决赛3天之时,我们团队在测试机器人建图功能时,发现工控机始终在重启,大家看到这种情况后开始慌张,难道工控机出问题了?我们立即开展排查工作。梁富伟说:“工控机买来就测试过了,没问题”。我们把工控机拆下来用电源适配器供电发现工控机确实可正常工作;经过排查,发现是底层电源转接板上的稳压芯片的输出功率不够,导致无法支持工控机正常工作。最后我们采用独立电源给工控机独立供电解决了这一问题。