交警机器人研究日志.doc

交警机器人的研究与制作工作日志吕晓悦 张瑜 茹晨2010年11月11日 今天我们聚在一起进行多方会谈，奇思妙想，你一言我一语大家一起想点子。天马行空的想象总是美妙的，每当有一个新的点子被提出，紧接着的就是反驳修改讨论。洗袜子机，重力感应手表，智能书架，交警机器人。最终我们确定下来了节能楼梯，智能书架，红绿灯变形机器人，越障机器人，锅炉房温控开关和擦玻璃蜘蛛。智能书架是最贴近我们生活的一个想法，光说不干假把式，我们决组定立马投入对智能书架的具体设计。在讨论中我意识到：一个观点的提出是需要基于对日常生活的观察和积累的。原来总是嘲笑那些书呆子只知道读书死读书，没有了个性与想象力，今天的讨论会使我意识到没有量的积累就不会有质的飞跃，当一个观点被提出就可以透视出提出者的学术积累，日常观察和逻辑思维，甚至可以看出他对生活的那份热爱与享受。我需要都阅读一些材料来弥补学术上的空白！2010年11月12日乘热打铁，今天的每一节课间我们小组几乎都聚在一起紧张热烈的讨论讨论：触点，履带，自动找书，条码，开阔空间。当我们每个人都被即将看到的发明的喜悦冲昏了头脑的时候，旁边同学的一句：“这是不是已经有人做过了啊？”我们立刻傻眼，怀着忐忑的心情上网一查，果然有许多智能书架，有商业产品也有科技比赛作品。近乎一天的努力白费了，大家都很丧气。不过这才哪到哪啊，我们还有好几个方案，并且我们知道了做什么决定之前要慎重慎重！一定要做前期调研，不能让努力和热情都白白浪费。红绿灯变形金刚！下一个目标！这次可不能那么草率了。一个系统的研究不是空穴来风头脑发热的产物，是需要套路和顺序的。 2010年11月22日红绿灯变形金刚正式更名为交警机器人，在进行了前期的调研与设计之后，今天是我负责向组员讲解舵机，之前做了不少准备，因为舵机是大家都没有在课本上接触过的东西，所以看起来比较陌生。但是初步了解后，发现舵机在我的理解就是可以控制角度的电机。突然觉得舵机好神奇，“小小”的脉冲竟然可以如此控制庞大的机器。并且舵机的应有如此广泛也令我大开眼界。今天我主要介绍的是舵机的工作原理，结构和应用，算是舵机的入门了。在讲的时候总是觉得力不从心，虽然极力了解但是还是会被问住，关于脉冲的问题和软件问题亟待解决！2010年12月14日今天去北交大的机械工程实验室现场进行舵机的组装。终于要进行实务操作了心情很激动啊！前期的准备工作我们做的比较到位：调查，设计，讨论，三维模拟，理论学习，软件学习。所以这次去心里还是挺有底的。可是实践是检验真理的唯一途径，当看到32路舵机控制板是我们还是愣了一下，之前就学习理论知识，忽略了实际组装中软件和硬件的中间环节，这其中的也是很有学问了。我们分别学习了舵机的安装，32路舵机控制板，电压板，电源板之间的连接。收获很多，也意识到前方的路还很长，还有许多要学的要努力的！2010年12月21日在今天的论文讨论中，我们突然意识到我们的研究制作在追求创新的同时更应该追求对社会的回报。我们需要赋予我们这些努力一个意义。于是我们回归到我们最开始的初衷想法。起初，这个想法的诞生是因为我们学校门口经常在上下学高峰的时候有交警在路中间指挥交通，两个交警分工合作，一个负责暂时终端红绿的的程序，一个指挥交通。但交警的工作环境是艰苦的并且安全系数也不高。为什么不设计一个集红绿灯和交警为一身的机器人呢？我们项目意义在于使交警的工作更高效更安全更舒适。不止交警，社会中还有许多这样的职业，他们工作需要单一枯燥的动作，环境艰苦，完全可以用机器人代替其劳动部分。那么我们的项目就有更大的发展空间了，不仅是交警，像旗语兵等，我们都可以对他们动作进行分析，进行舵机选择，三维模拟，最终制作。我们此次的研究过程不仅仅局限于交警，我们可以以此研究过程为借鉴，对其他职业进行研究，这样我们此项目的社会意义就不仅限于交警。并且我觉得虽然我们中学生技术水平不够高，但是我们的视角比较单纯直接，设计出的东西更简单易行，便于快速投入社会应用。现在的机器人领域的技术越来越先进，但是在我的日常生活中的确应用较少更新速度较慢。现在流行的机器人毁灭人类的说法，我觉得就是我们总是往高尖端研究，但是日常生活中对于人类与机器人的和谐共处经验较少，这总是不利的吧。学习软件2011.4.22今天我们学习一个制图软件Solid Edge 。Solid Edge 是功能强大的三维CAD软件。此软件对于我们的机械人制作有很大的帮助。首先了解到了这是一个三维软件，让我们产生了一个全新的认识。因为以前从未碰到过这样的软件，与三维这个层次上的东西。但老师拉拽着零件旋转时，我们大吃一惊，原来可以从各个角度来观察。开始，我们学习了简单的实体构造，从拉伸到除料，图形上从矩形到圆再到不规则图形，以及智能尺寸等各种手段。这令我们大开眼界。而在制作零件方面，似乎我们已经得心应手，基本上可以做出很多东西了。实际操作中我们同样遇到了很多幼稚的问题，但都一一解决了。在这里，我们近一步将软件与课题结合，发现不仅在制作过程中可以用到，而且在模拟中同样可以用到，这样，我们学习了软件的基础为将来的课题研究起到了非常大的作用。 2011.3.4在确定课题之后，我们准备去现场采访一下交通警察，于是我们决定到交通拥挤路段去寻找交警，因为只有工作中的交警，才不会来来回回说官话，才会将最真切的感受告诉我们，告诉我们最有用的材料。走到十字路口，我们发现了一名交通警察，才看见。我们就一身冷汗孤孤单单一个人站在马路中央，看上去如果一辆车撞过来的话，真不知道会发生什么，也许交警会有生命危险，同时，我们也再一次坚定了我们看课题的研究。等到交警走到路边，我们马上去询问，结果他一脸疲惫的回答我们的问题。从回答中我们发现，交通警察的劳动量非常大，尤其是在繁忙路段指挥交通时候，天气恶劣，时间长而且很不安全最重要的是智能化很低，完全可以用机械操作，同样，在很多其他劳动力中，也有类似的问题，所以，我们总结道：我们可以制作出一个指挥系统来代替人力。我们本着以人为本的理念，决定制作出一个指挥终端来代替操作单一且简单的劳动力，使工作过程优化。2011.4.23今天，由我进一步讲解Solid Edge三维制图软件的更深一层的应用，在上一次我们学习了零件的制作，而这一次，我在自主学习装配之后，来与大家共同学习零件的装配，来为课题的三维制图奠定基础。首先，我先提取出两个立体图形，然后进行面贴齐与轴对齐，之后亮的图形的关系就确定好了。由此，我们开始共同进行装配的具体学习。之后又自行操作，结果非常成功。延伸性的，我们又进一步学习了扫掠拉伸、放样拉伸、螺旋拉伸与法向拉伸。同样，也接触到了扫掠除料、放样除料、螺旋除料与法相除料。对软件有了进一步的认识。2011.4.28在利用Solid Edge制作出模型后，今天我们进行模拟，以便对制作现实模型时，会起到一些帮助与指导作用。我在制作过程中，尽量将零件做到真实，才能做到更加逼真，单单的做出装配关系我认为是不能代表什么的，也无法做出结构模拟。所以，我尽量将舵机子、舵机架做到比例完美，在结构设计中也会起到作用。而在本次模拟中，我们成功的模拟出了交警的8套动作，即使有一些角度的问题还学要处理，但是我们已经确信在我们的设计之下，所有的动作都可以完成，这已经是一个很大的突破了，证明了我们的理念是正确的。这样，我们的研究道路将更加开阔与明亮。2011.5.6今天，我们来到了北京交通大学，听说我们的机器人已经快完成了，我们心中十分激动，毕竟那是我们将近一年的结晶，今天虽然是半成品，我们还是十分喜悦。当我们进入机械工程实验室，第一眼看见那个稚嫩的机器人时，就像看见一个刚出生的婴儿一样。我们看见了一个还未布好线的机械人，而在身后还有一个很庞大的任务在等待着我们就是编程。程序的设计还在考验着我们。这个工作量很