一种基于五连杆机构的多功能平衡机器人

数媒竞赛获奖作品信息及简介
作品名称一种基于五连杆机构的多功能平衡机器人
参赛院校南昌大学
指导老师刘国平
团队成员吴迪、郭子迈、叶淑琪
奖项等级国赛一等奖
竞赛年份2023

     本产品是一种基于五连杆机构的多功能平衡机器人,具有主动悬挂,运动灵活的特性,可实现跳跃功能。其核心部位为底盘模块,主要有三个功能,第一为迅速移动,由于平衡机器人双轮实现平衡运动,双轮平衡具有灵活运动的特性,能够具备良好的速度性能,可以让平衡机器人在操作场景中发挥更显著的作用。第二为可实现跳跃,利用轮组结构和主动悬挂机构等配合通过起伏路段;第三为负载与交互,底盘需要负载云台模块。由于双臂轮腿式作为双轮平衡模块的构型可实现主动悬挂,能够主动吸收纵向、横向冲击。当受到纵向冲击时,通过同步调整轮腿连杆的位姿吸收冲击;受到横向冲击时,通过调整两侧轮腿抬升高度来吸收冲击,在不能避免的惯性冲击中,可以减少机器人自身的损伤。      该产品可以改装成一种能快速发射塑料弹丸的双轮平衡移动机器人,在搭载图像传输模块后能及时回传图像,将来还可应用在安保、防爆、危险环境作业等工作环境中。改装后的双轮平衡机器人相较于常规的四轮机器人,能够实现原地转向,所需的转弯半径大大减小,对空间的需求大大降低,自身具有较高的灵活度。不仅可以在窄小的环境中工作,还可以隐蔽在一些窄小的空间以及矮小的遮蔽物附近,实现有力的突击。其中,可跳跃功能的稳定实现与定位精准是平衡机器人有效打击、高通过性的关键,使其可以精准打击敌方,并且在野外工作时仍具有良好的平衡性。改装后的机器人自上而下可划分为:发射模块、云台-供弹模块、双轮平衡底盘模块。双轮平衡底盘模块是具有主动悬挂的平衡机器人的基础。除此之外,云台上搭载的射击模块,通过视觉识别效果进行精准扫描射击,有效规避人工操作的延迟效果,提高射击操作的准确性。      该产品还可改装成一种能够自动识别火焰的野外灭火机器人,在野外复杂环境下,平衡机器人拥有履带式机器人无法媲美的速度,拥有常规四轮机器人望之不及的通过性。通过携带加装的急救包和工具包,可以极大提高消防救援的工作效率,为被困在火场中的伤员提供及时救助,协助消防员开展灭火扑救工作。改装后的野外灭火机器人可搭载专门识别火焰的工业摄像头,3D激光雷达等模块。消防员通过遥控器控制灭火机器人,可让灭火机器人一键进入自动灭火模式,灭火机器人根据3D雷达实时建图,通过摄像头识别火焰,随后自动运动到火焰附近,发射装有灭火材质的特制弹丸,从而精准灭火,减少消防员的工作量,降低消防员工作的风险。