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機電學(xué)子科技創(chuàng)新路上的“探路者”





  近日,在第八屆江蘇省大學(xué)生機器人比賽中,我校機電院李健團隊設(shè)計的名為“探路者”的機器人在參賽的700余件作品中脫穎而出,斬獲一等獎。他們是如何突破重圍,團結(jié)協(xié)作,成為南林學(xué)子科技創(chuàng)新的典型?本報記者走進團隊,探索了他們的成功秘訣。功能強大且會“思考”的機器人“隆隆隆……”一輛四輪驅(qū)動,形似汽車的機械模型循著六厘米左右寬的黑線平穩(wěn)前行,通過U形管后爬上了斜坡、越過了柵格,最后順利到達終點并獲得本次大賽一等獎。談起“探路者”的獲獎情景,團隊成員仿佛歷歷在目。
  “探路者”不僅有一雙“眼睛”,還有一個 “大腦”!正視機器人兩個前輪中間,有兩個活動的灰度傳感器,它們就是機器人的眼睛,可以清晰地感應(yīng)到地上黑線的存在并將信息傳送到BigFish主控板———“探路者”的“大腦”。經(jīng)過信息的加工處理,然后引導(dǎo)機身循著黑線前行,并在通過障礙的同時改變直流電機的差速,通過兩邊不同的轉(zhuǎn)速來修正“探路者”的行駛方向。
  不僅功能強大,這么精巧的儀器,外觀還很有特色。它的機身上部有四個側(cè)著的小輪,這四個小輪是用來“攀巖走壁”的。記者了解到,在通過U形管障礙系統(tǒng)時,少了黑線的指引,“探路者”只能沿著U形管管壁行駛,為了減少摩擦,不被U形管卡住,探路者團隊經(jīng)過反復(fù)實踐并加上了這四個導(dǎo)輪,使其能在U形管上滑動。這真是一個思維敏捷、四肢靈活、與眾不同的機器人!
  不懼難題 大膽設(shè)想這么強大的汽車機器人,好比“擎天柱”!“創(chuàng)作過程應(yīng)該是艱辛的吧?”問起這個問題,隊員程磊頗有感觸。他說,作品歷時20多天完成,首次接觸這類比賽,他們碰到了許多棘手的問題,但始終不停地摸索著前進。設(shè)計初期,出現(xiàn)單片機多次燒錄不成功的情況,在手足無措的情形下,他們積極去請教老師和材料的開發(fā)人員,并向?qū)W長學(xué)姐詢問以往經(jīng)驗,最終,單片機才燒錄成功。在接下來的設(shè)計過程中,由于傳感器感應(yīng)距離過小,離地面太近,易被障礙物卡住,無法行駛,于是隊長李健建議把之前固定的傳感器改成靈活擺動的,通過實驗,發(fā)現(xiàn)效果不錯,并憑借這個獨特的設(shè)想在參賽選手中脫穎而出。
  “這么有創(chuàng)意的設(shè)計,比賽應(yīng)該一帆風(fēng)順吧?”但事實并非如此。記者了解到,就在比賽當(dāng)天,讓人緊張的小插曲也經(jīng)常打斷比賽進程。在調(diào)試機器人時,大家發(fā)現(xiàn)“探路者”行駛速度過快,導(dǎo)致傳感器感應(yīng)時間過短,不能準(zhǔn)確“引導(dǎo)”。機器人在下坡階段多次偏離黑線,無法順利駛向終點。這時,大家急中生智,建議讓一個輪子反轉(zhuǎn),相當(dāng)于一個輪子剎車制動,使其在感應(yīng)到黑線的瞬間減速,沿黑線前進。
  除此之外,為了保證機器人在上斜坡時能以直線行駛,節(jié)省時間,他們不斷調(diào)試車輪兩邊電壓值;為了讓探路者能順利越過階梯等障礙,他們改進了前大輪和后小輪的機身,把前部底盤增高;為了讓“探路者”通過U形管時不被卡住,他們不斷調(diào)試導(dǎo)輪的位置……諸如此類的巧妙改變,讓“探路者”在規(guī)定時間內(nèi)成功到達終點。
  團結(jié)協(xié)作是成功的堅實基礎(chǔ)成功雖歷經(jīng)艱險,但這些困難讓團隊成員配合更嫻熟,讓團隊產(chǎn)生了更強大的集體智慧。“這次比賽把我們以前學(xué)到的機械原理和C語言教程運用到實踐中,既鍛煉了我們的動手能力,又讓我們對學(xué)過的基礎(chǔ)知識有了更深入的理解。在完成作品后,我們才發(fā)現(xiàn)機器人并不是那么神秘、復(fù)雜,只要我們愿意付出,堅持不懈,就能實現(xiàn)我們的目標(biāo)?!背汤谡f。
  雖然作品設(shè)計過程一波三折,困難不斷,但“探路者”團隊堅持在實踐中不斷探索與創(chuàng)新,順利完成作品。在作品設(shè)計過程中,“探路者”團隊分工明確,李健在機身結(jié)構(gòu)設(shè)計上的很多創(chuàng)新效果很好,程磊負(fù)責(zé)編程多一些,其他同學(xué)則負(fù)責(zé)車身裝配和結(jié)構(gòu)完善以及收集資料等工作。每當(dāng)團隊出現(xiàn)分分歧的時候,他們都會堅持用實驗說話,在實踐中檢驗真理,共同成長。
  “今后,無論面臨多大的困難,我們都會積極面對,并在科技創(chuàng)新的道路上不斷前行,讓團隊發(fā)出更耀眼的光芒?!崩罱≌f。