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機(jī)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(jī)器人比賽中,我校機(jī)電院李健團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的名為“探路者”的機(jī)器人在參賽的700余件作品中脫穎而出,斬獲一等獎(jiǎng)。他們是如何突破重圍,團(tuán)結(jié)協(xié)作,成為南林學(xué)子科技創(chuàng)新的典型?本報(bào)記者走進(jìn)團(tuán)隊(duì),探索了他們的成功秘訣。功能強(qiáng)大且會(huì)“思考”的機(jī)器人“隆隆隆……”一輛四輪驅(qū)動(dòng),形似汽車的機(jī)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(dá)終點(diǎn)并獲得本次大賽一等獎(jiǎng)。談起“探路者”的獲獎(jiǎng)情景,團(tuán)隊(duì)成員仿佛歷歷在目。
  “探路者”不僅有一雙“眼睛”,還有一個(gè) “大腦”!正視機(jī)器人兩個(gè)前輪中間,有兩個(gè)活動(dòng)的灰度傳感器,它們就是機(jī)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(jī)身循著黑線前行,并在通過障礙的同時(shí)改變直流電機(jī)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(qiáng)大,這么精巧的儀器,外觀還很有特色。它的機(jī)身上部有四個(gè)側(cè)著的小輪,這四個(gè)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(shí),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(tuán)隊(duì)經(jīng)過反復(fù)實(shí)踐并加上了這四個(gè)導(dǎo)輪,使其能在U形管上滑動(dòng)。這真是一個(gè)思維敏捷、四肢靈活、與眾不同的機(jī)器人!
  不懼難題 大膽設(shè)想這么強(qiáng)大的汽車機(jī)器人,好比“擎天柱”!“創(chuàng)作過程應(yīng)該是艱辛的吧?”問起這個(gè)問題,隊(duì)員程磊頗有感觸。他說,作品歷時(shí)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(jìn)。設(shè)計(jì)初期,出現(xiàn)單片機(jī)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(qǐng)教老師和材料的開發(fā)人員,并向?qū)W長(zhǎng)學(xué)姐詢問以往經(jīng)驗(yàn),最終,單片機(jī)才燒錄成功。在接下來的設(shè)計(jì)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(duì)長(zhǎng)李健建議把之前固定的傳感器改成靈活擺動(dòng)的,通過實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)效果不錯(cuò),并憑借這個(gè)獨(dú)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(jì),比賽應(yīng)該一帆風(fēng)順吧?”但事實(shí)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(jìn)程。在調(diào)試機(jī)器人時(shí),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(shí)間過短,不能準(zhǔn)確“引導(dǎo)”。機(jī)器人在下坡階段多次偏離黑線,無法順利駛向終點(diǎn)。這時(shí),大家急中生智,建議讓一個(gè)輪子反轉(zhuǎn),相當(dāng)于一個(gè)輪子剎車制動(dòng),使其在感應(yīng)到黑線的瞬間減速,沿黑線前進(jìn)。
  除此之外,為了保證機(jī)器人在上斜坡時(shí)能以直線行駛,節(jié)省時(shí)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(jìn)了前大輪和后小輪的機(jī)身,把前部底盤增高;為了讓“探路者”通過U形管時(shí)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(shí)間內(nèi)成功到達(dá)終點(diǎn)。
  團(tuán)結(jié)協(xié)作是成功的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)成功雖歷經(jīng)艱險(xiǎn),但這些困難讓團(tuán)隊(duì)成員配合更嫻熟,讓團(tuán)隊(duì)產(chǎn)生了更強(qiáng)大的集體智慧?!斑@次比賽把我們以前學(xué)到的機(jī)械原理和C語言教程運(yùn)用到實(shí)踐中,既鍛煉了我們的動(dòng)手能力,又讓我們對(duì)學(xué)過的基礎(chǔ)知識(shí)有了更深入的理解。在完成作品后,我們才發(fā)現(xiàn)機(jī)器人并不是那么神秘、復(fù)雜,只要我們?cè)敢飧冻觯瑘?jiān)持不懈,就能實(shí)現(xiàn)我們的目標(biāo)。”程磊說。
  雖然作品設(shè)計(jì)過程一波三折,困難不斷,但“探路者”團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持在實(shí)踐中不斷探索與創(chuàng)新,順利完成作品。在作品設(shè)計(jì)過程中,“探路者”團(tuán)隊(duì)分工明確,李健在機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(tuán)隊(duì)出現(xiàn)分分歧的時(shí)候,他們都會(huì)堅(jiān)持用實(shí)驗(yàn)說話,在實(shí)踐中檢驗(yàn)真理,共同成長(zhǎng)。
  “今后,無論面臨多大的困難,我們都會(huì)積極面對(duì),并在科技創(chuàng)新的道路上不斷前行,讓團(tuán)隊(duì)發(fā)出更耀眼的光芒。”李健說。