“追梦号”月球车模型的设计－第十届－中国宋庆龄基金会少年儿童发明奖

“追梦号”月球车模型的设计

来源：发布时间：2014-09-24 浏览次数：1726

作品名称： "追梦号"月球车模型的设计
作品照片1	作品照片2	作品照片3
作品摘要: 月球车的学名是"月球探测远程控制机器人"，公众已经习惯叫它"月球车"。世界上第一颗人造卫星发射成功后，人们便开始了飞向地外天体的准备。对月球表面探测过程中，必须解决一个问题：采取什么的运输工具才有可能在月面上进行实地考察呢?于是产生了月球车。月球车的主要功能包括行走与探测，涉及诸如人工智能、自动控制、机构学、信息技术和计算机技术等多个技术领域，本项目所完成的 "追梦号"月球车模型，围绕月球车的基本功能设计了遥控行走的小车，为了具备探测功能，小车上安装了摄像头及机械手。之所以将月球车作为研究课题，主要是由于2012年完成了太阳能智能小车的设计及性能测试，该课题获得中国少年科学院"小院士"课题研究 "一等奖"，今年恰逢"嫦娥3号"即将在月球表面着落，"嫦娥3号"只是一个运载月球探测器的工具，要实现月球的探测还必需要相应的探测器，如何设计探测器呢，结合我对月球探测器及智能小车的相关知识的了解，通过大量资料的查阅，最终决定根据月球探测器的基本功能，设计一个具备月球探测及远程控制的月球车模型。
作品设计思路: 一是智能小车的设计:采用CCF—4WD-1四驱车底盘，该底盘用铝合金材质，上面有安装孔、固定槽等，具有组装简单，扩展灵活，可安装常用传感器、舵机云台及机械臂等。小车所使用电机为双输出轴金属直流减速马达，可方便安装霍尔测速传感器，金属直流减速电机功率8W，扭距3KG/CM,载重达5KG，速度达50CM/S(6V，无负载情况)。二是小车控制及图像采集装置的设计小车的控制采用基于单片机STC12C5A32S2的控制板，可以通过安卓手机或者计算机以wifi方式控制小车模型的前进后退，以及摄像头的左右转动和仰视角。图像采集装置选用带有LED补光的摄像头，摄像头装在云台上，此云台可以用于WIIF小车控制摄像头左右上下运动，进行多方位摄像。三是机械手的设计机械手选用6自由度三维旋转机械手套件。该套三维机械手臂可以任意旋转抓取前方的物体，机械手伸长距离很长，底部通过一个平台固定，平台上面有很多M3安装孔位，可以很方便的安装在固定地方。通过上位机编程软件可以很方便的将调试好动作的程序下载到控制器里面，既可以自行运行，也可以通过PS无线手柄来完成一系列的抓取动作。