Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

这个机器人监控雪崩情况,所以你不必

目前,测量雪崩条件的唯一方法是爬坡并手动测量角度,积雪和天气条件,例如温度和相对湿度。为了在试图确定雪崩风险时让人们摆脱伤害,我们设计了Smart Avalanche Rover(SAR)。 SAR系统通过提供远程方法来评估环境温度,相对湿度,气压,海拔高度,坡度角和积雪剖面,从而最大限度地降低雪崩分析的危险性。

我们在项目过程中学到了很多东西。当我们处理编程,电路和机械系统时,我们学到了几个问题。我们遇到的一个大问题是Arduino库存在冲突。我们用于控制器和流动站之间通信的无线电模块使用Timer1,但是,我们试图使用的Servo库和电机驱动程序库也使用了Timer1。我们最终使用更简单的电机控制器而不是屏蔽,我们将伺服控制外包给PIC。我们学会了确保在该问题之后我们不使用任何冲突的库。

我们还决定将所有组件焊接下来,这样就不会有任何东西被拔掉。在焊接控制器之后,一切都工作得很好,但是,当试图焊接流动站组件时,情况非常糟糕。发生火花,其中一块焊板背面发生实际火灾。经过一些研究,我们确定过量通量导致元件之间产生电弧,从而导致电流损失和火花。我们不得不抛弃焊接板并在流动站中使用面包板。这并没有损害我们的设计,因为漫游车有更大的空间。从中学到的经验教训是确保焊接时要小心。

为了驾驶火星车,我们使用了Kyosho Blizzard RC的一些赛道,但是,我们决定确定自己在赛道上的轮子位置。这导致了一些困难,因为轨道太紧而且太松散也不好。让它们以相同的速度运行也很困难。我们通过使用PID回路来保持电机以所需速度运行,克服了摩擦损失。从中学到的教训是,在使用带轮子/履带的电机时会出现误差,因此,请考虑使用PID回路以特定速度运行电机而不是特定的功率水平。

整个项目耗时约3个月。在3个月的后半段比在开始时花了更多的时间。我建议遵循预定的计划并有效地分散时间。

从我们所知,这是一个迄今为止没有人尝试过的新项目。我们未找到任何类似系统的专利,视频或帖子。

我们会在身体上使用更薄的塑料,使其更轻盈。此外,它可以很好地连接到背包上,方便运输。这将需要更小,更轻的系统,因此需要重新设计。

如果你试图自己复制这个,那么期待很多工作。我们有4个人在这个项目上工作了3个月,但仍然很耗时。此外,期待学到很多东西!编码Arduinos和PIC的方法有很多种;你只需选择自己喜欢的。

设计摘要

为了评估在给定斜率上发生雪崩的可能性,通常测量环境温度,气压,相对湿度,斜坡角度和积雪的积雪剖面。当温度高于冰点时,雪崩最有可能发生,坡度角在30-60度之间,而硬包雪则停留在相对柔软的下层。目前的雪崩分析技术状态决定了护林员,研究人员和野外爱好者必须前往可疑斜坡进行监测和采样条件。 Smart Avalanche Rover(SAR)设计通过提供远程方法来评估环境温度,相对湿度,气压,高度,倾斜角和积雪剖面,从而减轻雪崩分析的危险。

SAR系统由平行轨道驱动。用户通过也示出的定制控制器模块控制SAR的运动。用户通过操纵杆控制轨道的运动,从而控制流动站。用户必须简单地向上推动操纵杆以向前和向下移动SAR以使其反向移动。为了开始急转弯,可以向相反方向推动操纵杆。反馈控制系统可在陡坡和可变地形上实现高性能。

根据命令,在控制器屏幕上显示所需的雪崩风险数据。温度,相对湿度,气压和高度测量由控制器内置的传感器模块完成。斜率角度测量由流动站处理,并且值被发送到控制器屏幕并显示在控制器屏幕上。报告的角度表示流动站相对于行进方向指向的水平方向。

为了获得积雪剖面,启动探针模块并将金属杆驱动到雪中。当杆降低时,用户屏幕上会显示实时压力与深度剖面。探头降低全长后,会自动返回初始位置。然后可以检查深度剖面以测量与积雪相关的相对密度。

如果SAR陷入雪崩并随后被雪覆盖,将启动自动应急系统并发出警报声,直至探测器被揭开。当入射光被漫游车的表面阻挡时,紧急系统被触发。因此,系统还可以指示漫游车是否翻转过来。该系统帮助用户定位设备,并且可以在夜间使用之前或者如果不需要时被禁用。

分享

发表评论