Эйвик

ROB-34693

ЭЙВИК - РОБОТИЗИРОВАННАЯ МОТОСОБАКА

С МИОУПРАВЛЕНИЕМ НА ЭЛЕМЕНТАХ ПЕЛЬТЬЕ

Актуальность разработки

У кого из Вас разряжался телефон, например от мороза? Когда Вы в городе, нет проблем найти розетку. А теперь представьте, что Вы в Антарктиде, посреди ледяной пустыни и от заряда датчика GPS, телефона, фонарика зависит не только успех экспедиции, и и Ваша жизнь. Мы задумались над этой проблемой и предположили, что элементы Пельтье будут успешно работать на разнице температур между телом человека и температурой окружающей среды, таким образом, встроенные в куртку исследователя, они помогут выработать достаточно электричества, чтобы зарядить телефон или датчик GPS. Так же мы разработали систему бесконтактного управления мотобуксировщиком, посредством системы миоуправления, расположенной под одеждой, что позволяет держать руки в тепле. Это особенно важно при сверхнизких температурах. Вы пробовали пользоваться телефоном на морозе? 

История проекта

Чтобы понять насколько широко может использоваться наше изобретение я провел анализ климатических зон Российской Федерации. Мое исследование показало, что более чем на 30 процентах территории страны преобладают температуры ниже -30 градусов более 100 дней в году, что позволяет использовать элементы Пельтье для получения электроэнергии на разнице температур тела человека (36,6) и окружающей среды.

Общая площадь трёх природных зон Севера России составляет 66,7% от территории всей страны. Из 145,9 миллионов населения в Арктике проживает примерно 4 млн человек.

Устойчивое развитие арктических регионов Российской Федерации требует надежного энергообеспечения, что является возможным за счет поиска новых экологически чистых источников энергии. Российская Арктика обладает большим потенциалом возобновляемых источников энергии и имеет необходимые предпосылки для их ускоренного развития. 

В таких условиях использование роботизированной мотособаки на миоуправлении с питанием от элементов Пельтье, встроенных в одежду пользователя, кажется отличной идеей.

Мотособака или мотобуксировщик может перевозить необходимое оборудование, инструменты или образцы. Элементы Пельтье, вшитые в одежду оператора, позволяют не думать о питании контроллера, обеспечивающего бесконтактное управление мотособакой. А также, в случае необходимости, позволит зарядить смартфон, планшет или фонарик. миоуправлении позволяет держать руки оператора в тепле.  

Описание проекта

Мой проект создан на платформе Arduino, с использованием среды программирования Arduino IDE.

Сегодня управление жестами нельзя назвать новинкой. Данная функция присутствует во многих современных смартфонах, планшетах и других мобильных устройствах. Никого не удивишь, если смартфон переключает видеозаписи или сменяет фотографии на экране по движению руки. Но как сделать нечто подобное самому? Как заставить игрушку понимать жесты? 

В основе данной технологии лежит обычный акселерометр. С его помощью мы сделаем робота, который будет реагировать на движение рук и двигаться в соответствии с ними.

Человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ) — технические средства, предназначенные для обеспечения непосредственного взаимодействия между оператором и оборудованием. 

В своей работе я создал человеко-машинный интерфейс для управления мотособакой с помощью мышцы оператора (регистрация электромиограммы). На схеме представлено строение трансивера, сигнал поступает с датчиков ЭМГ и при достижения регулируемого порога происходит включение соответствующего светодиода и отправка, с помощью Bluetooth HC-05, сигнала на ресивер на определенный мотор.

Для анализа ЭМГ-сигнала будет использована программа BiTronics Studio. Информация о напряжении/расслаблении мышцы будет отправляться в последовательный порт в виде отдельных символов. В зависимости от полученного символа, вал сервомотора будет занимать разные положения.

Результаты: 

В результате проделанной работы мне удалось выполнить следующие задачи:

Собрать мобильную робототехническую платформу

разработать программы для робота, используя среду разработки Arduino IDE

выполнить сопряжение модуля миоуправления и робота Эйвика по Bluetooth

создать человеко-машинный интерфейс для управления роботом

протестировать готовую систему и определить наиболее удобную схему

управления.

Осталось только провести испытания моего робота Эйвика:

Загрузить скетчи на мобильную платформу Эйвика и пульт управления с модулями ЭМГ.

Закрепить электроды для регистрации электромиограммы на мышцах рук

Управлять роботом Эйвиком с помощью ЭМГ-сигналов. Выполнить движение по прямой, повороты, разворот, движение по кругу, движение зигзагом.

Эйвик успешно справился с заданием. И теперь можно с уверенностью сказать, что мне удалось создать рабочий прототип роботизированной мотособаки с миоуправлением на элементах Пельтье. 

Файлы

Добавлен 25.08.2021

Добавлен 25.08.2021

Добавлен 25.08.2021

Добавлен 25.08.2021

Дополнительные файлы

Добавлен 25.08.2021