德克薩斯大學(xué)生3D打印援助機(jī)器人

近日，德克薩斯大學(xué)San Antonio分校（UTSA）自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生使用3D打印技術(shù)制造了一臺(tái)令人印象深刻的3D打印遙控/自主機(jī)器人，這臺(tái)機(jī)器人不僅能夠打開和關(guān)閉閥門，而且還能通過基于攝像頭的導(dǎo)航與自主運(yùn)動(dòng)定位自己。

據(jù)參與這個(gè)項(xiàng)目的一位學(xué)生Eric Wineman解釋說，他們關(guān)于這臺(tái)有趣的機(jī)器人的想法最初誕生于Mo Jamshidi博士的智能機(jī)器人課上，并且受到了Wineman為美國空軍工作經(jīng)歷的啟發(fā)。“在（為美國空軍）工作中，3D打印能夠讓我們快速、廉價(jià)地原型零件。我和我的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，3D打印可以為機(jī)器人的設(shè)計(jì)開發(fā)提供很大的幫助。因此，我的碩士學(xué)位導(dǎo)師（Mo Jamshidi博士）建議我們完成這個(gè)項(xiàng)目�！彼�解釋說。

這個(gè)團(tuán)隊(duì)的成員包括了本科生和研究生Jonathan Tapia、Daniel Clifton、Ethan Cobb、dr. John Parsi和Eric Wineman。他們這個(gè)項(xiàng)目的共同目標(biāo)是什么？“為了證明3D打印技術(shù)在機(jī)器人開發(fā)過程中的作用�！盬ineman說。他解釋說，他們的目標(biāo)是打造出在可能的災(zāi)難情況下，能夠真正、切實(shí)為人類提供援助的機(jī)器人。

如果看過關(guān)于海難的電影的話，您就會(huì)認(rèn)識(shí)到，在一艘傾覆的船上，閥門是足以救命的。所以這也是這群學(xué)生集中于開發(fā)機(jī)器人開關(guān)閥門能力的原因所在。“機(jī)器人首先需要確定一個(gè) 閥門的位置（通過遙控或自動(dòng)）。然后，再通過導(dǎo)航靠近閥門，打開或關(guān)閉它。”Wineman說。要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主行動(dòng)，其中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)就是正確的識(shí)別出閥門，為此，開發(fā)團(tuán)隊(duì)在上面按照了一個(gè)顏色碼。“基本上，機(jī)器人只有在看到閥門上的彩色碼，然后才會(huì)通過導(dǎo)航接近閥門并執(zhí)行所需要的操作。未來，我們希望為這臺(tái)機(jī)器人增加更多的3D打印臂以擴(kuò)大它的應(yīng)用范圍�！盬ineman補(bǔ)充道。

從上面的視頻中可以看到，這臺(tái)機(jī)器人的很容易就能找到閥門（在攝像頭的幫助下），并執(zhí)行指令。您可以看到，它底部的輪子使用了特殊的麥克納姆輪（Mecanum Wheel）式結(jié)構(gòu)，這使它獲得了更大的運(yùn)動(dòng)靈活性。

據(jù)Wineman解釋說，這臺(tái)機(jī)器人的零部件是他們使用SolidWorks建模軟件設(shè)計(jì)出來后，用一臺(tái)Cube 3 3D打印機(jī)和兩臺(tái)Luzbot Taz 4 3D打印機(jī)打印出大部分的零部件。實(shí)際上，除了麥克納姆輪之外，所有的結(jié)構(gòu)件都是3D打印的�！氨緛砦覀円部梢园堰@些輪子3D打印出來，但是這個(gè)學(xué)期我們的時(shí)間不夠了。”他解釋說。他們使用的電子器件包括：一個(gè) CMUcam5 Pixy視覺傳感器、Brushed Pololu直流電動(dòng)機(jī)、一塊Arduino Mega 2560、4個(gè)Cytron 13A 電機(jī)驅(qū)動(dòng)、4個(gè)Herkulex DRS-101和DRS-102智能伺服電機(jī)和一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂的伺服。

Wineman說，他們工程系的其它幾個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)都在使用3D打印技術(shù)開發(fā)各方面的應(yīng)用，其中包括3D打印的四軸飛行器和能夠?yàn)槔夏耆说娜粘Ｉ�活提供幫助的�?yīng)用等。