智能擔架

胡逸楠　朱美霖　沈奐宇

2014年初，學校組織了一次走近老年人和殘疾人的愛心活動。在體會他們喜怒哀樂的同時，也想為他們的生活變得更加便利而做出自己的努力。

活動中我們了解到，當發生意外或生病時，擔架是最常見的救援工具。救護所使用的擔架種類很多，但運動方式仍是傳統的人抬、手推，一旦發生特殊情況，如地震、恐怖襲擊以及在戰場上救援傷員時，傳統的人抬、手推在救援過程中勢必困難重重，救援者本身的安全也會受到威脅。

于是，我們決定設計一種智能擔架，為老人和殘疾人士服務，尤其是在地震、恐怖襲擊、戰爭等災害中，更好地救援受困的老人、殘疾人及受傷者。

一、基本思路

利用傳統的樂高機器人套裝搭建智能擔架，先用樂高組件搭建出由四個馬達驅動的車型框架，用RCX作為“大腦”實現對擔架運動的調控，再選用超聲波探測模塊探測路況，通過水平儀和聯動裝置的調節使擔架承載面始終保持水平穩定，讓躺在上面的人免受顛簸之苦。

二、研制過程

1.首先利用樂高機器人套裝搭建一個四輪的機器人運動車。利用RCX作為“大腦”實現對馬達的調控。通過觸動調節來調整機器人車的運動如前進、后退、轉彎等。

在機器人車的前方裝一個攝像頭作為“眼睛”，將拍攝到的景象直接顯示在電腦顯示屏上。

2.我們發現網店里有出售一種叫超聲波模塊的儀器，于是買來1組模塊，調試后用它檢測路況，一旦前方1米范圍內有障礙物，超聲波模塊會發出電流，我們把電流接到發光二極管上，使它發光，然后用光敏傳感器感知，由RCX根據光敏傳感器的輸入做出指令。小車實現規避障礙或越障動作。

3.在車身安裝一個水平儀和聯動裝置，使小車在起伏不平的道路上行駛時，通過水平儀的調節使擔架始終保持平穩，讓躺在上面的人免受顛簸之苦。

通過試驗檢測，智能擔架不僅能實現智能控制行進，還能利用超聲波模塊探測路面狀況，實施規避障礙或越障動作，在水平儀和聯動裝置的合力下，小車在起伏不平的道路上行駛時，通過水平儀的調節使擔架始終保持平穩。

三、改進設想

1.我們選取的搭建材料是樂高機器人套裝，實踐中盡管樂高機器人套裝特有的積木塊組件在很多方面有著無法比擬的優點，可是在搭建過程中還是遇到了一些困難，如積木塊組件組合牢固性不理想，為求牢固就得多用幾個板塊加固，增大了作品的體積和重量，加大了馬達的負擔，影響機器人的速度和靈活性，這是今后改進的一個方面。

2.超聲波模塊的使用在這里僅僅是檢測路況，一旦前方1米范圍內有障礙物，超聲波模塊會發出電流，我們把電流接到發光二極管上，使它發光，然后用光敏傳感器感知，由RCX根據光敏傳感器的輸入做出指令，小車實現規避障礙或越障動作。

然而，超聲波模塊的功能不僅這一點，有很多功能還未充分發揮。如何讓超聲波模塊真正實現物盡其用，是我們今后探究改進的又一點。

3.水平儀和聯動裝置的工作效果目前還不太理想，遠沒有達到預期效果。盡管水平儀在航空、航天乃至日常生活中已被廣泛應用，但它在工作時實現的是在一個“點”上的平衡，而我們要做到的是通過聯動裝置實現擔架承載面這個“面”的水平穩定，由“點”到“面”是極其艱難的跨越。如今，以我們的知識水平，面臨的困難實在太多，因此這也是我們今后改進的地方。

四、總結與展望

通過實踐摸索和查閱到的各方面資料讓我們清楚地認識到，智能擔架從研制到實際使用還有一段很漫長的路要走，在這條路上人們要解決很多問題。

如體積過大。智能擔架與傳統擔架不同，它不僅有相應的四輪驅動系統，還有智能控制系統和超聲波探測系統，因此勢必比傳統的擔架體積大，運動靈活度會受到一定的影響。

在不同的氣候環境下能否行走自如？如何在倒塌的危樓間自由穿梭？如何降低使用難度、降低成本，成為普通人家用得起的工具？

雖然很多問題擺在了我們面前，但智能擔架工作的優勢，使其必將成為機器人研究應用的一大方面，這也是今后我們的努力方向。（指導老師：陳希勇）endprint