盛嘉容

感受“理工科的浪漫”

英才計劃對我而言是一個極佳的學習物理知識并將其運用于實踐的平臺。英才計劃導師李晟老師會非常耐心地為我講解選題思路，并且時不時與我討論設計機械結構時的種種方案，大到機器人的控制算法，小到具體落實到哪種零部件，都會逐一為我答疑解惑。

在參加英才計劃培養(yǎng)的過程中，物理學科逐漸從書本上的知識變?yōu)閷崒嵲谠诘摹皺C器人”，“力矩”“真空度”不再是一個個冰冷的知識點，在閱讀諸多文獻的過程，也讓我感受到了“理工科的浪漫”。

多關節(jié)爬壁機器人

我的課題是關于構建一個多關節(jié)的爬壁機器人，它能夠靈活地在多個墻面之間跨越，并且輕便易攜，在建筑、搜救等領域都能發(fā)揮重要的作用。機器人的“脊柱”部分由5 個總線舵機構成，具備5 個自由度。一般的由3 個關節(jié)構成的爬墻機器人或單個吸盤的機器人只能完成在單個墻面上的攀爬，而無法完成三維空間內的轉化。因此，我設計了一款具備5 個自由度，能在0 ～ 270°墻面間靈活攀爬的爬墻機器人，大大增加了它的運動范圍。與此同時，考慮到類似的爬墻機器人具有重量大、不便于攜帶、運動速度比較緩慢的缺點，我在舵機的選型上也格外小心，最后設計出了一款重約400 克且運動速度有所提升的爬墻機器人。

撞了南墻也不回頭

當機器人能完成自主運動后，我希望它能夠自主地進行判斷，不需要額外的人為干涉。于是，我自主設計了一套機器人的控制程序，并在機器人的頭和尾部分別安裝了激光測距模塊，在氣路中添加了負壓傳感器。通過二者的配合，機器人在執(zhí)行完一項運動后，會監(jiān)測吸盤裝置內是否達到負壓值，若達到，則繼續(xù)下一次運動，若仍處于正常大氣壓狀態(tài)，則會通過吸盤上2 個激光測距傳感器分別測量數據，得出機器人吸盤與墻面的相對位置，再進行微調。

在反復的調試后，機器人終于從一次一次“撞墻”中實現(xiàn)了成功攀爬，并且能夠自主判斷墻面情況，進而調整步態(tài)，實現(xiàn)了自動化攀爬，增加了它的應用效率。

在構建機器人的過程中存在各種困難，比如舵機選型時沒有滿足理想指標的型號，在許多設計圖紙中的掙扎與抉擇，反復調試程序時的枯燥……但是，在機器人成功完成一個周期的攀爬后，那種喜悅之感是無法言說的。

感謝英才計劃的培養(yǎng)，讓我在與零件、程序、機器人的朝夕相處中，更加堅定了對于工程學的執(zhí)著和熱愛。