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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:一种机械蜜蜂
学校名称:山西工程技术学院
参赛队伍:智泉九队
参赛学生:张瑞嘉 张泽龙 弓健  
指导老师:郝伟娜 姚晰哲  

详细说明


   针对以上野生动物濒临灭绝及林火监测、濒危植物的授粉,培育问题,利用物联网感知层中的传感器技术、
RFID技术结合现代生物识别技术,研发了用于环境监控的机械蜜蜂。
在研发它的过程中我们运用了仿生学原理,借鉴了自然界中昆虫的运动 ,再者,它的形状小巧,类似于微型机器人,可以穿过很小的缝隙,然后它还配有强有力的发动机,能更好的适应各种环境以及气候,由于体积较小,所以他消耗的能量也很少,最后,它采取“蜂巢”为中央枢纽、无需手动控制,操作起来十分简便。
   
机械蜜蜂的机械结构可以分为,视觉接收装置、采集装置、蜂巢装置、平衡装置、运动装置、监控装置,视觉接受装置中,我们使用了摄像头模块和Open Mv,方便后期进一步数据处理和图像对比,采集装置中,用两个微型风扇来实现花粉的采集,通过风扇的正转反转来实现吸力和退力,以简单的方法来实现一个相对复杂的机制,且考虑本身功能上的专一性,不会减低预想的工作成果。平衡机制方面,配置以类陀螺仪装置,以起到缓解飞行中的平衡问题, 最大程度上降低风力对装置的影响,且用到的机械结构简单,不会对装置的其余部分起到干涉作用。运动装置中,我们采用减速器、微型无刷电机、铝质散热器三大部分维持翅膀运动,可以调节变速比减速的同时提高输出扭矩,扭矩输出比例按电机输出乘减速比,减速的同时也降低了负载的惯量,惯量的减少为传动比的平方,减少占用的体积,能降低机体大小,同时采用该马达,减少了转动摩擦与惯量,在马达高速运转的状态下, 转速的调节也十分灵敏,利用这一特点就极大程度上方便了上下左右前后的移动,且具有可靠的运作稳定性。监控装置中,小型激光雷达、摄像头模块、声光报警器,并利用多传感器组合定位技术,可以全方位进行扫描识别。
   机械蜜蜂的工作原理中采用了深度学习的多分类任务算法,利用物联网感知层中的传感器技术以及RFID技术结合现代生物识别技术,控制机械蜜蜂实施远程监测野生动物环境及森林火灾等,PID控制器的参数整定根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小,采取“蜂巢”当中央枢纽,处理信息及为机械蜜蜂充电,和对异常的机械蜜蜂采取要求返回、远程断电及操作。
   机械蜜蜂的工作流程大抵可以分为这六个部分,机械蜜蜂首先基于实验环境涂抹或携带对应的信息素,收录好对应信息后,被投入指定环境中,并采用图像对比技术在设定时间内追踪动物研究者在特定动物上做的特殊标记,通过针管状收集器进行信息收集,随后将采集好的信息传送到终端,供管理者及时做出相应调整,最后返回‘蜂巢’进行充电和样本数据的传送。
   最后,感谢评委老师和同学们的观看。

 

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