值班警卫仿生犬

在哈尔滨中央大街上有一家“机器人餐厅”。在这家机器人餐厅里共有18台为顾客服务的机器人，从烹饪、送餐及炒菜全都是由机器人提供服务，十分吸引顾客，但机器人餐厅还是由两名保安担当值夜班的工作。哈尔滨工业大学附属中学、哈尔滨市风华中学和哈尔滨市第六十九中学机器人小组的同学们突发奇想，决定研制一个机器人，由它来担当夜晚的餐厅警卫工作，更大程度地节约人力。

在研制“值班警卫仿生犬”的初期，机器人小组的同学们详细了解了夜间餐厅内部值班人员的工作任务及工作程序，也就是每次巡逻检查的路程，所需要检查的几个要点即有无火灾情况，有无烟雾产生，大厅内是否有非法进入的人员，暖气，上下水以及雨水等有无漏水情况。值班人员所检测的危险情况将通过手机向负责人报告，以便及时排除险情。

了解完餐厅夜班需要检查的要点之后，机器人小组的同学们就开始为这台“值班警卫仿生犬”搜集资料及各种制作材料，同学们将家里装修剩余的胶合板、钉子、油漆、万能胶等全部都拿到了工作室。对于“值班警卫仿生犬”的技术动作，学生们在网上做了详细调查，最后确定机器人的功能为：采用人体红外传感器探测非法入侵的人员；采用超声波探测传感器检测物体障碍；采用双探针水位传感器检查室内有无漏水现象；用烟敏传感器检测室内有无烟雾；用火光探测装置检测有无火光出现，还有保证仿生犬按时限及规划好的路线进行巡逻的固定轨迹行驶寻迹功能，以及无线手机通信警报装置。

“值班警卫仿生犬”的研制共经历了两次制作。第一次是采用全铝板制作的，同学们在废品收购站购买了一些2毫米厚的铝板，用铁据切割成“犬”的外形，用拉铆枪连接制作，装入控制设备及各种传感器。虽然实验成功了，但同学们发现了一些美中不足之处，于是又开始了第二次制作：改进了机器犬的外形，由第一样机的全履带式改为前双导向软式犬脚和后双履带式主动犬脚。之所以采用履带式，主要是考虑到仿生犬可以在餐厅中稳定可靠地行进，适合在原有送餐机器人黑白寻迹轨迹上行驶。

改造后的值班警卫仿生犬通过单片机机器人控制器来实现控制，并安装了火光警报装置、水位探测警报装置、人体红外线探测警报装置、烟敏探测警报装置、超声波探测警报装置等，并采用黑白线寻迹功能使机器警卫仿生犬执行夜间值班巡逻任务。寻迹功能控制是由单片机控制的，由四个光电传感器组成，用以检测黑白线传感器组是否可以准确无误地发出控制信号。仿生犬上安装有巡逻检查时间控制器，即间隔多长时间进行一次巡逻检测，以避免重复巡逻。机器人小组制作的“值班警卫仿生犬”完全可以替代夜晚保安人员巡逻检查，据估算每年将节约人工费5万元人民币。

创意制作/哈尔滨工业大学附属中学 闫昊源 哈尔滨市风华中学 贾纯钧 哈尔滨市第六十九中学 王长圣

指导教师/哈尔滨科学宫青少年科学工作室 刘哈生