社區(qū)智能電池分揀機器人

本刊記者/劉成成

隨著社會的發(fā)展和科技的進步，各種類型的電子產(chǎn)品不斷涌入我們的生活之中，其中常常伴隨著電池的身影。所以，充分有效地使用電池對于高效利用能源、減少不必要的浪費非常重要。為此，北京大學(xué)附屬小學(xué)的徐若彬、王一陳、臧元詳幾位同學(xué)在老師的引導(dǎo)和啟發(fā)下自主研發(fā)了一款能夠識別電池是否有電、可以測出含電量多少并實現(xiàn)自動分揀歸類的機器人，以方便人們在日常生活中充分利用資源。

一、研制的思路及過程

研究伊始，幾位同學(xué)對電池在居民家中的使用情況進行了統(tǒng)計調(diào)查，以了解社區(qū)居民家庭中電池使用的種類、數(shù)量、對廢舊電池的處理方式等情況。進而查閱相關(guān)資料了解市場動態(tài)，規(guī)避既往研發(fā)成果并查補技術(shù)空缺，實現(xiàn)創(chuàng)新。

幾位同學(xué)通過調(diào)研總結(jié)發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在市場上的電池電量檢測儀器大多只能判斷電池是否有電，而對其含電量多少則無法衡量。

經(jīng)過思考，他們計劃研發(fā)設(shè)計一臺可以顯示電池剩余容量數(shù)值并按容量多少可以自動分檔次分揀歸類的小型機器人。

整個智能電池回收分揀機器人由以下幾個基本部分組成：采用51單片機作為核心控制器；一個帶有A/D功能的I/O口做容量檢測口；兩個I/O驅(qū)動74HC164芯片控制數(shù)碼管顯示容量；兩個觸碰傳感器檢測被測電池位置；一個減速電機控制被檢測電池位置；三個紅外線傳感器檢測存儲電池裝置的位置；一個電機控制存儲電池裝置的位置。

檢測時機器人首先對電池的電壓、電流、時間進行記錄，然后檢測電池的耗電功率，采用減速直流電機、紅外線傳感器及數(shù)碼管結(jié)合的方式，通過51單片機來檢測電池功率和控制電機位置，使之能夠檢測出電池的容量，并通過三位數(shù)碼顯示出電池的具體容量值并把檢測完畢的電池自動分揀放到不同的地方。

在具體的應(yīng)用中，把被測電池放入裝置中，按下檢測按鈕，由單片機控制器將電池位置控制電機把被測電池推至容量檢測位置；當電池到達容量檢測位置時，相應(yīng)的位置傳感器會給單片機一個信號，此時單片機會停止電池位置控制電機，并且啟動容量檢測程序，檢測被測電池容量，同時把電池容量顯示于三位數(shù)碼管上；單片機判別電池容量的大小和電池種類后驅(qū)動轉(zhuǎn)盤電機，將對應(yīng)存儲器旋轉(zhuǎn)到被測電池下方，進而將電池位置控制電機復(fù)位，被測電池放入對應(yīng)存儲器中。

社區(qū)智能電池分揀機器人

二、科學(xué)性、創(chuàng)新性、實用性

首先，這個項目的確立通過調(diào)查，貼近社區(qū)居民的生活，具有真實性。其次，該設(shè)計不僅可以對電池電壓進行檢測，同時還可以對電池的電流、時間進行記錄并檢測出電池的耗電功率，進而準確地檢測出電池的容量。再次，市場上已經(jīng)有出售的檢測電池容量的儀器，基本上只能對電池容量進行估測，而無法檢測出容量多少。該機器人不僅能夠檢測出電池是否有容量，并且可以以數(shù)字形式顯示出剩余容量，可以根據(jù)測得的容量多少將被檢測電池電池自動分為三類：一類是滿電量的電池，一類是沒有電量的電池，還有一類是介于兩者之間、電量不滿的電池。對于介于兩者之間的情況，還可以標注出電池的用途，避免或減少有用電池被當成廢棄電池扔掉的情況。同時，為電池的二次利用提供了一條明確的方向。