創(chuàng)意制作/北京大學(xué)附屬小學(xué) 徐若彬、王一陳、臧元詳　指導(dǎo)教師/任輝 李巖

社區(qū)智能電池分揀機(jī)器人

　　隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)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(duì)于高效利用能源、減少不必要的浪費(fèi)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(shí)別電池是否有電、可以測(cè)出含電量多少并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分揀歸類的機(jī)器人，以方便人們?cè)谌粘Ｉ钪谐浞掷觅Y源。
　　一、研制的思路及過(guò)程
　　研究伊始，幾位同學(xué)對(duì)電池在居民家中的使用情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)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(duì)廢舊電池的處理方式等情況。進(jìn)而查閱相關(guān)資料了解市場(chǎng)動(dòng)態(tài)，規(guī)避既往研發(fā)成果并查補(bǔ)技術(shù)空缺，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。
　　幾位同學(xué)通過(guò)調(diào)研總結(jié)發(fā)現(xiàn)：現(xiàn)在市場(chǎng)上的電池電量檢測(cè)儀器大多只能判斷電池是否有電，而對(duì)其含電量多少則無(wú)法衡量。
　　經(jīng)過(guò)思考，他們計(jì)劃研發(fā)設(shè)計(jì)一臺(tái)可以顯示電池剩余容量數(shù)值并按容量多少可以自動(dòng)分檔次分揀歸類的小型機(jī)器人。
　　整個(gè)智能電池回收分揀機(jī)器人由以下幾個(gè)基本部分組成：采用51單片機(jī)作為核心控制器；一個(gè)帶有A/D功能的I/O口做容量檢測(cè)口；兩個(gè)I/O驅(qū)動(dòng)74HC164芯片控制數(shù)碼管顯示容量；兩個(gè)觸碰傳感器檢測(cè)被測(cè)電池位置；一個(gè)減速電機(jī)控制被檢測(cè)電池位置；三個(gè)紅外線傳感器檢測(cè)存儲(chǔ)電池裝置的位置；一個(gè)電機(jī)控制存儲(chǔ)電池裝置的位置。
　　檢測(cè)時(shí)機(jī)器人首先對(duì)電池的電壓、電流、時(shí)間進(jìn)行記錄，然后檢測(cè)電池的耗電功率，采用減速直流電機(jī)、紅外線傳感器及數(shù)碼管結(jié)合的方式，通過(guò)51單片機(jī)來(lái)檢測(cè)電池功率和控制電機(jī)位置，使之能夠檢測(cè)出電池的容量，并通過(guò)三位數(shù)碼顯示出電池的具體容量值并把檢測(cè)完畢的電池自動(dòng)分揀放到不同的地方。
　　在具體的應(yīng)用中，把被測(cè)電池放入裝置中，按下檢測(cè)按鈕，由單片機(jī)控制器將電池位置控制電機(jī)把被測(cè)電池推至容量檢測(cè)位置；當(dāng)電池到達(dá)容量檢測(cè)位置時(shí)，相應(yīng)的位置傳感器會(huì)給單片機(jī)一個(gè)信號(hào)，此時(shí)單片機(jī)會(huì)停止電池位置控制電機(jī)，并且啟動(dòng)容量檢測(cè)程序，檢測(cè)被測(cè)電池容量，同時(shí)把電池容量顯示于三位數(shù)碼管上；單片機(jī)判別電池容量的大小和電池種類后驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)電機(jī)，將對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器旋轉(zhuǎn)到被測(cè)電池下方，進(jìn)而將電池位置控制電機(jī)復(fù)位，被測(cè)電池放入對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中。
　　二、科學(xué)性、創(chuàng)新性、實(shí)用性
　　首先，這個(gè)項(xiàng)目的確立通過(guò)調(diào)查，貼近社區(qū)居民的生活，具有真實(shí)性。其次，該設(shè)計(jì)不僅可以對(duì)電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還可以對(duì)電池的電流、時(shí)間進(jìn)行記錄并檢測(cè)出電池的耗電功率，進(jìn)而準(zhǔn)確地檢測(cè)出電池的容量。再次，市場(chǎng)上已經(jīng)有出售的檢測(cè)電池容量的儀器，基本上只能對(duì)電池容量進(jìn)行估測(cè)，而無(wú)法檢測(cè)出容量多少。該機(jī)器人不僅能夠檢測(cè)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(cè)得的容量多少將被檢測(cè)電池電池自動(dòng)分為三類：一類是滿電量的電池，一類是沒(méi)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(duì)于介于兩者之間的情況，還可以標(biāo)注出電池的用途，避免或減少有用電池被當(dāng)成廢棄電池扔掉的情況。同時(shí)，為電池的二次利用提供了一條明確的方向。