积极带动、精益求精——绿岛足球机器人大规模运维保养

　　本网讯（智能工程学院 康思淼）为迎接共青团辽宁省委员会学校部领导参观机器人展演、准备学校聘请的校外教学督导专家进校参观，2021年03月30日至04月02日，绿岛类人足球机器人工程中心全体师生对6台类人机器人进行了全面的大规模运行调试和维护保养。 

　　整体维保工作由孙勇博士主持，金鑫博士、尹竞瑶老师、刘美佳老师、王承业老师、王昊老师均在日常工作之余全力介入。机器人工程专业大二年级的杨海平、武泓译、杨丰琦等学生在课余时间协助完成。20级机器人工程专业、计算机科学与技术专业、智能科学与技术专业、自动化专业、人工智能专业等新加入绿岛仿人足球机器人中心的学生们也积极参与了此次维保。本次运行调试和维护保养调试，老师们一边排查问题，一边给学生讲解如何去判断故障点，学生结合课上所学，很快能理解老师讲述的知识，并迅速动手实施。在运行调试和维护保养过程中，老师和学生们秉承精益求精的态度，逐一排查问题，最终解决目前存在的问题。学生们在此过程中，更好地结合了理论知识，并锻炼了动手能力。

　　老师带领学生认真检查故障点，从一根舵机线到一个螺丝都加以排查，不放过任何一处隐患，将对待科研的严谨精神通过言传身教的方式传递给学生们。 

　　由于类人机器人自由度极高、活动部位复杂、程序代码庞大、运算原理深奥，机器人使用过程中往往出现非专业人士难以预料的各种潜在故障和综合问题。此次运维首先对6台机器人进行全面“体检”，结果全部被查出或重或轻的异常现象。 

　　1号机电池热插拔接口有一个断路，无法接通，这将导致机器人无法不停机换电池，一旦电池电量不足，机器人必须中断工作；2号机右肩关节舵机的8个固定螺丝少了3个；3号机正在进行改进测试，目前可以在自然光下准确识别到球，但是识别时间超过原系统，并且只锁定球，不追踪；4号机网线转接头不工作，更换转接头无效，并且该处主机USB接口松动严重，判断是主机USB接口故障，导致机器人无法使用；5号机的主机电源线与电源板连接处断开，后还发现上电后上半身全部舵机无法启动；6号机头部掉落。 

　　师生们齐心协力，逐一攻克这些问题。 

　　对于1号机电池插口问题，是拆下电源板，焊接断点再恢复安装，还是直接更换新一代接插线可插拔的改进电源板，同时对不需要插拔的部分加以改造，金鑫老师会同孙勇、王承业老师进行了论证，一致认定后一种方案更优。根据以往比赛积累的经验，比赛过程机器人经常需要更换电池并且必须争分夺秒地完成，因此插拔电池力量较大，常常导致电池线与接头焊接处的薄弱环节断裂。以往的修复办法是打开机器人胸腔，拆下电源板，焊接断点后，重新安装。整个过程至少需要5个小时，严重影响比赛。为了缩短电池插口的修复时间，加上比赛规则的新要求，团队在寒假完成了电源板的改进，电池插口断路时，不再需要拆板焊接，只需更换事先预备好的电池线即可，几分钟内即可完成，极大提高了比赛竞争力。改进的电源板并未对安装孔产生影响，无需更换机械部件。金鑫老师把两种方案的差异对机器人中心的学生们加以培训，培养学生主动思考问题的能力和动手能力。 

　　类似2号机和6号机的螺丝螺母掉落问题是机器人常见现象。因为机器人关节处活动频繁，并且机器人经常拼抢足球和倒地起身，极易导致全身各处的螺丝松动和掉落。此次王承业老师带学生检查并恢复了全部机器人的螺丝隐患，并且针对需要拆开胸腔更换电源板的机器人，在拆卸机器人主体立柱时，遇到了棘手的问题，由于胶水粘度高、金属老化、久未拆卸，且机器人零部件较多导致操作空间受限，无法找到着力点，导致一直无法拆卸，学生们自然而然失去了信心，认为无计可施。王承业老师耐心为学生分析了几种可行的方法，一边描述一边动手实施。在学生沮丧的时候鼓励他们说：“做这项工作需要细心和耐心，不能急，小角度多次拧就拧下来了，办法总比困难多。”王老师的专业能力和面对困难时的积极乐观态度深深鼓舞了学生们，最后在老师与学生的紧密配合下，成功解决了问题。 

　　4号机拟拆下主机近期进行专业电脑维修。3号机重新加载了原有程序，运行正常。5号机舵机无法启动的问题经过长时间排查终于找到舵机线的断点，故障迎刃而解。师生共同分析出原因：机器人大幅度动作形成的部件之间微量干涉，舵机线恰好处于干涉区，极其容易损伤。 

　　最后在师生的共同努力下，完成了本次运行调试和维护保养工作。但是吴峰华老师又给团队提出了新的要求：修改每台机器人的elbow参数，避免机器人在walk状态下上臂与下臂的干涉导致长时间使用后舵机线虚连，并要求将调试结果好的参数上传至github进行管理；利用workspace/wifi文件里的每个机器人的IP，实现用自己电脑无线操作机器人，以解决日常展演经常出现的网线连接困难问题。相信团队接下来一定能够攻克这些难题。 

　　机器人中心的老师始终坚持与学生紧密接触，做科研工作的时候都带着学生一起，耐心讲解理论知识，带着学生动手实践，鼓励学生要不怕困难，动手动脑去解决问题，提高了学生学习的自信心和动手能力；老师们把机器人研究过程积累的技术嫁接到了课堂内容，践行了教学与实际的紧密联系；教师和学生团队都不断吸纳新生力量、引进新技术，以老带新，以新促老，共同提高。是创新与传承的紧密结合。