还嫌不够小！剑桥小潜艇使用Pico-ITX

    泡泡网机箱电源频道2009年10月29日 剑桥大学每年举行一次水下机器人大赛，今年的新闻还没来，我们来看看去年的参赛选手，他们使用了最小的主板做控制平台。

为了向欧洲同类赛事挑战

    剑桥的这项赛事主要是为了向欧洲同类赛事（欧洲学生水下机器人挑战赛）挑战，由于重量越轻越省能量，很多选手都利用X86标准中最小尺寸的主板：Pico-ITX，来驱动整个机器人在水下攻击或巡游。我们介绍的这组选手的机器人重量是最轻的，只有7公斤。

参赛作品

    水下机器人大赛允许在校大学生参加，每个参赛团队设计的机器人应该能够自动通过探测穿过水下指定的门洞、在指定区域下沉、上浮。

Pico-ITX 主板

    这个队的参赛选手的电脑配置如下：

• 1 GHz EPIA PX 10000主板
• 1 GB 内存
• 4GB CF 闪存卡
• 2个罗技 Quickcam Pro 4000摄像头
• 4个内部推进器
• 1个100瓦的马达
• 1个Belkin无线网卡
• 12个2400mA锂电池
• 1个M3-ATX pico 125瓦电源

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    通过最基本的流体动力学计算，这组学生认为他们的水下机器人在水下最高速度可以达到4.2米/秒，以2.4米/秒速度巡航时最长续航能力是40公里。

水下机器人

    这个水下机器人长1.1米，直径9cm，拥有4个内部推进器，螺旋桨功率100瓦，它的前进、后退、转弯、上升下潜等动作都可以完全控制，不过自身的旋转平衡还是被动的依靠重力调整。

做好防水很重要

    机器人的传感器包含一个距离传感器、两个摄像头做视频采集、和一个压力传感器。所有这些硬件均由高度自动化的Java编写的程序控制。

ubuntu 做操作系统

    机器人的处理器频率为1GHz，内存1GB，4GB闪存做外存，Pico-ITX的主板在模块化上的设计非常好，这套东西被放置在机箱人体内最中央，和机器人通讯有两种方式，可以通过以太网卡加防水网线的形式，也可以通过802.11G无线网卡，自然还是选择无线连接，他们把网卡放在机器人最前方的鼻子位置。整套系统的操作系统是Ubuntu Server 8.04。

第一次失败

    由于第一次防水没做好，里面进水了……还好没烧坏硬件，于是拿到太阳下面晒一晒。

    来比较一下吧，下面这张是某战斗机的，再下一张是水下机器人的。

战斗机的鼻子

机器人的鼻子

用户图形界面一

用户图形界面二

    以上是学生们自己自己开发的用户图形界面。

    在船体外进行测试时一切正常，但装进船身后学生们发现了一个严重的问题，电脑总是因为不通风，运行一会儿CPU就过热保护了。

Pico-ITX 主板

    他们可不想让机器人在水下10米时突然死机，失去联系，于是他们对主板的散热进行了一翻改动。

散热改造

    把散热器卸下了重新涂一下硅脂，再在散热片的侧面加一个小风扇，这样散热问题就解决了。

主板散热改造

    其实从这个图看，散热改造的动作远比叙述中要复杂。

    这组学生完成的比较早，新机器人做好试验了一天没有问题，这时离开赛还有2周时间。

实验成功

装进盒子里准备参赛

    组员中有人有个模型直升飞机的包装盒，正好可以把水下机器人装进去，尺寸正好，不参赛时装机器人，机器人下水时装冰镇啤酒也不错。

准备下水了

    这组学生的水下机器人最终获得了系统革新奖，他们认为使用Pico-ITX做平台是成功的关键，当别的团队都在Mobile-ITX上较劲时，我们在Pico-ITX上的优化减少了机器人的重量，降低了控制难度和能耗。之后这组学生还会继续考虑机器人还海里的自动控制。<