“中控杯”第九屆機器人競賽設計方案一、方案總述機器人功能設的機械部分的初步設計已經確定。設計總體方案如下，主要依靠solidworks軟件對設計造型建601016只。行走部分：我們采用全向輪進行行進，使小車能夠實現前后左右的自由移機械手平臺移動裝置取物裝置取勝思路機器人在啟動區啟動，30s后開始行進。通過傳感器檢測，使得機器人行進到貨架前AA貨BB貨涉及研制重點①電機、步進電機選型及控②舵機的控③巡線傳感器使用及④物品圖像識別及處⑤單片二、機械結構設計重要零件加工a、下底b、上底c、機械d、電機e、機械臂f、機械臂G主要機構裝配a、機械至物品處。上面放置的盒為放置，防止滑下，拍下物品，進行圖像識別。b、機械手平臺升降裝傳感器位置排將傳感器放置于下底板的四條邊上，每邊堆成放四個對對于帶動車輪 電機，我們在淘寶上選擇淘寶店給出了該電機的各項參數電機功率為4w，電流為<=0.3A,采用12v電源供電，比為1：90，其傳遞的最大扭矩為0.065kg，與地面的滾動摩擦力為3N，故電機可以帶動。步進電機選型該步進電機參數電機型相電（轉動慣4其他零件選a我們采用中鳴全向輪組件套裝我們采用兩個交叉疊合的方式b、舵輝盛MG995爪程機器人／機械手／車／55G金屬銅齒輪舵產品產品407*197*42.9ITITI產品重量工作反應 死區4插頭JR、FUTABA通 舵機模擬工作 使用電壓無負 0.17秒／60結構材 金屆銅齒｀空心杯電機｀雙滾珠軸 操作速度(4.8V);0.13秒度(6.附件包 舵盤｀線長30CM、固定螺釘、減振膠套及鋁套等附件（詳見實拍圖10和18平跑車，越野車，卡車，大腳車，巖爬車，雙足機器人，機械手，船，話用范圍 適合50級－90級甲醇固定吳飛機以及26cc5cc汽油固定黃飛機等模型。各部分的簡單<1>電源：主電源我們采用的是12V的鋰電池，并用LM7805穩壓電路將12V電源轉化5V給單片機及各電機舵機等器件供 路巡線傳感器：檢測外界黑白環境，并將信號返回給單片機處理<3>紅外避障傳感器：檢測貨架上的物品位置從而保證機械手能夠準確抓取物<4>藍牙模塊：連同單片機與間的無線通信，接收對物品的圖像處理結果從而控制機<5>直流電機驅動電路：單片機控制四個直流電機（與全向輪相連）轉動，直接控制機器人行走。<6>步進電機驅動電路：用步進電機控制機器人升降平臺的升降我們之所以選擇了 作為主控，主要是基于以下幾點 指令周期短，執行代碼的效率更高<2>Atmega128內部有集成好的電路，比外接電路更為方便，比用I/O口模擬更省資源。<4>價格不是很高，是性價比很高的一個選擇另外，我覺得有必要列舉一下 的其它的一些重要的特點32x8通用工作寄存器+全靜態工只需兩個時鐘周期的硬件乘法非易失性的程序和數據:10,000次寫/擦除周期真正的讀-修改-4K100,000次寫/可以對鎖定位進行編程以實現軟件加JTAG接口(IEEE1149.1標準兼容JTAGFlashEEPROM,熔絲位和鎖定位的編16位定時器/計具有獨立預分頻器的實時時鐘計數–8位6路分辨率可編程（216位）的輸出比較調制810872個具有可編程增益（1x,10x,200x）兩個可編程的串行可工作于主機/SPI具有獨立片內振蕩器的可編程看門狗定時片內模擬比較特殊的處理器特上電復位以及可編程的掉電檢片內/6種睡眠模式:空閑模式、ADC掉電模式、Standby模式以及擴展的Standby模式可以通過軟件進行選擇的時鐘頻<1>尋線傳感器規格參數工作電壓：DC3.3V-工作電流：盡量選擇1A以上電源供工作溫度：－10安裝孔徑：M3螺檢測距離：1mm至60CM可調，距離越近性能越穩定，白色反射距離最小板向前25mm×12mm×12mm（長×寬×高）輸出接口：6線制接口(1234為4路信號輸出端,+為正電源,-為負電源也就是地線<2>藍牙傳輸模塊一、產品特性輸入電壓3.3-6V通用。（模塊標注的5v口接3.3-6V都可以的兩個藍牙模塊均為主從一體模塊，支持指令多達37條模塊具備遠控控制模式，也就是可以通過或者電腦直接控制藍牙模塊的IO口輸出高支持查詢RSSI（查詢藍牙信號強度）指令，可以用于檢測藍牙模塊大大致距離，產品可以用于藍牙等。具有復位引腳和斷開藍牙配對連接引腳控制，方便單片機操控帶有工作狀態指示燈和連接狀態指示模塊加底板尺寸波特率最 模塊跟通訊，需要將模塊配置成從機，指令為T+ROLES。默認發貨的都是從機，如果沒有修改過主機，就可以直接使用。第1步：將模塊上電，燈閃爍處于等待配對狀態第2步：把藍牙打開，進入無線和網絡->藍牙設置，搜索藍牙設備，等待搜索到藍牙模塊名字為HMSoft，點擊配對，輸入配對碼1234.塊的燈會處于常亮狀態，接下來就可以進行跟模塊串口通訊了。<3>紅外避障傳感型號：E18-簡介：這是一種集發射與接收于一體的光電傳感器。檢測距離可以根據要求進行調節。該電氣特性直徑連接電路注意事項：1.4.5V-5V4.5V不能工作.3.3V供模塊不工作.狀況是指示紅燈一模塊不帶接反保護,正負接反必燒,一定要三思后行,確認沒有接反后再上電(模塊燒后狀況是后面面指示燈一直亮,或是怎么也不亮)黃色線輸入的單片IO口一定要設成輸入狀態,51單片機準IO那就把IO1如P1.0=0,設成0那么模塊指示燈會一直亮,模塊大距離60cm）則在有效距離內（如40cm處有物、10cm處有物）則輸出低電平，低在電路設計中可以再輸出端黃線加上拉電阻10K到5V，再接入單片機檢測，會比較穩定，如果采用隨機檢測可以采用單片機的外部硬件中斷INT0INT1等來實現。4、電路原理<1>整張原理圖單片機最小系統和口模塊：LM7805穩壓電路：實物圖模塊描述板子尺寸輸入電壓：輸入電壓無極性，交流和直流均可以，范圍為：7.5v-最大輸出電流設有固定螺栓孔，方便安<3>直流電機驅動電我們采用流行且十分實用的驅動L298來搭建。L298，一塊最多可以驅動直流電機。這個部分的電路帶8個快速恢復二極 限幅作用，避免在電機換向及停止時產感應電動勢過強，擊穿。并聯的大電容有效地濾掉了電機轉動時所產生的雜波，從而使得電機兩端的電壓不至于有大幅度的波動；并聯的小電容起到了旁路高頻信號的作用。<4>舵機驅動電 對應于-90°~90輸出角度到新的對應角度穩壓管和幾個并聯電容的引入可以有效避免因舵機轉動二產生的雜波，是整個電路更加穩定。<5>步進電機驅動電路步進電動機是一種將電脈沖信號轉換成相應角位移或線位移的電動機，它的運行需要專門的驅的速度，改變繞組的通電順序可以改變電機旋轉的方向。<6>巡線傳感器電VR的大小來調節閾值，以適應環境的<7>紅外避障傳感<8>藍牙模RX和TX分別為接受和發送模塊，可以實現和單片機之間的串口通信<8>機器人啟動開SURF算法（SpeededUpRobustFeatures,加速穩健特征：1、特征點的提取根據是否為領域極大值判斷特征點2、特征點的匹尋找特征向提取特征描述特征點匹配，設定閾值，匹配兩張1、2、opencvforandroid4、androidADT簡而言之，使用opencv提供的surf函數進行圖像匹配四、機器人整體可行機器人預計重量為4kg，最大尺寸為300*300，高500mm為使得機器人機械手平臺穩定，采用加支柱方式，提高安全性。經過驗算，機器人各運動部分均可正常運轉。次杯器賽，都力在的中抽時專于對于機械部分有一定的基礎，也能熟練使用solidworks，且對于之后的零件加工等沒太大問題。夏城城經過這段時間的學習，對各電路模塊有了基本的掌握，能夠清楚各模塊的作用，并使之與機械部分相連，熟練使用了altiumdesgner等電路軟件。這些都是