课程设计--全向自动巡线机器人

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1、 小学期实验报告 题目: 全向自动巡线搬运机器人全向自动巡线搬运机器人 全向自动巡线搬运机器人全向自动巡线搬运机器人 一一 实验目的实验目的 一般的， 采用传动双轮差动驱动方式的机器人在很多情况下其机动性能够满足我们的科 研、工作需要，但是在一些对空间要求严格的场合，由于双轮差动需要较大的转弯半径，很 难满足我们的需求。在这种情况下，经过众多科研工作者的努力，多种全向驱动方式应运而 生。 了解：了解： 1. 全向驱动的概念和了解采用全向驱动方式在生活、科研、工作中的应用； 熟悉：熟悉： 1全向运动搬运机器人； 2. 使用配套光盘中提供的动作程序，然后自己为机器人编写动作； 3. 在 UP-MR

2、commander 软件中，熟悉直流电机的控制； 掌握：掌握： 1.对于具有多种执行器（舵机、电机或者其他）的机器人，掌握搭建和调试要领。 2掌握“创意之星”机器人套件的搭建和调试要领。 二二 实验实验方案方案 整个全向运动搬运机器人由大致三个模块组成： 1.由 4 舵机 4 直流电机和 4 轮组成的驱动模块。 2.由 3 舵机组成的搬运卸载模块。 3.由 3 个光电传感器组成的传感模块。其完成的任务为： 一，基础功能 1， 在指定的区域和位置进行运动，停止以及调整动作，这个功能由驱动部分和传感部分协 作完成。 2， 在指定地点进行货物的搬运与卸载，这一部分主要由机器人上部的机械手完成。 二，

3、附加功能 按指定路线前进，并且能够沿着线转过一个 90 度的弯角，之后在目标地点停止完成货物的 卸载。 三三 实验步骤实验步骤 1 1 结构组装结构组装 整个全向运动搬运机器人由 1 个机器手构型，1 个控制盒，4 个基本构型 D，4 个零件 I9，三个光电传感器以及相应的连接件构成。为简化起见，上图中并没有显示出具体的连接 件，大家可以在考虑机器人系统刚性的情况下采用自己喜欢的连接方式。 组装好后的全向搬运机器人如下图所示： 图一：机器人初始姿态图 2 2 连接电缆连接电缆 按下表所示顺序连接指定关节的舵机的电缆到 MultiFLEX 控制卡上： 关节 控制卡舵机通道 控制卡电机通道 说明

4、DOF1 CH0 DOF2 CH1 DOF3 CH2 DOF4 CH3 DOF5 CH4 DOF6 CH5 DOF7 CH6 DOF8 CH7 电机 1 M1 电机 2 M2 电机 3 M3 电机 4 M4 传感器 1 I/O 0 传感器 2 I/O 1 传感器 3 I/O 3 3 3 调整初始姿态调整初始姿态 打开控制卡的电源， 我们会发现全向机器人开始运动到初始姿势之后会锁定该姿势。 为 了使用配套光盘中附带的动作程序， 我们需要手动调整每个关节的姿势。 也就是所谓的中位， 我们机器人的中位就是为了保证 4 个轮子能均匀分布， 从而使机器人在行走时保持直线。 具 体初位图如图一所示。 4

5、4 编写以及传输编写以及传输动作程序动作程序 机器人装配和姿态调整完毕之后，我们选择用 C+配合提供的软件进行编程，程序主 要分为两部分， 一部分是 4 个车轮配合三个光电传感器进行寻线以及转弯， 一部分是机械臂 的运动，完成夹起货物与放下货物的动作。具体流程如下： 1.初始状态机器人直行，步进中不断检测 IO 端口的返回值； 2.当光电开关 1 置高或所有光电开关置低时， 电机直行。 表明此时机器人姿态正常或没有检 测到黑线时直行； 3.当光电开关 2 置高时，机器人小角度左转微调姿态； 4.当光电开关 3 置高时，机器人小角度右转微调姿态； 5.当光电开关 1 和 2 同时置高时，机器人大

6、角度左转调整姿态巡线入弯； 6.当光电开关 1 和 3 同时置高时，机器人大角度右转调整姿态巡线入弯； 7.当光电开关 1，2，3 都同时置高时，机器人停止运动，进行装夹货物操作。 四四 实习实习分工以及总结分工以及总结 1 1 实习分工实习分工 这次实习我的搭档是习熹同学，他主要完成编程部分，我主要完成装配部分，之后我们 一起根据机器人运行情况进行调整和完善。之后的装配图和仿真由我们一起完成。 2 2 实习总结实习总结 这次机器人的实习是我大学以来最喜欢的一次小学期实习， 所以感觉是最尽心尽力的一 次实习，感觉收获非常大，动手方面和动脑方面都得到了锻炼，尤其培养了我分析问题和解 决问题的能力。 这次实习我们选择了利用光电传感器进行寻线功能的搬运机器人， 在装配和调试过程中 遇到了很多问题， 不过通过我们的努力都一一解决了， 下面是我们遇到比较有代表性的几个 问题和解决方案。 1 由于车轮所连舵机的中位不准确， 而且我们的一个