课程设计--全向自动巡线机器人2

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1、 题目: 全向自动巡线搬运机器人全向自动巡线搬运机器人 全向全向自动巡线自动巡线搬运搬运机机器人器人 一、一、实验目的实验目的 自动机器人在现代工业和生产中广泛运用，大大减少了人力物力。而机器人要完成指 定动作，不光需要机械手臂，驱动模块，还需要准确的定位。这不光需要依靠指定的完成机 械手臂的动作，同时还需要接受外部的检测信号。在这次小学期实验中，我们自主设计组装 了自动巡线机器人， 完成在指定线路上的搬运物件工作。 主要熟悉了机器人制作的整个流程 （包括设计，仿真，安装，调试等） ，利用 SolidWorks 装配机器人，COSMOSMOTION 仿 真，机器人调试过程，AVR 单片机编程，

2、UP-Commander 调试环境，AVR Studio 的 Gcc 编 程环境，电机及舵机控制等。 二、实验任务二、实验任务 1利用 Solidworks 装配机器人，并进行运动仿真； 2利用已给零件及传感器搭建设计机器人； 3运用 UP-Commander 在线调试机器人运动； 4运用 A VR Studio 编程环境编写 C 语言下载至 A VR 单片机中完成指定动作； 三、实验步骤三、实验步骤 1、机构设计 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.又两个光电传感器组成的传感模块。其完成的

3、 任务为： 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。 附加功能 机器人在直线轨道上运行时，能转过 90 度的大弯，最终能在指定地点停下装卸货物。 通过 Solidworks 装配零件如下图，并进行运动仿真，曲线见附页 2、机构装配 整个全向运动搬运机器人由 1 个机器手构型，1 个控制板，4 个舵机组成转向机构，4 个直流电机组成驱动模块，4 个零件 I9 用于固定底座，三个光电传感器以及相应的连接件 构成。 安装舵机前，先将舵机接入控制板上的 CH

4、端口，将舵机复中位，减少以后调试过程中 由于中位不对而导致的重新搭建的冗余过程。 先将 4 个直流电机与转向舵机组成驱动模块组 装完成后，与底板固定完成底部的搭建工作，在机械臂中分配 4 个舵机，其中一个负责夹子 的转动，其他负责装夹物的定位。 3、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 舵机通道 电机通道 I/0 端口 说明 轮 1 CH0 轮 2 CH1 轮 3 CH2 轮 4 CH3 DOF1 CH4 绕 Z 轴的转动 DOF2 CH5 绕 X 轴的转动 DOF3 CH6 与 DOF2 串联 DOF4 CH7 负责夹子的转动 电机 1 M

5、1 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 2 4、微调初始姿态 为了更好的进行预期动作， 可以将机器人的舵机位置调整合适， 由于之前已将舵机调整 中位，所以这部调整较为简单，只需旋转舵机的舵盘的位置即可，即当机器人通电后，舵机 自动调至中位， 此时为机器人的初始姿态。 之后的所有调试， 都是基于这个初始姿态设计的。 5、机器人步态调试 我们在 UP-commander 下调试机器人的预期动作，通过调节舵机转角、转速，电机的转 速、运动时间来完成预期机器人的动作，包括机器人的直行，转弯，机械臂的装夹物件等动 作，过程中

6、应注意 USB-Serial 接口的位置，金属片应指向芯片。在在线调试环境中，完成 各个动作的细节数值，包括转角，转速及运动时间等。由于 UP-commander 环境下无法读取 IO 口的数值，所以要完成传感器部分的设计必须采用 C 语言的调试环境。 6 、AVR Studio 调试程序 在该编译环境下， 可以更直观的观测到所有输出与输入端口， 可以很好的完成对机器人 的控制。设计过程中，判断光电开关的状态时错误，后来发现我们使用光电开关的方法与说 明书中介绍的不一致，但能接收到反射回来的光时，返回值为 0，但经过黑色的路线时，返 回值为 1。中间位置安置光电开光 1，左边位置安置光电开关 2，右边位置安置光电开关 3， 所以当只有光电开关 1 检测到黑线时， 表明此时机器人的姿态正常， 光电开关 2 检测到黑线 时，表明机器人位置偏右，机器人左转；光电开关 3 检测到黑线时，表明机器人位置偏左， 机器人右