关键词机器人[设计[办法
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1.前言
纵观人类的开展史，工具的进步才干带动人类的文化，往常设计朝着智能化的方向在开展，机器人就是人类在开展智能化过程洪重要的产物，因而机器人常用的设计办法是设计师们必备的工具。
2.控制系统的硬件设计
在现代科学技术不时开展的背景之下，工业现场所触及到的重膂力劳动量不时提升。当中局部劳动任务的完成单单依托人力是很难完成的。而为了良好的完成工业现场的相关消费作业任务。就需求经过对机器人安装的研讨与应用来完成机器人控制系统的硬件局部主要由5个?？樽槌桑嚎刂颇？?、循迹?？?、避障?？?、电机驱动模块、电源?？?。
（1）控制系统?？?。ATmega128为基于AVR+RISC构造的8位低功耗CMOS微处置器，运算速度快，具有多路PWM输出，可将测速、避障等电路产生的输入信号停止处置，并输出控制信号给驱动放大电路，从而控制电机转速，此方式产生的PWM信号比用定时器中缀产生的PWM信号实时性更好，而且不会占用系统的定时器资源。
（2）循迹?？?。循迹是指小车在竞赛场地上循白色引导线线行走，循迹?？榈脑硗既缤?所示。循迹?？椴捎没叶却衅?，发射管为普通LED灯，接纳管为光敏三极管3DU33。工作原理为：不同颜色的物体对LED发射光反射不同的亮度，光敏三极管3DU33接纳这些不同亮度的光线，就会呈现不同的电压Vx。Vx输入到比拟器LM339的同相端，并与电位器设定的电压V0相比拟，当Vx>V0时，比拟器输出高电平，当Vx循?；魅饲昂罅蕉司怯?个灰度传感器组成的循迹模块。
其中，中间三个灰度传感器起巡线的作用，两端的灰度传感器起探测弯道作用，剩下两个灰度传感器交替停止巡线和探测弯道。实考证明，这样的灰度传感器的布置图，机器人循迹的效果好，且“性价比”十分高。
（3）避障模块。避障?？橹饕擞玫氖呛焱夥⑸浣幽纱衅?，当红外感应避障模块靠近物体时，输出低电平信号[当没有感应到物体时，输出高电平信号。将该信号线接入到单片机的控制端口，控制程序就能起到探测障碍物的作用，当在机器人行进的途径上就能够发现有障碍物并及时避开绕行。
（4）驱动?？椤Ｑ１苷匣魅饲肭笮凶吡槊?、反响快速，因而请求驱动电机具有“转速快、制动及时”等特性。我们设计制造的循迹避障机器人采用中鸣公司的JMP-BE-3508I驱动板?？?，其输入电压为11V到24V，最大输出电流为20A，满足快速行进、制动、转弯的请求。并且电机速度到达500rpm，堵转力矩为8KG.CM，具有很强的刹车功用。应用单片机的四路PWM输出信号，分别控制四个轮子的转速。并采用“四轮驱动”、“差速转弯”的方式完成机器人的行进、后退与转弯。
（5）电源?？?。循迹机器人的电源?？橹饕瓿梢韵氯蠊τ茫孩傥榷ㄊ涑?V工作电压。故我们设计制造的电源?？橐?805芯片为中心，把输入电压截止到5V。②提供足够的电流。7805芯片最大输出电流为1.5A，而循?；魅诵枨蠼洗蟮缌?，所以我们运用了两片7805芯片分别对控制系统和外部设备停止供电。③滤波。在7805芯片的输入、输出端分别并联104贴片电容和10μF的电解电容，过滤高频、低频信号。
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3.软硬件?？榭⒘鞒毯徒缑娉绦?br />
（1）图像处置?？椋赫障嗷凳辈蹲酵枷?，处置转化后和初始图像停止处置比拟，找出图像中差别的位置经过TCP传输。
（2）TCP通讯?？椋菏泳跸低尘蕴谓颖醇永晨刂破鳎刂破髂芄蛔骺突Щ蛐Ю推魇凳贝涫?，：定义构造体用于视觉系统传输位姿给机器人和机器人实时反应位姿和信号状态数据给视觉系统。
（3）位置转换?？椋喊咽泳跸低车奈蛔俗晃魅说奈蛔舜涓魅?，控制机器人运转。
（4）轨迹规划?？椋和Ｖ乖硕旒９婊退俣裙婊?，依据机器人当前的位置和目的位置，选择最优的运动轨迹（直线、圆弧、不规则曲线等运动轨迹），然后对轨迹、速度停止插补，插补值调用机器人运动学算法计算轨迹的牢靠性，再把实时插补的位置、速度传送给运动控制?？椤?br />
（5）运动控制模块：依据实时插补的值分离加速度、加加速度等控制参数给驱动器。
（6）伺服?？椋阂谰菘刂破魉⑺褪荩掷敫魉欧刂撇问?，驱动电机以最快响应和速度运转到各个位置。
4.机器人精度标定和视觉软件处置
4.1精度标定
精度的标定包括机器人精度标定+和机器人相关于视觉照相机位置标定+。机器人运动前，需求用激光跟踪仪标定精确各轴杆长、零点、减速比、耦合比等机械参数，给运动学、控制器系统，机器人才干按理论轨迹运转精确。行到指定点。+经过三点法、六点法标定机器人相关于视觉照相机的X、Y、Z方向间隔给位置转化模块，肯定机器人坐标系相关于照相机坐标系的转化关系。
4.2视觉处置软件
包括固定视觉系统标定?？楹团捕泳跸低潮甓？?。视觉系统装置在固定位置相当于给机器人树立照相机一个用户坐标系，此?？橛糜谠怂慊魅撕凸潭ㄊ泳跸低持湮蛔俗还叵?。视觉系统装置在机器人末端法兰位姿相当于给机器人树立照相机一个工具坐标系，随着机器人运动而实时改动位置，此?？橛糜谠怂慊魅撕投泳跸低持湮蛔俗还叵?。+实时处置传输机器人、视觉系统和以太网的运转通讯状态以及出错状态处置。
4.3人机界面设计及完成
当机器人呈现毛病，不能自动挪动位置时，比方碰到硬件限位或呈现碰撞现象时，此时能够进动手动页面，选择机器人操作，挪动机器人到指定位置。关于新建码垛工艺线，需求配置系统参数、位置信息、以及产品参数，等必要的信息。码垛数据编辑与创立的功用，产品掩盖了袋子、箱子，以及可变数量抓取的功用。能够添加产品数量，改动产品方向，单步数量修正，产品位置挪动以及旋转等设置。本页面中，示例生成了每层五包的袋装产品，编号从1到5，能够经过调整编号的次第，到达改动产品的实践码垛次第。
5.完毕语
总之，在停止机器人的设计过程中，要依据设计的用处停止针对性的设计，关于设计过程中呈现的问题要及时的采用上述的思想办法停止处理，随着机器智能化的推行，无疑机器人的设计在将来会有更宽广的天空。
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