【正文】 舵機我們組采用了兩種舵機分別用于輪子和鉤子。同樣地，鉤子4和鉤子6同時鉤住一個物料的道理如上面所述。在這一環(huán)節(jié)，我們小組使用了所有的鉤子。在這一環(huán)節(jié)，我們小組只使用了鉤子2,4。鉤子1,2共用一個舵機1，鉤子3,4共用一個舵機3，鉤子5,6,7共用一個舵機2。根據(jù)系統(tǒng)的基本要求，我們設(shè)計了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。s innovation lies in the algorithm and hardware this process, we pay a lot of technical report is to gather our wisdom, sweat, which is the result of our team work together.In the course of preparation for China engineering robot petition and international open RoboWork of handling robot group in 2015,our team members have a variety of disciplines and fields of automatic control principle, the principle of single chip microputer and control, mechanical principle,mechanical design, electronic technology, electronic technology, automotive machinery, sensor technology and have the ability of the circuit design, mechanical design, software programming, system debugging and so on, and to merge the knowledge and the practice operation after several months of hard work, deeply realizing the importance of perseverance and hard work of the valuable quality,which will be a subtle role of our future life, study and work.1 系統(tǒng)總體設(shè)計 系統(tǒng)概述系統(tǒng)的總體概述為：搬運機器人先通過光電傳感器先采集場地信息并記錄，然后機器人開始基于STM32內(nèi)置算法分析軌跡并進行相應(yīng)路線運行，機器人搬運物塊ACE到指定顏色位置完成第一環(huán)節(jié)后進行第二個環(huán)節(jié)10個物塊的搬運。我們小組的創(chuàng)新之處主要在于算法及硬件結(jié)構(gòu)。清華大學(xué)、南開大學(xué)、天津大學(xué)等也都在搬運機器人方面有所研究。國內(nèi)外生產(chǎn)競賽用機器人的企業(yè)很多。 參賽隊員簽名： 帶隊教師簽名： 日 期： 引 言本文設(shè)計的搬運機器人以STM32單片機系統(tǒng)為核心控制單元，通過RPR220光電傳感器識別并反饋賽道信息，通過兩個PARALLAX舵機以及萬能算法控制搬運機器人的運動角度、方向及轉(zhuǎn)速，通過控制鉤子的升降實現(xiàn)物料的抓取與放置。將循跡模塊、光電管模塊、取物模塊等功能模塊集于一體，算法采用比例控制思想進行編程，通過對控制器的C語言編程，能夠靈活地實現(xiàn)物料的搬運。美國Surveyor公司生產(chǎn)了一種名為SRV1的履帶式移動機器人，該機器人自帶了數(shù)碼攝像頭和無線通訊等功能，機身小巧，可用于研究、教育等領(lǐng)域。目前中國正在建立上海、昆山、天津、沈陽、哈爾濱、青島、廣州、蕪湖、常州、廈門十大機器人產(chǎn)業(yè)園，大力發(fā)展機器人產(chǎn)業(yè)。在此過程中，我們付出了很多努力，這份技術(shù)報告正是凝聚了我們的智慧、汗水，是我們團隊共同努力的成果。搬運機器人根據(jù)光電傳感器反饋的數(shù)據(jù)準確停在指定物塊位置，鉤子抓取物塊后，搬運機器人將物塊送到指定位置通過光電傳感器反饋數(shù)據(jù)松開鉤子放下物塊。在滿足比賽要求的情況下，力求系統(tǒng)的簡單高效穩(wěn)定，因而在設(shè)計過程中盡量簡化硬件結(jié)構(gòu),同時減少因硬件而引發(fā)的問題。(2) 采用三個鉤子，三個鉤子包含了七個小鉤子。下面將詳細介紹我們小組鉤子使用情況：①，在進行物料分揀搬運的第一個環(huán)節(jié)時，需要從暗箱中放置的5種不同顏色的物料隨機抽取3種顏色物料，依次放置在場地上標示為A、C、E的位置，機器人將這三個物料分揀搬運到對應(yīng)的顏色區(qū)域。②，在進行物料分揀搬運的第二個環(huán)節(jié)時，需要將F（）、G兩個儲料區(qū)的共計10個物塊取出分揀搬運至對應(yīng)顏色區(qū)域（如綠色物料搬運到綠色目標區(qū)，以此類推）。鉤子2和鉤子5之所以需要同時鉤住一個物料，是因為當(dāng)鉤子1升起從而放下鉤子1所鉤住的物料時，鉤子2也將隨著鉤子1的升起而升起，這樣的話，鉤子2和鉤子5共同鉤住的物料將變成由鉤子5單獨鉤住，這就做到了一次只放一個物料的目標，且放置好一個物料的同時并不影響其他物料的放置。最大的優(yōu)點就是它的結(jié)構(gòu)允許水平360度旋轉(zhuǎn)；同時，萬向輪的使用大大減少了摩擦。（1）PARALLAX Continuous Rotation Servo的最高轉(zhuǎn)速可達50轉(zhuǎn)每分（電壓6伏特時）?？刂菩盘枮?0Hz的PWM波形（矩形波），不同的脈寬（占空比）對應(yīng)舵機不同的方位角。需要注意的是盡管也可以用延時函數(shù)來實現(xiàn)PWM波，但舵機運行可能不平穩(wěn)，而且若PWM波的頻率偏離50Hz過大，舵機會出現(xiàn)震顫甚至?xí)o法啟動舵機！需要說明的是，因程序脈寬調(diào)整的原理，脈寬的可能取值是離散的，只能得到一些特定位置，但對于普通的執(zhí)行機構(gòu)，是能夠滿足要求的。本技術(shù)報告中之所以會提到銅柱，是因為我們小組在ALIENTEK MiniSTM32開發(fā)板的四周加了很高的銅柱之后，有效節(jié)省了結(jié)構(gòu)的使用空間，更重要的一點便是，在我們小組進行調(diào)試時，可以將小車倒置，確保了ALIENTEK MiniSTM32開發(fā)板的安全，方便了我們的調(diào)試。RPR220傳感器原理：RPR220傳感器是由紅外發(fā)射管和紅外接收管構(gòu)成的，其外部包裹著黑色塑料。我們小組所設(shè)計的傳感器有如下優(yōu)點：（1） 中間三個是巡線用的，其間隔是略大于黑線寬度，其很大的優(yōu)勢便是有效防止搬運機器人走丟或誤判。（3） 采用了三個用作轉(zhuǎn)彎的傳感器，其中位于尾部中間的傳感器⑦起主要轉(zhuǎn)彎的作用，左右兩個傳感器⑥和⑧是輔助轉(zhuǎn)彎用的。整個板子尺寸為8cm*10cm*2cm（包括液晶，但不計算銅柱的高度）（2）靈活。（4）質(zhì)量過硬。資源搭配合理，物盡其用。（2）雖說開發(fā)板有500mA自恢復(fù)保險絲，但是由于自恢復(fù)保險絲是慢動作器件，所以在給外部供電的時候，還是請大家小心一點，不要超過這個限額，以免引起不必要的問題（3）SPI1被多個SPI器件共用（SD卡/無線模塊/W25Q64），在使用的時候，必須保證同一時刻只有1個SPI器件是被選中的（CS為低），其他器件必須設(shè)置為非選中（CS為高），以免互相干擾。（6）當(dāng)液晶顯示白屏的時候，請先檢查液晶模塊是否插好（拔下來重新插試試），如還不行，可以通過串口看看LCD ID（按一次復(fù)位，輸出一次）是否正常，再做進一步分析?？梢钥吹?，這個標準的ISP步驟還是很繁瑣的，跳線帽跳來跳去，還要手動復(fù)位，所以ALIENTEK為STM32的串口下載專門設(shè)計了一鍵下載電路，通過串口的DTR和RTS信號，來自動控制RST(復(fù)位)和BOOT0，因此不需要用戶來手動切換狀態(tài)，直接串口下載軟件自動控制，可以非常方便的下載代碼，這是其他開發(fā)板所不具備的。這里不直接連在一起的原因有二：1，防止紅外傳感器和DS18B20對這兩個IO口作為其他功能使用的時候的影響；2，DS18B20和紅外傳感器還可以用來給其他板子提供輸入，等于我們的板子為別的板子提供了紅外接口和溫度傳感器，在調(diào)試的時候，還是蠻有用的。2，USB轉(zhuǎn)串口可以用作他用，并不僅限這個板上的STM32使用，也可以連接到其他板子上，這樣ALIENEK MiniSTM32開發(fā)板就相當(dāng)于一個USB轉(zhuǎn)TTL串口。這樣，VBAT總是有電的，以保證RTC的走時以及后備寄存器的內(nèi)容不丟失。ALIENTEK MiniSTM32的LCD接口兼容ALIENTEK各種尺寸的TFTLCD模塊，包括：(320*240，電阻屏)、（320*240，電阻屏）、（480*320，電阻屏）、（800*480，電容屏）、7寸（800*480，電容屏）等。下面將介紹我們小組搬運機器人搬運物料流程圖，： 出發(fā)區(qū) 中心 鉤子上有無物料 Y N 選物料 判斷物料是否全搬完 Y N轉(zhuǎn)到物料所在位置 鉤住物料能否繼續(xù)行進放置在前方目標區(qū)放置物料 Y N轉(zhuǎn)到物料所應(yīng)放置位置 前方有無障礙 N Y 用另一個鉤子鉤住物料 已完成第一環(huán)節(jié) 進入第二環(huán)節(jié) 鉤住F區(qū)的五個物料 轉(zhuǎn)到各物料對應(yīng)的小圓后，將各個物料放置在對應(yīng)的小圓 放完五個物料后，鉤住G區(qū)的五個物料 轉(zhuǎn)到各物料對應(yīng)的小圓后，將各個物料放置在對應(yīng)的小圓將五個小圓上放置的所有物 料分別推向?qū)?yīng)的目標區(qū) 回到出發(fā)區(qū) 已完成搬運任務(wù) 搬運機器人搬運物料流程圖5系統(tǒng)開發(fā)及調(diào)試工具 開發(fā)工具 Keil ARMKeil ARM是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil的優(yōu)勢。 （3）仿真芯片的31腳（/EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有外部ROM（其CPU的/EA引腳接至低電平）的目標系統(tǒng)中使用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。MDK5向后兼容MDK4和MDK3等，以前的項目同樣可以在MDK5上進行開發(fā)(但是頭文件方面得全部自己添加)，MDK5同時加強了針對CortexM微控制器開發(fā)的支持，并且對傳統(tǒng)的開發(fā)模式和界面進行升級，MDK5由兩個部分組成：MDK Core和Software Packs。Software Packs（包安裝器）又分為：Device（芯片支持），CMSIS（ARM Cortex微控制器軟件接口標準）和Mdidleware（中間庫）三個小部分，通過包安裝器，我們可以安裝最新的組件，從而支持新的器件、提供新的設(shè)備驅(qū)動庫以及最新例程等，加速產(chǎn)品開發(fā)進度。最后，我們學(xué)習(xí)STM32F103，還要安裝兩個包：（用于支持ST標準庫，也就是所謂的庫函數(shù)）（STM32F1的器