【文章內(nèi)容簡介】 檢測到物體時輸出口電平會從高電平變成低電平，單片機接受到信號設(shè)置三個舵機的占空比完成抓住物體的過程：if(LED11==0) //紅外光電開關(guān)輸出低電平{ num++。 //計數(shù)num加一次 if(num==1) //第一次檢測到物體 { TIM_SetCompare2(TIM2,8)。 //設(shè)置通道2占空比 TIM_SetCompare3(TIM2,7)。 //設(shè)置通道3占空比 TIM_SetCompare4(TIM2,19)。 //設(shè)置通道4占空比 }當(dāng)光電開關(guān)第二次檢測到物體時輸出口電平會從高電平變成低電平，單片機接受到信號設(shè)置三個舵機的占空比完成放下物體的過程：if(LED11==0) //紅外光電開關(guān)輸出低電平{ num++。 //計數(shù)num加一次 if(num==2) //第二次檢測到物體 { TIM_SetCompare4(TIM2,10)。 //設(shè)置通道4占空比 TIM_SetCompare3(TIM2,7)。 //設(shè)置通道3占空比 TIM_SetCompare2(TIM2,8)。 //設(shè)置通道2占空比 }}搬運機器人要重復(fù)完成兩套這樣的抓物，放物過程，其算法同理。 搬運機器人關(guān)鍵函數(shù)為方便軟件程序的編寫和可讀性，本設(shè)計所包含主要關(guān)鍵函數(shù)如下：①void delay_init()。函數(shù)說明：延時函數(shù)初始化。②void LED_Init()。 函數(shù)說明：stm32f103zet6需要用到的引腳的配置③void TIM3_PWM_Init(u16 arr,u16 psc) 函數(shù)說明：TIME3 PWM部分初始化，arr：自動重裝值；psc：時鐘預(yù)分頻數(shù)。該函數(shù)用來生成PWM控制電機轉(zhuǎn)動。④void TIM2_PWM_Init(u16 arr,u16 psc)函數(shù)說明：TIME2 PWM部分初始化，arr：自動重裝值；psc：時鐘預(yù)分頻數(shù)。該函數(shù)用來生成PWM控制舵機轉(zhuǎn)動。⑤void zheng(void)；函數(shù)說明：配置電機驅(qū)動的邏輯信號，使四個電機正轉(zhuǎn)。⑥void left_f(void)；函數(shù)說明：配置電機驅(qū)動的邏輯信號，使左邊兩個電機反轉(zhuǎn)，右邊兩個電機正轉(zhuǎn)。⑦void right_f(void)；函數(shù)說明：配置電機驅(qū)動的邏輯信號，使左邊兩個電機正轉(zhuǎn)，右邊兩個電機反轉(zhuǎn)。⑧void fan(void)；函數(shù)說明：配置電機驅(qū)動的邏輯信號，使四個電機反轉(zhuǎn)。 軟件開發(fā)平臺軟件開發(fā)平臺多種多樣，各有各的優(yōu)勢和特色，常見的如IAR，Keil，因為IAR平臺沒有涉及過而學(xué)起來比較困難，Keil正是單片機教學(xué)使用的開發(fā)平臺，所以本設(shè)計采用Keil uVision5作為搬運機器人的軟件開發(fā)平臺。Keil uVision5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)，這款軟件的開發(fā)方案非常完整，包含了宏匯編、庫管理、C編譯器、連接器、仿真調(diào)試器等功能，這些功能被集成在一個開發(fā)環(huán)境中。： Keil操作界面第五章 實地調(diào)試 基于紅外傳感器的循跡方案試驗設(shè)計剛開始采用紅外探測法，其原理是紅外光在不同顏色地面反射情況不同，當(dāng)紅外光照射到淺色地面時，紅外光大部分被反射回來，接收管接收到紅外光；當(dāng)紅外光照射到深色地面時，紅外光大部分被吸收，接收管收不到紅外光。不斷向地面發(fā)射紅外光通過反射回來的紅外光接收情況可以判斷小車和軌跡的相對位置。： 紅外傳感器模塊實際測試過程中發(fā)現(xiàn)這種紅外傳感器檢測距離短，道路參數(shù)檢測精度低，雖然能夠識別黑白線，但是對綠底白線的賽道識別度不高，特別容易受外界光線干擾，經(jīng)常判斷出錯跑出賽道。 基于高亮LED的循跡方案試驗還有一種光電循跡方案是發(fā)光源采用高亮白色聚光LED，接收管對不同反射光的強弱對比處理，只要對白光反射強弱不同即可，差值越大，分辨越好。實際測試發(fā)現(xiàn)該方案靈敏度高，能精確分辨綠白色，而且抗干擾能力強，普通照明燈基本對其無影響。所以最后采用該方案循跡。 高亮LED循跡模塊 車速及轉(zhuǎn)彎調(diào)試 車速調(diào)試小車的車速是通過控制輸出給電機的PWM波形的占空比調(diào)節(jié)的。調(diào)試過種中發(fā)現(xiàn)由于小車整體結(jié)構(gòu)重心的問題小車車速過快容易偏離白線，為了減少偏差。 不同路況占空比路況左輪占空比右輪占空比直線55%63%左轉(zhuǎn)81%78%右轉(zhuǎn)78%84%T型路口左轉(zhuǎn)81%78%T型路口右轉(zhuǎn)78%87%十字路口左轉(zhuǎn)82%78%十字路口右轉(zhuǎn)78%87% 轉(zhuǎn)彎調(diào)試四輪小車轉(zhuǎn)彎相比較兩輪車更加復(fù)雜，因為在四輪車在轉(zhuǎn)彎過程中要考慮到車子重心、四個輪子的不同阻力等問題。現(xiàn)有兩種方案：一是左轉(zhuǎn)彎時左邊車輪不轉(zhuǎn)，右邊車輪正轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)彎時右邊車輪不轉(zhuǎn)，左邊車輪正轉(zhuǎn)；第二種方案是左轉(zhuǎn)彎時左邊車輪反轉(zhuǎn)，右邊車輪正轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)彎時右邊車輪反轉(zhuǎn)，左邊車輪正轉(zhuǎn)。實際測試發(fā)現(xiàn)，第一種方案由于有半邊車輪不轉(zhuǎn)，電機動力不夠，經(jīng)常會發(fā)生車子轉(zhuǎn)不過彎甚至原地打滑的情況，相比較而言第二種方案能使小車轉(zhuǎn)彎時有足夠動力，而且減少與地面摩擦更好完成轉(zhuǎn)彎。所以最終采用方案二。機器人在賽道正常循跡如下圖： 機器人循跡第六章 總結(jié)與展望 創(chuàng)新與可取點本課題以第五屆江蘇省大學(xué)生機器人大賽為基礎(chǔ)，設(shè)計一款光電導(dǎo)引自主式搬運機器人，前期閱讀大量機器人相關(guān)資料文獻(xiàn)，了解了機器人發(fā)展的相關(guān)技術(shù)。后期進行了搬運機器人的硬件和軟件設(shè)計并最終實現(xiàn)了目標(biāo)。在具體實施過程中主要完成了以下工作：⑴我根據(jù)比賽要求對機器人的整體結(jié)構(gòu)做出規(guī)劃設(shè)計，包括導(dǎo)航方式，小車驅(qū)動方式，電源，微控制器，機械手結(jié)構(gòu)的設(shè)計，最終確定小車搭載機械臂的整體方案，設(shè)計制作賽道，基于賽道完成測試。⑵在硬件設(shè)計方面學(xué)習(xí)并靈活運用stm32單片機，研究了包括電源，電機驅(qū)動等模塊的電路和使用方法，并且將各個模塊搭建融合在一起組成了一個完整的系統(tǒng)，使之能相互配合工作。⑶深入查閱學(xué)習(xí)機器人循跡各種方式和算法，在比較和總結(jié)后，拋棄了傳統(tǒng)的四路、五路循跡，而是采取了一種創(chuàng)新的方式即七路循跡，相比傳統(tǒng)循跡，這種循跡方式更加精確穩(wěn)定。⑷基于所設(shè)計的賽道不斷試跑測試，觀察機器人各種運動態(tài)勢并收集數(shù)據(jù)，修改參數(shù)最終達(dá)到最穩(wěn)定的狀態(tài)。 不足和改進機器人是一個極其復(fù)雜的系統(tǒng)，由于第一次接觸這類搬運機器人，所以在硬件電路設(shè)計不盡合理，軟件方面也需優(yōu)化。主要的不足與日后改進如下：⑴車體面積不大導(dǎo)致各個模塊安裝擁擠雜亂，不僅影響美觀而且重心不穩(wěn)定影響行駛。若要改進可以選用更大的車體；⑵在測試過程中發(fā)現(xiàn)雖然是同型號的電機，但是在性能上還是有微小差異，這就需要不斷調(diào)速，但是本設(shè)計沒有速度檢測裝置，只能通過差速彌補的方式。若要改進可以安裝測速碼盤或編碼器檢測車速做到閉環(huán)控制，使機器人運動更加穩(wěn)定快速。⑶軟件編寫沒有統(tǒng)一的規(guī)劃，看上去比較雜亂，缺乏邏輯性，以后編寫程序可以先設(shè)計好思路，按模塊分部編寫再整合。參考文獻(xiàn)[1] 張明路,丁承君,[J].河北工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,33(2):110115[2] 張輝. 非完整性移動機器人體系結(jié)構(gòu)設(shè)計與軌跡跟蹤控制研究[D].湖南:湖南大學(xué),2007:17[3] [J].中國海洋大學(xué)學(xué)報,2004,34(5):831838[4] [D].杭州:杭州電子科技大學(xué),2010[5] [J].自動化學(xué)報,2013,39（7）:963972[6] 魏全盛,[J].科技資訊,2014,(9):2526[7] [D].武漢:武漢科技大學(xué),2009[8] 李愛蓮,高策,[J].儀表技術(shù),2013,(5):4244[9] [J].科學(xué)技術(shù)與工程,2007,7（3）:314319[10] 徐國保,尹欣怡,[J].機器人技術(shù)與應(yīng)用,2007,(2):2934[11] 駱敏舟,楊秀清,[J].,(2):2425[12] [D].浙江:浙江工業(yè)大學(xué),2013[13] [D].沈陽:沈陽理工大學(xué),2011[14] [D].鎮(zhèn)江:江蘇大學(xué),2009[15] [J].機器人,2003,25(5):470474[16] [J].吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報,1981,(1):135139[17] 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