畢業(yè)設(shè)計(jì)論文武術(shù)擂臺(tái)仿人機(jī)器人系統(tǒng)及電路設(shè)計(jì)-文庫吧資料
2025-07-04 11:08本頁面
【正文】 339 283 305 355 34 56 22 16 50 493 453 425 505 68 40 28 12 80 469551 537 482 567 69 14 55 16 85 612 614 537 621 75 2 77 6 84 596注：表中“前”表示安裝在前面的灰度傳感器， “前‐后”表示前面?zhèn)鞲衅鳒p去后面?zhèn)鞲衅鞯牟钪?。本設(shè)計(jì)在實(shí)際調(diào)試時(shí)，大多采用灰度梯度標(biāo)定法標(biāo)定灰度數(shù)據(jù)。…… 機(jī)器人舵機(jī)CDS5500 機(jī)器人舵機(jī)和控制器之間采用問答方式通信，……通信方式為串行異步方式，一幀數(shù)據(jù)分為 1 位起始位，8 位數(shù)據(jù)位和 1 位停止位，無奇偶校驗(yàn)位，共 10 位，其指令包格式如表 1。Eclipse 還包括插件開發(fā)環(huán)境（Plugin Development Environment，PDE） ，這個(gè)組件主要針對希望擴(kuò)展 Eclipse 的軟件開發(fā)人員，因?yàn)樗试S他們構(gòu)建與 Eclipse 環(huán)境無縫集成的工具。就其本身而言，它只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，用于通過插件組件構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。所以機(jī)器人需要能夠察覺這種正在被推擠的狀態(tài)，并且能夠通過掉頭、轉(zhuǎn)彎、后退等手段避開或?qū)箶撤綑C(jī)器人的推擠。 避免被敵方推下擂臺(tái)。我們采用四輪驅(qū)動(dòng)方案，兩輪驅(qū)動(dòng)方案重量和推力都不夠。如果己方被敵方推動(dòng)時(shí)，己方就必須能夠及時(shí)擺脫或者進(jìn)行抵抗。推動(dòng)敵方和推動(dòng)棋子要做的事情是一樣的，即：尋找敵方→推動(dòng)敵方→自身定位。如果動(dòng)力不足，我們的機(jī)器人可能會(huì)被敵方的小車推得輪子倒著轉(zhuǎn)。上面兩個(gè)例子可以得到影響汽車行進(jìn)效果的兩個(gè)因素：動(dòng)力不足。首先需要考慮，什么因素會(huì)影響機(jī)器人的推力。方案二實(shí)現(xiàn)的難度比較高一些，但是效率高。但是可能出現(xiàn)機(jī)器人需要推動(dòng)棋子走過超過半個(gè)場地才能到達(dá)邊沿的情況。通過識(shí)別場地的灰度，判斷出機(jī)器人的位置和方向，對準(zhǔn)最近的邊沿前進(jìn)。這個(gè)過程中機(jī)器人的自身定位非常重要。比賽中輸贏的關(guān)鍵是把敵方推出場外，所以可以采用被動(dòng)式策略尋找棋子，即機(jī)器人按照某種策略漫游，如果檢測到棋子就把棋子推出場外，否則機(jī)器人繼續(xù)漫游。傳感器的布局至關(guān)重要，機(jī)器人必須能夠通過灰度傳感器定位自己的位置，通過測距傳感器確定棋子的位置。 應(yīng)戰(zhàn)策略 登上擂臺(tái)在機(jī)器人啟動(dòng)后，機(jī)器人依靠邊緣檢測傳感器群引導(dǎo)到擂臺(tái)中心，不啟動(dòng)其他傳感器的檢測； 將棋子推下擂臺(tái)推棋子時(shí)，機(jī)器人需要做三件事情：尋找棋子，推動(dòng)棋子，自身定位。當(dāng)探測到棋子的時(shí)候，要對場地環(huán)境、敵方位置、敵方運(yùn)動(dòng)方向等進(jìn)行多方位的綜合判斷，確保不怠慢作站時(shí)機(jī)。有效的進(jìn)攻是最好的防守。要在比賽中取得“制高點(diǎn)”，在不考慮棋子的情況下應(yīng)該盡快搶得中心區(qū)或離中心區(qū)域最近，機(jī)器人應(yīng)輕巧靈活, 前進(jìn)、后退、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作應(yīng)自如流暢，并具有較高的加速度和較快的行進(jìn)速度，剎車要及時(shí)。變形方案很好地解決了由于重心高帶來的晃動(dòng)等問題。 規(guī)則分析由于比賽場地表面是灰度漸變的，所以機(jī)器人的自定位可以通過讀取場地的灰度信息來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)思路基于機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽比賽規(guī)則，設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是：結(jié)合當(dāng)前流行的機(jī)器人技術(shù)，制作出一臺(tái)能夠適應(yīng)比賽現(xiàn)場復(fù)雜環(huán)境的自主戰(zhàn)斗機(jī)器人。與此同時(shí)設(shè)計(jì)了一款高性能通用小型機(jī)器人控制器，該控制器板載 5V3A 開關(guān)電源，具有 RS232 以及 RS422 總線接口，具有數(shù)字舵機(jī)以及模擬舵機(jī)接口，并且有設(shè)備過流保護(hù)、電源過壓、欠壓保護(hù)等功能。圖 1 擂臺(tái)賽場地整體效果 本設(shè)計(jì)的意義及應(yīng)用本設(shè)計(jì)主要的工作有：策略的分析與制定、結(jié)構(gòu)與外觀的設(shè)計(jì)、電機(jī)以及電機(jī)驅(qū)動(dòng)的選取、傳感器電路的設(shè)計(jì)與運(yùn)用、控制器電路的設(shè)計(jì)與制作、軟件的編寫與調(diào)試、最終對機(jī)器人進(jìn)行綜合的實(shí)地測試，發(fā)現(xiàn)問題并找出解決方案。場地四周圍700mm 處有高 500mm 的方形白色圍欄。底色從外側(cè)四角到中心分別為純黑到純白漸變的灰度。如果雙方均未離開擂臺(tái)且都能自主移動(dòng)，則在比賽時(shí)間結(jié)束后，推下擂臺(tái)上象棋棋子數(shù)量多的一方獲勝，否則雙方判為平局。雙方機(jī)器人模擬中國古代擂臺(tái)搏擊的規(guī)則，互相擊打或者推擠。本項(xiàng)賽事未來的發(fā)展目標(biāo)是：比賽中，兩個(gè)使用雙腿自主行走的仿人形機(jī)器人互相搏擊并將對方打倒或者打下擂臺(tái)。激烈而戲劇性的機(jī)器人競賽對抗，能夠極大地激發(fā)我們學(xué)生的好勝心和積極性，讓我們把對待競技體育的精神如籃球、踢足球的積極態(tài)度來對待工程創(chuàng)新實(shí)踐。機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽的參賽機(jī)器人需要包括各種傳感器（檢測自身位置、檢測對手位置、檢測自身姿態(tài)、檢測擂臺(tái)邊緣等等）、一個(gè)控制器（參賽隊(duì)員為其編寫程序，控制整個(gè)機(jī)器人的行為和策略），多個(gè)執(zhí)行器（行走、擊打、輔助等），麻雀雖小、五臟俱全。該賽事的主要目的在于促進(jìn)智能機(jī)器人技術(shù)(尤其是自主識(shí)別、自主決策技術(shù))的普及。 機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽介紹機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽是中國機(jī)器人大賽中一項(xiàng)新的賽事。本屆大賽由國家科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)機(jī)器人競賽工作委員會(huì)、RoboCup 中國委員會(huì)等機(jī)構(gòu)共同主辦。 機(jī)器人武術(shù)擂臺(tái)賽背景中國機(jī)器人大賽暨 RoboCup 公開賽是中國最權(quán)威、最具影響力的機(jī)器人技術(shù)大賽、學(xué)術(shù)大會(huì)，是當(dāng)今中國、乃至亞洲機(jī)器人尖端技術(shù)產(chǎn)業(yè)競賽和國際頂尖人才匯集的活動(dòng)之一。 ...............................................54 決策系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..............................................................6 軟件體系結(jié)構(gòu) ...........................................................6 機(jī)器人舵機(jī) .........................................................6 紅外測距傳感器的標(biāo)定 ...................................................7 紅外開關(guān)的校準(zhǔn) .........................................................7 運(yùn)動(dòng)軌跡的調(diào)校 .........................................................77 總結(jié)與展望 ................................................................8參考文獻(xiàn) ....................................................................9附錄 1 CDS5500 機(jī)器人舵機(jī)控制程序 ...........................................10附錄 2 控制器原理圖 .........................................................14附錄 3 機(jī)器實(shí)體照片 .....
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