自由體操機(jī)器人3技術(shù)報(bào)告-在線瀏覽
2025-09-06 06:06本頁面
【正文】 加全國、行業(yè)協(xié)會等各項(xiàng)機(jī)器人賽事中，取得了不俗成績：2003 年參加“馬斯特杯”中國機(jī)器人大賽的舞蹈機(jī)器人和機(jī)器人游北京項(xiàng)目，獲得二等獎(jiǎng)1 項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)；在 第四屆全國智能機(jī)器人大賽中獲得 2項(xiàng)二等獎(jiǎng)；在 “ 動感地帶杯”2 004年江蘇省大學(xué)生機(jī)器人大賽中，獲 冠軍1項(xiàng)，鼓 勵(lì)獎(jiǎng)2項(xiàng)；在 “ 新科導(dǎo)航杯”2 005年中國機(jī)器人大賽中，我校參賽的5 個(gè)機(jī)器人全部獲獎(jiǎng)，奪得舞蹈組冠軍、類人組季軍，獲得舞蹈組一、二、三等獎(jiǎng)各 1 項(xiàng)，類人組三等獎(jiǎng) 2 項(xiàng)。在2007“銀泉杯”中國機(jī)器人大賽中，我校26 支代表隊(duì)在比賽中再獲佳績，共獲得一等獎(jiǎng)5 項(xiàng)、二等獎(jiǎng) 4 項(xiàng)、三等獎(jiǎng) 9 項(xiàng)。一、 體操機(jī)器人整體設(shè)計(jì)機(jī)器人概述：此次設(shè)計(jì)的體操機(jī)器人主要由機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成，如果認(rèn)為機(jī)械結(jié)構(gòu)是人的骨架，那么控制系統(tǒng)就被認(rèn)為是人的大腦，所以機(jī)器人的先進(jìn)程度與功能強(qiáng)弱通常都直接與其控制系統(tǒng)的性能密切相關(guān)。作為機(jī)器人的核心部分，機(jī)器人控制系統(tǒng)是影響機(jī)器人性能的關(guān)鍵部分之一，它從一定程度上影響著機(jī)器人的發(fā)展。而一個(gè)工作穩(wěn)定、精度可靠的、實(shí)時(shí)性強(qiáng)的控制系統(tǒng)不僅需要高級的控制算法，還需要實(shí)現(xiàn)控制算法的手段。制作目標(biāo)：設(shè)計(jì)并制作一種能夠完成指定動作的體操機(jī)器人。其研究領(lǐng)域涉及到3D模型繪制及動力學(xué)仿真、單片機(jī)、電路理論、自動控制、電機(jī)原理與拖動、接口技術(shù)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、電子工藝等多方面的內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)其智能控制。首先對機(jī)器人的自由度安排進(jìn)行考慮，以使其可以完成預(yù)先設(shè)想的動作。整體設(shè)計(jì)：我們設(shè)計(jì)的自由體操機(jī)器人主要由金屬鋁條構(gòu)成，身高約為21cm，結(jié)構(gòu)尺寸比例是在研究體操運(yùn)動員大量圖片、視頻，最終確定一個(gè)原始模型后，跟據(jù)比例縮放得到的，在制作前進(jìn)行了大量的仿真與實(shí)驗(yàn)。運(yùn)動關(guān)節(jié)由伺服電機(jī)控制。通過伺服電機(jī)的控制，可以完成一些基本并帶有一定難度的動作。接下來機(jī)器人進(jìn)行前滾翻接后滾翻，然后進(jìn)行倒立，并劈叉，緊接著機(jī)器人進(jìn)行向左、向右的單手側(cè)翻各一次，完成動作后起身直立。技術(shù)支持串口調(diào)試 設(shè)置串口參數(shù)： 串口號：116 波特率：600256000，115200 時(shí)需要硬件支持。 c) 點(diǎn)擊打開/關(guān)閉串口區(qū)中的打開串口按鈕。 在鍵盤上發(fā)送英文字符 a)在接收區(qū)/鍵盤發(fā)送區(qū)的輸入框中用鼠標(biāo)點(diǎn)一下。 在這里不能發(fā)送回車換行，也不能發(fā)送漢字，若要發(fā)送請?jiān)趩巫址l(fā)送區(qū)發(fā)送。有兩種發(fā)送數(shù)據(jù)格式，一種是普通的字符串,另外一種是十六進(jìn)制數(shù)據(jù)即 HEX 格式數(shù)據(jù)。 例：HEX 格式數(shù)據(jù)字符串 12 34 AB CD FF 單字符串發(fā)送區(qū)，自動發(fā)送周期： 此項(xiàng)功能可以每隔一段時(shí)間反復(fù)地自動發(fā)送輸入框中的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊自動發(fā)送按鈕后即啟動自動發(fā)送功能。 多字符串發(fā)送區(qū) 在多字符串發(fā)送區(qū)可以發(fā)送一個(gè)字符串，或者自動地、依次發(fā)送所有的字符串。 a) 輸入字符串。 c) 點(diǎn)擊發(fā)送按鈕。 發(fā)送多個(gè)字符串(字符串序列) a) 輸入多個(gè)字符串。 c) 輸入間隔時(shí)間，最大為 65535mS。 延時(shí)時(shí)間到達(dá)后發(fā)送當(dāng)前字符串( c) )的下一個(gè)字符串，間隔一段時(shí)間后再發(fā)送下一個(gè)。4 打開/關(guān)閉串口區(qū)其他技術(shù)：伺服電機(jī)及普通直流電機(jī)的性能及控制方法Amega16單片機(jī)的使用方法及控制電路板的制作結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一些規(guī)律及鏈接裝置設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)動作調(diào)試軟件的編寫思想及源代碼舵機(jī)原理及加工方法基本控制模塊電路控制模塊采用Atmel公司的Atmaga16L單片機(jī)作為主控制器。通過一個(gè)1117芯片的降壓穩(wěn)壓后得到5V電壓給單片機(jī)供電。適用范圍：機(jī)器人 采用Servo(航模用伺服電機(jī)，也稱“舵機(jī)”)為主要驅(qū)動手段，此外在部分部位也可以使用直流電機(jī)。Servo伺服電機(jī)可控速度,位置精度非常準(zhǔn)確,且成本低廉，控制簡便，較其他電機(jī)有著很大的優(yōu)勢。其工作原理是：控制信號由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機(jī)驅(qū)動芯片決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。程序模塊在軟件方面，在機(jī)器人的關(guān)節(jié)舵機(jī)控制方面，采用由中國礦業(yè)大學(xué)信電學(xué)院機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的用Visual Basic開發(fā)的機(jī)器人動作調(diào)試軟件編寫代碼；對單片機(jī)剩余端口進(jìn)行定義，使之根據(jù)需要控制自由體操機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)部位。
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