機(jī)器人比賽葫蘆兄弟

多米諾骨牌對抗賽葫蘆兄弟(7243) 王 一、方案總 整體結(jié)構(gòu) 關(guān)鍵牌的辨 使用 行進(jìn)路線 二、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè) 運(yùn)動模 下底板 上底 存放模 普通直 轉(zhuǎn) 放置模 普通放 筷子放 電機(jī)與傳感器選 舵機(jī)選擇 測距傳感器選型 三．電路部分設(shè) 電路功能描 主控選 單片機(jī)選 電路總原理 啟動電 單片機(jī)電源電路 Avr單片機(jī)電路 四輪電機(jī)驅(qū)動 舵機(jī)電源電路 開關(guān)部 紅外測線傳感器電路 PCB圖 四、機(jī)器人整體可行 五、機(jī)器人創(chuàng)新 六、尚未解決的難點(diǎn)問 七、經(jīng)費(fèi)預(yù) 一、方案總放置模塊、彎道擺放模塊以及探測識別模塊組成。直道存放模塊用于收集放于直道上的多米諾骨牌，通過單片機(jī)指令，用一定方式將其推入放置裝置中。放置：筷子。彎道擺放模塊用來存放擺于彎道上的骨牌的距離并將結(jié)果傳送回單片機(jī)。各個(gè)模塊通過單片機(jī)運(yùn)算進(jìn)行協(xié)作，能后完成擺放骨牌的工如下圖其中各個(gè)部分的作用將在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中分別介紹，由于時(shí)間緣故，在骨牌的擺放中，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)關(guān)鍵牌在一組擺放恰當(dāng)?shù)呐平M中時(shí)，8增加了擺放難度，同時(shí)也沒有必要。因此，我們決定在擺放中擺放直線，主要利用傳感器進(jìn)行兩邊距離牌能夠在連鎖中順利。右兩片板子的中間，擺放時(shí)對兩邊或一邊骨牌及距離進(jìn)行判斷。比賽提供了5種，但是由于不能做任何加工，也不能進(jìn)行粘連。乒乓球重量輕滾動雖然能再連鎖中使用但是放置時(shí)穩(wěn)定性自己連鎖的速度慢，因此沒有使用。易拉罐也能進(jìn)行滾動，而且方向固定，但是其重量較大，推動它也比骨牌的速度慢，因此也沒有使用。硬幣和牌由于都不能改造，粘連，在連鎖中都十分難以利用。我們目前主要考慮了筷子在比賽中的使用，以后如果有其他的設(shè)想，也有可能加入其他。而且能加快連鎖的過程，搶先一步到達(dá)終點(diǎn)的雙倍牌。機(jī)器人開始運(yùn)動后，路線如下圖，現(xiàn)在下方擺放4個(gè)關(guān)鍵牌中間放擺放順序即為骨牌的時(shí)間順序筷子的擺放也在這時(shí)候完成。二、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)下底板由底板和4個(gè)全向輪及一組列識別白線的傳感器組成電機(jī)裝在底板下面，線路板、電池等物品則固定在底板上，底板為3mm鋁板，大小為300mm*300mm具體如下圖所示：其中全向輪選型為JMP-BP-1264。如下圖上底板分為30m30m也貼有一條齒條，通過固定在中層的步進(jìn)電機(jī)能讓上層作左右運(yùn)動，3層上底板放好后如下圖所示如圖，經(jīng)過我們的計(jì)算，整個(gè)比賽臺大約可以1120cm長得直線段和兩個(gè)彎道組成。而20cm長的賽道大約需要6塊骨牌所以骨牌事先放入六個(gè)豎著的盒子中，擺放的方式和存放桶如下圖：桶下方開得一個(gè)骨牌的大小略大，將其推出的裝置如下圖：是約為6*0m5mm的方塊，左右兩側(cè)安裝在存放桶的兩其總體的圖如下圖所向兩邊旋轉(zhuǎn)的托。后面的連接裝置如下圖所示，直連桿約為20m，為了防止連桿太動的兩部分，如下圖：兩個(gè)零件如下圖方式進(jìn)行連置后面正中是桿機(jī)械臂裝有一個(gè)舵機(jī)能將其選裝度，把橫置的骨牌的放正。對于在過程中使用的筷子我們準(zhǔn)備將筷子如右圖所示放是連鎖進(jìn)行放置骨牌的如普通放置的只是夾緊后擺好，先將夾緊的裝置松開，然后再轉(zhuǎn)00在骨牌上了。1、4個(gè)小型舵機(jī)SM-192.3kg-cm(4.8V2.5kg-cm6.0V)力度9cm舵機(jī)特這是一顆屬于大眾化的型號,穩(wěn)定的性能,非常適合初的新手使用本系列舵機(jī)與Futaba,JR,Sanwa,Hitec搖控系統(tǒng)兼容。扭力：2.3公斤扭力：2.5公斤2、360度15公斤金屬齒云臺舵機(jī)機(jī)器人舵選擇36015斤金屬齒云臺舵機(jī)機(jī)器人舵JR接口，360°旋轉(zhuǎn)機(jī)器人舵機(jī)，金屬齒輪雙軸承.可連續(xù)旋42.0×20.5×39.5重量4.8V4.8V15.46V度6V力：14.5電機(jī)驅(qū)動電工作電壓12VDC額定功率7W（消耗功率）額定轉(zhuǎn)速100轉(zhuǎn)/分最大輸出力矩半徑為4cm滾動摩擦系數(shù)取0.06,車子重量控制在5kg左電機(jī)扭矩理論驅(qū)動電機(jī)參數(shù)扭矩需要以上，考慮余量選用電機(jī)扭工作原本超聲波測距模塊可提供0mm--1500mm括超聲波、與控制電路。其基本工作原理為此超聲波測距模塊連接電源后，模塊本身每10ms進(jìn)行一次測距，完成測距后，以串口(TTL電平,用USB轉(zhuǎn)串口線可以直接連接本模塊到PC,PC程序串口數(shù)據(jù)就可以了,非常容易)的形式輸出距離值。數(shù)據(jù)格模塊每次輸出一幀，含4個(gè)8位數(shù)據(jù)，幀格式為0XFF：為一幀開始數(shù)據(jù)，用于判斷H_DATA：距離數(shù)據(jù)的高8位L_DATA：距離數(shù)據(jù)的低8位 數(shù)據(jù)和，用于效驗(yàn)。其（僅低8位注：H_DATA與L_DATA合成16位數(shù)據(jù)，即以毫米為單位的距離電氣參電氣參超聲波工作電DC工作電工作頻測距范0mm-分辨測量角15串口波響應(yīng)周規(guī)格尺33*17*15mm(超微型接線方式，VCC、TXD（串行輸出）、保留（未使用）三．電路部分設(shè)電路功能框主控選主控：ATmega128，考慮到方便硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)，采ATMEL公司的它具有128k的可編程flash，53路真正意義上的I/O口，硬件集成發(fā)生器而無需采用I/O口模擬，硬件資源十分豐富。128K的系統(tǒng)內(nèi)可編程4K字節(jié)的4K節(jié)的內(nèi)部多達(dá)64K字節(jié)的優(yōu)化的外部器空可以通過SPI現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編通過JTAG實(shí)現(xiàn)對Flash,EEPROM絲位和鎖定位兩個(gè)具有獨(dú)立的預(yù)分頻器和比較器功能的8定時(shí)器/兩個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定數(shù)具有獨(dú)立預(yù)分頻器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)86路分辨率可編程（216）輸出比較調(diào)制8路10 8端通 7分通 2有可編程增益（1x,10x,200x）的差分面向字節(jié)的兩線接兩個(gè)可編程的串行可工作于主機(jī)機(jī)模式的SPI接具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時(shí)片內(nèi)模擬比較I/O53個(gè)可編程I/O64引腳TQFP64腳MLF工作電2.7-5.5V4.5-5.5V速度等0-8MHz0-16MHz單片機(jī)開發(fā)環(huán)境：開發(fā)環(huán)境:ICCAVR管改變電位使電路啟動，這樣電路簡單，且不易受干擾。Avr四輪電機(jī)的驅(qū)動使用L298N開關(guān)部分PCB四、機(jī)器人整體可行機(jī)械部分：電機(jī)選型，舵機(jī)選型都經(jīng)過計(jì)算，確保安全可電路部分：已經(jīng)大致繪制電路圖，并進(jìn)行了一些可行性模比賽規(guī)則：機(jī)器積沒有超過比賽限制，機(jī)器人重量小于比賽要求，各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均未超過比賽規(guī)則。到補(bǔ)充隊(duì)員中王同學(xué)對于機(jī)械與電路方面很感并且曾經(jīng)研究過一段時(shí)間航模。五、機(jī)器人創(chuàng)新有8方向，保證了在每種情況下都能夠讓連鎖順利進(jìn)行。直線與轉(zhuǎn)彎部分的擺牌分為不同的模塊，雖然增加了模塊，夠很大的提高擺放的速度