移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)-課件 項(xiàng)目二：移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知

項(xiàng)目二：移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析任務(wù)一：物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析課程目標(biāo)：一、掌握移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本方法與工作流程二、熟悉物料搬運(yùn)機(jī)器人四輪底盤的工作原理三、熟悉物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械臂的工作原理四、培養(yǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力，樹立模塊化設(shè)計(jì)理念知識(shí)儲(chǔ)備一、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述二、移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，按照系統(tǒng)思想和優(yōu)化要求，綜合運(yùn)用有關(guān)學(xué)科的知識(shí)、技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)總體研究和詳細(xì)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)出滿足設(shè)計(jì)目的的系統(tǒng)方案。系統(tǒng)分析著重回答“做什么”，而系統(tǒng)設(shè)計(jì)則主要解決“怎么做”。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括確定系統(tǒng)功能、設(shè)計(jì)方針和方法，產(chǎn)生理想系統(tǒng)并作出草案，通過(guò)收集信息對(duì)草案作出修正產(chǎn)生可選設(shè)計(jì)方案，將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，進(jìn)行子系統(tǒng)和總系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)并進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行論證并作出性能效果預(yù)測(cè)。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須把所要設(shè)計(jì)的對(duì)象系統(tǒng)和圍繞該對(duì)象系統(tǒng)的環(huán)境共同考慮，前者稱為內(nèi)部系統(tǒng)，后者稱為外部系統(tǒng)，它們之間存在著相互支持和相互制約的關(guān)系，內(nèi)部系統(tǒng)和外部系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)稱作總體系統(tǒng)。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須采用內(nèi)部設(shè)計(jì)與外部設(shè)計(jì)相結(jié)合的思考原則，從總體系統(tǒng)的功能、輸入、輸出、環(huán)境、程序、人的因素、物的媒介各方面綜合考慮，設(shè)計(jì)出整體最優(yōu)的系統(tǒng)。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)采用分解、綜合與反饋的工作方法。不論多大的復(fù)雜系統(tǒng)，首先要分解為若干子系統(tǒng)或要素，分解可從結(jié)構(gòu)要素、功能要求、時(shí)間序列、空間配置等方面進(jìn)行，并將其特征和性能標(biāo)準(zhǔn)化，綜合成最優(yōu)子系統(tǒng)，然后將最優(yōu)子系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，從而得到最優(yōu)系統(tǒng)。在這一過(guò)程中，從設(shè)計(jì)計(jì)劃開始到設(shè)計(jì)出滿意系統(tǒng)為止，都要進(jìn)行分階段及總體綜合評(píng)價(jià)，并以此對(duì)各項(xiàng)工作進(jìn)行修改和完善。整個(gè)設(shè)計(jì)階段是一個(gè)綜合性反饋過(guò)程。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)設(shè)計(jì)總的原則是保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上使技術(shù)資源的運(yùn)用達(dá)到最佳。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循以下原則。

(1)系統(tǒng)性系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整體。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要從整個(gè)系統(tǒng)的角度進(jìn)行考慮，使系統(tǒng)有統(tǒng)一的信息代碼、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織方法、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。(2)經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性原則是指在滿足系統(tǒng)要求的前提下，盡可能減少系統(tǒng)的費(fèi)用支出。一方面，在系統(tǒng)硬件投資上不能盲目追求技術(shù)上的先進(jìn)，而應(yīng)以滿足系統(tǒng)需要為前提。另一方面，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)避免不必要的復(fù)雜化，各模塊應(yīng)盡可能簡(jiǎn)潔。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述(3)可靠性可靠性既是評(píng)價(jià)系統(tǒng)設(shè)計(jì)質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，又是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)基本出發(fā)點(diǎn)。只有設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)是安全可靠的，才能在實(shí)際中發(fā)揮它應(yīng)有的作用。(4)管理可接受一個(gè)系統(tǒng)能否發(fā)揮作用和具有較強(qiáng)的生命力，在很大程度上取決于管理上是否可以接受。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到用戶的業(yè)務(wù)類型、用戶的管理基礎(chǔ)工作、用戶的人員素質(zhì)、人機(jī)界面的友好程度、掌握系統(tǒng)操作的難易程度等諸多因素的影響。因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮到這些因素，才能設(shè)計(jì)出用戶可接受的系統(tǒng)。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原理，以功能需求為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和歸屬，以包括機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)在內(nèi)的組成部分為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)的重要基礎(chǔ)，明確任務(wù)需求，分析外部系統(tǒng)，構(gòu)建內(nèi)部系統(tǒng)，最終通過(guò)組成部分的3個(gè)子系統(tǒng)的有機(jī)融合與整體優(yōu)化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)。移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)流程可概括為4個(gè)階段：準(zhǔn)備階段（系統(tǒng)分析、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)）、理論設(shè)計(jì)階段（子系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)）、設(shè)計(jì)實(shí)施階段（制作樣機(jī)、樣機(jī)性能測(cè)試、性能評(píng)估及設(shè)計(jì)優(yōu)化）、設(shè)計(jì)定型階段（產(chǎn)品發(fā)布）。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）準(zhǔn)備階段：在對(duì)市場(chǎng)調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行需求抽象，確定產(chǎn)品規(guī)格與性能指標(biāo)。擬定總體方案，分解功能要素和子單元模塊。進(jìn)行方案可行性論證，確定最佳總體方案。確定子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)責(zé)任人。（2）理論設(shè)計(jì)階段：根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)、功能要素和功能模塊，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定性和定量分析，比如確定控制算法、硬件選型、傳動(dòng)方案、感知策略、接口設(shè)計(jì)、系統(tǒng)架構(gòu)等。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)所能達(dá)到的性能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3）設(shè)計(jì)實(shí)施階段：根據(jù)總體方案和各功能模塊的設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行機(jī)械、電氣、驅(qū)動(dòng)等器件與單元組件的采購(gòu)、制造，對(duì)各子單元進(jìn)行裝配調(diào)試后進(jìn)行整機(jī)裝配與調(diào)試，測(cè)試整機(jī)性能指標(biāo)，驗(yàn)證樣機(jī)是否達(dá)到可使用性、可生產(chǎn)性、可維護(hù)性、安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)要求。（4）設(shè)計(jì)定型階段：對(duì)樣機(jī)反復(fù)測(cè)試優(yōu)化后，交付使用，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間綜合驗(yàn)證與評(píng)價(jià)，確定最終產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，整理產(chǎn)品制造圖樣資料、審定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、編制工藝文件，發(fā)布產(chǎn)品。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備一、移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述二、移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)需求分析本案例設(shè)計(jì)一種物料搬運(yùn)機(jī)器人，它能夠自主完成給定場(chǎng)景中物料搬運(yùn)及投遞任務(wù)。給定場(chǎng)景中有坡道、有引導(dǎo)路線、隨機(jī)障礙物及無(wú)引導(dǎo)窄巷、直角轉(zhuǎn)彎等地形與環(huán)境因素。機(jī)器人要能夠在給定的地圖中自主行走，到達(dá)物料擺放區(qū)域，自主識(shí)別并抓取物料，然后運(yùn)送到收集區(qū)域并回到終點(diǎn)。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析基于場(chǎng)景要求與工作設(shè)定，該機(jī)器人需要具備自主行走、避障、循跡、目標(biāo)識(shí)別、抓取以及搬運(yùn)投遞功能。知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)2、性能指標(biāo)分析結(jié)合任務(wù)設(shè)定與場(chǎng)地形狀及尺寸，機(jī)器人的機(jī)械性能可具體可描述為：

底盤具有足夠的動(dòng)力和通過(guò)能力，能夠精確運(yùn)送上層結(jié)構(gòu)至指定位置。

抓取部分具有較高的自由度，能夠?qū)崿F(xiàn)空間多位置的抓取和存放動(dòng)作。機(jī)器人整體尺寸合理，且重心穩(wěn)定。能夠以一定的速度完成整場(chǎng)工作且無(wú)失誤。能夠滿足長(zhǎng)時(shí)間使用。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)2、性能指標(biāo)分析物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量整機(jī)尺寸（最高處）610*300*460mm質(zhì)量（含電池）4.565kg性能越障能力小于30°斜坡，起伏范圍≤20mm不平整路況抓取高度范圍10~500mm抓取機(jī)構(gòu)最大抓取重量300g抓取機(jī)構(gòu)自由度4自由度續(xù)航能力2小時(shí)設(shè)定最大前進(jìn)速度2.5m/s設(shè)定最大平移速度1.5m/s機(jī)械臂左右范圍180°機(jī)械臂上下范圍約60°機(jī)械臂前后范圍約120°夾爪最大張開角度約180°知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)3、機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)分析根據(jù)性能指標(biāo)及設(shè)定功能，可將機(jī)械系統(tǒng)分為行走功能的實(shí)現(xiàn)和機(jī)械臂抓取功能的實(shí)現(xiàn)兩部分。（1）行走功能的實(shí)現(xiàn)通常，為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人移動(dòng)行走能力，輪式移動(dòng)機(jī)器人在各種實(shí)際應(yīng)用中被廣泛采用。輪式驅(qū)動(dòng)機(jī)器人相對(duì)于其他驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，如腿式和履帶式的機(jī)器人，運(yùn)動(dòng)得更快，消耗的能量較少。同時(shí)，由于其機(jī)器人姿態(tài)的友好性和運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性，移動(dòng)速度、方向及動(dòng)作實(shí)現(xiàn)相對(duì)較為容易控制。目前應(yīng)用的車輪式行走機(jī)構(gòu)主要有三輪差速驅(qū)動(dòng)機(jī)器人和四輪移動(dòng)機(jī)器人。其中常用的輪子有全向輪、麥克納姆輪、膠輪、萬(wàn)向輪等。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)3、機(jī)械總體方案設(shè)計(jì)分析（1）行走功能的實(shí)現(xiàn)其中常用的輪子有全向輪、麥克納姆輪、膠輪、萬(wàn)向輪等。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)（2）機(jī)械臂抓取功能的實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂常通過(guò)云臺(tái)連接于底盤移動(dòng)行走機(jī)構(gòu)。機(jī)械臂結(jié)構(gòu)可采用多連桿機(jī)構(gòu)、桿件組合等形式實(shí)現(xiàn)，抓取機(jī)構(gòu)可包括吸盤式、夾爪式等形式。抓取功能實(shí)現(xiàn)常采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種方式。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)在直線運(yùn)動(dòng)中有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，按固定程序執(zhí)行對(duì)應(yīng)動(dòng)作。電機(jī)驅(qū)動(dòng)則可通過(guò)多電機(jī)的組合搭載機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，其更有利于多自由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)和多狀態(tài)動(dòng)作的組合實(shí)現(xiàn)，適用場(chǎng)合多。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析知識(shí)儲(chǔ)備：移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)基于以上分析，此物料搬運(yùn)機(jī)器人最終采用四輪移動(dòng)底盤行走機(jī)構(gòu)搭載四自由度機(jī)械臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。底盤主要功能是將機(jī)械臂運(yùn)送至指定位置實(shí)施抓取投遞任務(wù)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)除移動(dòng)輪組、懸掛以及支撐機(jī)械臂結(jié)構(gòu)等外，還包含驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、紅外傳感器、灰度傳感器、LCD顯示屏及電源的安裝裝置。機(jī)械臂執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)需要包含主體臂結(jié)構(gòu)、機(jī)械夾爪、機(jī)械臂與移動(dòng)底盤的連接云臺(tái)、攝像頭安裝裝置等。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

工程實(shí)踐一、底盤行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析二、機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析工程實(shí)踐：底盤行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

機(jī)器人底盤負(fù)責(zé)承載機(jī)械臂，并將其按照決策控制平臺(tái)的控制指令可靠的運(yùn)送至指定位置完成工作任務(wù)，其主要設(shè)計(jì)要求及主要功能如下：具有可靠的機(jī)動(dòng)靈活性，能夠平穩(wěn)攀爬斜坡。具有一定的負(fù)載能力，在承載負(fù)載的情況下可匹配設(shè)定的性能指標(biāo)。具有一定的剛性及穩(wěn)定性，能夠支持機(jī)械臂工作時(shí)無(wú)明顯抖動(dòng)。具有較好的直線行走能力，在直線運(yùn)動(dòng)情況下不發(fā)生明顯偏斜。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析工程實(shí)踐：底盤行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

機(jī)器人底盤系統(tǒng)主要包括四軸聯(lián)動(dòng)的麥克納姆輪輪組、自適應(yīng)底盤懸掛、支撐及防護(hù)部件、動(dòng)力電源、控制板、紅外傳感器及灰度傳感器的安裝裝置等。采用單電機(jī)驅(qū)動(dòng)單個(gè)麥克納姆輪的方式即四輪驅(qū)動(dòng)的控制模式，能夠?qū)崿F(xiàn)全向移動(dòng)功能，同時(shí)能為大負(fù)載的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性提供可靠支持。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析工程實(shí)踐：底盤行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析輪組為底盤支撐傳動(dòng)，為懸架系統(tǒng)的良好運(yùn)行提供依靠，因而需要自身具有良好的剛度和轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性，同時(shí)因麥克納姆輪具有較大軸向力，需要輪組具有較高的軸向剛度和抗扭能力。輪組結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案：兩板件間添加3D打印塑料填充件，增加其軸向抗彎系數(shù)；轉(zhuǎn)動(dòng)部位加有法蘭軸承，使轉(zhuǎn)動(dòng)靈活；在輪組與底盤框架連接處裝有推力球軸承，保證輪組在軸向受力時(shí)能夠靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，且該結(jié)構(gòu)能進(jìn)一步提升系統(tǒng)剛度。工程實(shí)踐：底盤行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析考慮到場(chǎng)地路面路況和坡道，為底盤設(shè)計(jì)了自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)，以保障麥克納姆輪底盤能夠更好適應(yīng)多種地面環(huán)境。自適應(yīng)懸掛系統(tǒng)通過(guò)連桿的方式，使單側(cè)兩輪組活動(dòng)式固連，形成一種四邊形連桿結(jié)構(gòu)。此方式使輪組具有了靈活性，滿足了底盤通過(guò)不同路況的需求，但是使車身本體相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)具有不確定性，容易受重心和慣性的影響發(fā)生傾斜，因此在兩側(cè)輪組間添加了一組聯(lián)動(dòng)連桿，將兩側(cè)的連桿運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，使得兩側(cè)連桿的相對(duì)運(yùn)動(dòng)具有唯一性，從而使車體相對(duì)于四輪組的運(yùn)動(dòng)具有唯一性，解決了車身本體相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的不確定性。

單側(cè)兩輪組四邊形連桿機(jī)構(gòu)兩側(cè)聯(lián)動(dòng)連桿工程實(shí)踐：機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械臂系統(tǒng)是機(jī)器人最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是搬運(yùn)動(dòng)作能否實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。機(jī)械臂各項(xiàng)性能指標(biāo)可歸納如下。抓取準(zhǔn)確且牢固可靠。機(jī)械臂整體具有較好的剛性，夾持指定物體后無(wú)晃動(dòng)。具有較好的負(fù)載能力，能夠夾持近300g的物品。機(jī)械臂自身質(zhì)量較輕，無(wú)過(guò)多無(wú)效轉(zhuǎn)矩負(fù)載。

夾取高點(diǎn)位時(shí)機(jī)械臂整體穩(wěn)定性要較好，不發(fā)生晃動(dòng)。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析工程實(shí)踐：機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析1、主臂的方案選擇本機(jī)械臂主臂結(jié)構(gòu)方案源自于MeArm袖珍型機(jī)械手臂，是本杰明·格雷（BenjaminGray）在2013年二月在Kickstarter發(fā)表的。該機(jī)械臂特點(diǎn)為大臂和小臂均采用平行四桿機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)器件位于機(jī)械臂最底端，有效的改善了傳統(tǒng)串聯(lián)式機(jī)械臂結(jié)構(gòu)小臂傳動(dòng)電機(jī)位于大臂末端所造成的大臂整體重心離轉(zhuǎn)動(dòng)中心較遠(yuǎn)，使得大臂無(wú)效轉(zhuǎn)矩負(fù)載增大問(wèn)題。同時(shí)，該機(jī)械臂的另一大特點(diǎn)為夾爪部分于地面間的夾角始終唯一，與傳統(tǒng)串聯(lián)機(jī)械臂需要在夾爪部分增加pitch軸電機(jī)來(lái)保持與地面相對(duì)夾角相比，該機(jī)械臂減少了一個(gè)傳動(dòng)元件數(shù)量且降低了機(jī)械臂整體復(fù)雜性，同時(shí)也降低了大臂和小臂的無(wú)效轉(zhuǎn)矩負(fù)載。工程實(shí)踐：機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析2、主臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)具體臂體之前，首先確定主臂各部件的尺寸，通過(guò)抽象出整個(gè)主臂的原理性連桿結(jié)構(gòu)圖，在Solidworks軟件環(huán)境繪制其草圖，通過(guò)在草圖上補(bǔ)充底盤輪廓的方式盡量模擬出整個(gè)機(jī)械臂所，通過(guò)限制連桿的關(guān)鍵尺寸，如最大工作高度、最低工作高度、與底盤的位置關(guān)系等來(lái)給出適宜的尺寸，具體草圖樣式如圖2.9所示。工程實(shí)踐：機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析2、主臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該機(jī)械臂具有較多的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，因此，能否對(duì)這些轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)的摩擦進(jìn)行較好的處理決定了該機(jī)械臂能否擁有較高運(yùn)動(dòng)性能。同時(shí)，零件間的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦處理不當(dāng)會(huì)造成零件的過(guò)量磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)零件相互抱死，使機(jī)械臂失效。為避免以上問(wèn)題，本機(jī)械臂采用轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)處添加法蘭軸承的解決方案，通過(guò)過(guò)盈配合確保結(jié)構(gòu)體與軸承固連，軸承與軸承間添加墊片實(shí)現(xiàn)軸向方向和徑向方向的固定。工程實(shí)踐：機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析3、夾爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械臂末尾夾爪負(fù)責(zé)抓取固定目標(biāo)物體，采用舵機(jī)作為傳動(dòng)元件來(lái)控制夾爪開合，舵機(jī)的安裝形式?jīng)Q定了夾爪的夾取方式和外觀。本機(jī)械爪采用橫置舵機(jī)的方式，將舵機(jī)置于夾爪下方。為使夾爪的兩彎爪能夠同步對(duì)稱工作，在彎爪的末端設(shè)計(jì)了不完整齒輪，其中彎爪剛性連接了不完整齒輪，采用階梯齒輪的安裝方式，將舵機(jī)傳動(dòng)至彎爪，實(shí)現(xiàn)舵機(jī)控制彎爪的動(dòng)作。工程實(shí)踐：機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析4、云臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Yaw軸作為機(jī)械臂與底盤的連接部分，承受較為復(fù)雜的載荷。由于機(jī)械臂工作時(shí)類似于懸臂梁結(jié)構(gòu)，故其與底盤連接處受力較大，同時(shí)，若連接處連接不穩(wěn)固則將直接導(dǎo)致機(jī)械臂系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，在Yaw軸承受復(fù)雜和較大載荷的情況下，保證云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)順滑，Yaw軸云臺(tái)需具備結(jié)構(gòu)剛性高這一特性。工程實(shí)踐：機(jī)械臂抓取機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析4、云臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Yaw軸承受較為復(fù)雜的載荷，普通的深溝球軸承無(wú)法滿足此類要求，轉(zhuǎn)動(dòng)處軸承選擇交叉滾子軸承RA5008UUCC0，該軸承可以承受徑向和軸向的載荷和彎矩。通過(guò)將軸承外圈與底盤相固連，內(nèi)圈與機(jī)械臂相固連，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂相對(duì)于底盤的順滑轉(zhuǎn)動(dòng)。受限于底盤高度，Yaw軸轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)部分采用的是安裝于電機(jī)上的齒輪驅(qū)動(dòng)安裝于機(jī)械臂根部齒輪的方式，齒輪組的減速比為1：2。小結(jié)與拓展一、分析搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作流程，繪制工作流程圖。二、掌握搬運(yùn)機(jī)器人底盤機(jī)構(gòu)的工作原理，完成麥克納姆輪全向運(yùn)動(dòng)的原理分析，繪制各方向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的原理圖。三、掌握機(jī)械臂的工作原理，完成四自由度機(jī)械臂的工作狀態(tài)及動(dòng)作實(shí)現(xiàn)的理論分析，繪制機(jī)構(gòu)原理圖。物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析項(xiàng)目二：移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知任務(wù)二

：移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知課程目標(biāo)：一、熟悉物料搬運(yùn)機(jī)器人零部件二、熟悉物料搬運(yùn)機(jī)器人的主要控制器件的基本屬性、常見功能三、熟悉物料搬運(yùn)機(jī)器人物料清單四、培養(yǎng)面向成本的設(shè)計(jì)意識(shí)知識(shí)儲(chǔ)備一、機(jī)械結(jié)構(gòu)件二、控制類硬件移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備機(jī)械臂結(jié)構(gòu)件移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備夾爪結(jié)構(gòu)件移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備云臺(tái)結(jié)構(gòu)件移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備框架結(jié)構(gòu)件移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備輪組結(jié)構(gòu)件移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備電控類硬件移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件移動(dòng)機(jī)器人結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)，通常采用非標(biāo)準(zhǔn)件機(jī)加工、3D打?。▋H用于機(jī)械性能與精度要求不高的支撐件與連接件）、外協(xié)標(biāo)準(zhǔn)件、常用件、連接件等。其中自主設(shè)計(jì)的零件常用不同材質(zhì)與厚度的板料、鋁型材、鋁方管、3D打印等材料等完成加工制作。移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件1、麥克納姆輪麥克納姆輪由兩大部分組成：輪轂和輥?zhàn)?roller)。輪轂是整個(gè)輪子的主體支架，輥?zhàn)觿t是安裝在輪轂上的鼓狀物。麥輪的輪轂軸與輥?zhàn)愚D(zhuǎn)軸呈45°角。理論上，這個(gè)夾角可以是任意值，根據(jù)不同的夾角可以制作出不同的輪子，但最常用的還是這兩種。麥輪一般是四個(gè)一組使用，兩個(gè)左旋輪，兩個(gè)右旋輪。左旋輪和右旋輪呈軸性對(duì)稱。小型麥克納姆輪常用的外徑有65mm和80mm，可適配的輪軸有TT電機(jī)、樂(lè)高十字軸、4mm鋁軸、5mm鋁軸、6mm鋁軸和N2電機(jī)軸，可采用加纖高強(qiáng)度環(huán)保材料制作，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，可與多連軸器連接，適配多種電機(jī)。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件2、常用連接緊固件（1）六角螺柱六角螺柱常用于零件的連接和固定，主要材質(zhì)有鋁、銅和不銹鋼等材料，螺柱內(nèi)部有螺紋便于擰入螺栓固定，右圖為不銹鋼的M3-45長(zhǎng)螺柱用于底盤框架的連接和固定。（2）螺栓連接件螺栓常用于連接和固定零件，表面有螺紋可與螺母嚙合，在小型機(jī)器人中螺栓常用的型號(hào)有M3、M4和M5。螺栓的長(zhǎng)度要根據(jù)實(shí)際安裝位置確定。墊片亦可以用于關(guān)節(jié)連接處減小摩擦，使關(guān)節(jié)更加的靈活。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件（3）防松螺母防松螺母是以特殊的工程塑料永久的附著在螺紋上，使內(nèi)外螺紋在縮緊過(guò)程，工程塑料被擠壓而產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力，極大地增加了內(nèi)外螺紋之間的摩擦力，阻礙了振動(dòng)對(duì)連接的影響。在小型機(jī)器人上常用的防松螺母有M3、M4和M5等型號(hào)。（4）牙條絲桿牙條絲桿常用于連接零件和固定，目前應(yīng)用比較廣泛的材料有304不銹鋼，牙條絲桿上有常用螺栓的螺紋，右圖為304不銹鋼材質(zhì)M4-40mm絲桿。移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件3.聯(lián)軸類零件（1）黃銅聯(lián)軸器黃銅六角聯(lián)軸器常用于連接電機(jī)和麥克納姆輪。加長(zhǎng)型六角聯(lián)軸器能起到延長(zhǎng)傳動(dòng)軸的作用，可以有效延長(zhǎng)傳輸距離。該聯(lián)軸器也可用于連接電機(jī)軸與其他模型配件。（2）雙膜片聯(lián)軸器雙膜片聯(lián)軸器因其彌補(bǔ)兩軸線不共線的能力強(qiáng)，能在沖擊與振動(dòng)條件下保障有效傳動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、體積小等特點(diǎn)，雙膜片聯(lián)軸器的選用需結(jié)合兩端軸的尺寸。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件4、軸承類零件（1）法蘭軸承法蘭軸承亦稱為帶邊軸承，與普通軸承不同在于多了邊緣結(jié)構(gòu)，將法蘭與軸承結(jié)為一體。外圈上帶有法蘭的系列產(chǎn)品，使軸向定位變得簡(jiǎn)單，替代軸承座，變得更經(jīng)濟(jì)。小外徑鋼球有利于實(shí)現(xiàn)軸承的低摩擦扭矩、高剛性以及良好的回轉(zhuǎn)精度。中空軸的使用滿足了結(jié)構(gòu)輕量化要求，同時(shí)能夠提供更多的電纜配線空間。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件4、軸承類零件（2）推力球軸承推力球軸承可分為平底座墊型和調(diào)心球面座墊型兩種類型。推力球軸承由座圈、軸圈和鋼球保持架組件三部分構(gòu)成，與軸配合的稱軸圈，與外殼配合的稱座圈。該類型軸承可承受高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸向推力載荷，不承受徑向載荷。（3）深溝球軸承深溝球軸承是應(yīng)用廣泛的一種滾動(dòng)軸承，基本型的深溝球軸承由一個(gè)外圈，一個(gè)內(nèi)圈、一組鋼球和一組保持架構(gòu)成。其特點(diǎn)是摩擦阻力小，轉(zhuǎn)速高，主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件4、軸承類零件（4）交叉滾子軸承交叉滾子軸承是一種內(nèi)圈分割、外圈旋轉(zhuǎn)的特殊型號(hào)軸承。因被分割的內(nèi)環(huán)或外環(huán)，在裝入滾柱和間隔保持器后，與交叉滾柱軸環(huán)固定在一起，可防止互相分離。滾柱為交叉排列，通常只用1套交叉滾柱軸環(huán)即可承受多個(gè)方向的負(fù)荷，與其他常規(guī)軸承相比，剛性提高3~4倍。因交叉滾子軸承內(nèi)圈或外圈是兩分割的構(gòu)造，軸承間隙可調(diào)整，即使被施加預(yù)載，也能獲得高精度地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。由于其特殊結(jié)構(gòu)，交叉滾子軸承在機(jī)器人中通常用作關(guān)節(jié)軸承。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：機(jī)械結(jié)構(gòu)件4、軸承類零件（5）魚眼接頭魚眼接頭是自潤(rùn)滑桿端關(guān)節(jié)軸承的俗稱，屬于關(guān)節(jié)軸承的一種，其作用是連接兩個(gè)中心線相交的桿件，其中“魚眼”里安裝的那個(gè)軸可以繞中心線旋轉(zhuǎn)一定角度。關(guān)節(jié)軸承能承受較大的負(fù)荷，根據(jù)其不同的類型和結(jié)構(gòu)，可以承受徑向負(fù)荷、軸向負(fù)荷或徑向、軸向同時(shí)存在的復(fù)合負(fù)荷。由于在內(nèi)圈的外球面上鑲有復(fù)合材料，故該軸承在工作中可產(chǎn)生自潤(rùn)滑。魚眼接頭一般用于速度較低的擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)和低速旋轉(zhuǎn)，也可在一定角度范圍內(nèi)作傾斜運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支承軸與軸殼孔不重合程度較大時(shí)，仍能正常工作。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件在移動(dòng)機(jī)器人中常把與控制實(shí)現(xiàn)直接相關(guān)的物資統(tǒng)稱為控制硬件，包括用于系統(tǒng)開發(fā)的單片機(jī)主控板、用于傳遞運(yùn)動(dòng)的電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電源供電裝置、各類傳感器、遙控器及顯示屏等輸入輸出裝置等。1、主控板及中心板主控板的外形尺寸為150mm*1000mm，采用高性能的STM32F407主控芯片（CPU：STM32F407ZGT6，LQFP144，F(xiàn)LASH：1024K，SRAM：192K），支持寬電壓輸入，集成專用的擴(kuò)展接口，通信接口以及高精度IMU傳感器，可配合搬運(yùn)機(jī)器人產(chǎn)品或其他配件使用。

RoboMaster電調(diào)中心板2是一款專為實(shí)現(xiàn)電源及CANBus通信接口擴(kuò)展的轉(zhuǎn)接板。該中心板具有結(jié)構(gòu)緊湊、接口集成度高等特性，可同時(shí)驅(qū)動(dòng)7套動(dòng)力系統(tǒng)，采用硅膠外殼設(shè)計(jì)提高了防護(hù)等級(jí)，保障產(chǎn)品可靠運(yùn)行。移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件2、供電裝置如圖2.28所示為機(jī)器人供電裝置，由電池和電池架組成。TB47電池是一款容量為4500mAh、電壓為22.2V、帶有充放電管理功能的智能電池。該電池可以在-10℃~40℃的工作環(huán)境溫度內(nèi)工作，最大充電功率為180W。RoboMaster電池架（兼容型）是一款專為RoboMaster機(jī)器人設(shè)計(jì)的電池固定和供電器件，其安裝方式靈活，可分別選擇使用對(duì)應(yīng)兩側(cè)進(jìn)行固定。該款電池架兼容DJITB47系列和TB48系列等電池。電池架上配有電源開關(guān)，可控制電池供電，配有電池信息接口，可用于監(jiān)測(cè)當(dāng)前電池電量等數(shù)據(jù)。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件3、電機(jī)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)(1)RoboMasterM2006動(dòng)力系統(tǒng)RoboMasterM2006動(dòng)力系統(tǒng)由RoboMasterM2006P36直流無(wú)刷減速電機(jī)和RoboMasterC610無(wú)刷電機(jī)調(diào)速器組成，如圖2.29所示。M2006P36電機(jī)采用三相永磁直流無(wú)刷結(jié)構(gòu)，具有輸出轉(zhuǎn)速高、體積小、功率密度高等特點(diǎn)。該電機(jī)內(nèi)置位置傳感器，可提供精確的位置反饋，以FOC矢量控制方式使電機(jī)產(chǎn)生連續(xù)的扭矩，減速箱減速比為36:1，可應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人，快速成型技術(shù)及自動(dòng)化設(shè)備等多重領(lǐng)域。C610電調(diào)采用32位定制電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，使用磁場(chǎng)定向控制(FOC)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的精確控制，與RoboMasterM2006直流無(wú)刷減速電機(jī)搭配，組成動(dòng)力套件。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知工程實(shí)踐：調(diào)研實(shí)踐基礎(chǔ)概述--調(diào)研工具

（2）MG995舵機(jī)如圖2.30所示為一種位置（角度）伺服的驅(qū)動(dòng)器——MG995舵機(jī)，常用于無(wú)人機(jī)與機(jī)器人制作中。此類舵機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，可產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號(hào)，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出，電壓差的正負(fù)輸出決定電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)到一定的角度時(shí)，通過(guò)級(jí)聯(lián)減速齒輪帶動(dòng)電位器旋轉(zhuǎn)，使電壓差為0，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件5、常用傳感器（1）超聲波傳感器HC_SR04是一款使用較為廣泛的超聲波傳感器，常用于障礙檢測(cè)與距離測(cè)定。該模塊具有四個(gè)引腳,分別為VCC、GND、TRIG、ECHO，其中VCC、GND為供電腳，TRIG為測(cè)距觸發(fā)引腳，ECHO為測(cè)距輸入引腳。工作時(shí)，由控制口發(fā)一個(gè)10μs以上的高電平，即可以在接收口等待高電平輸出，一有輸出就可以開定時(shí)器計(jì)時(shí)，當(dāng)此口變?yōu)榈碗娖綍r(shí)則可以讀定時(shí)器的值，此時(shí)就為此次測(cè)距的時(shí)間，方可算出距離。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件5、常用傳感器（2）紅外傳感器紅外傳感器由一對(duì)紅外信號(hào)發(fā)射與接收二極管及運(yùn)放比較電路組成，發(fā)射管發(fā)射一定頻率的紅外信號(hào)，接收管接收這種頻率的紅外信號(hào)，當(dāng)紅外的檢測(cè)方向遇到障礙物（反射面）時(shí)，紅外信號(hào)反射回來(lái)被接收管接收，經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)數(shù)字傳感器接口返回到主控板，即可利用紅外波返回信號(hào)來(lái)識(shí)別周圍環(huán)境的變化。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件5、常用傳感器（3）灰度傳感器灰度傳感器是模擬傳感器，有一只發(fā)光二極管和一只光敏電阻，安裝在同一面上。灰度傳感器利用不同顏色的檢測(cè)面對(duì)光的反射程度不同，光敏電阻對(duì)不同檢測(cè)面返回的光其阻值也不同的原理進(jìn)行顏色深淺檢測(cè)。在有效的檢測(cè)距離內(nèi)，發(fā)光二極管發(fā)出白光，照射在檢測(cè)面上，檢測(cè)面反射部分光線，光敏電阻檢測(cè)此光線的強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件5、常用傳感器（4）攝像頭 OV2640攝像頭支持UXGA,SXGA,SVGA以及從SXGA按比例縮小到40*30的任何尺寸；高靈敏度、低電壓適合嵌入式應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)的SCCB接口，兼容IIC接口；支持RawRGB、RB422、RGB(RGB565/RGB555)、YUV(422/420)和YCbCr（422）輸出格式；支持自動(dòng)曝光控制、自動(dòng)增益控制、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)消除燈光條紋、自動(dòng)黑電平校準(zhǔn)等自動(dòng)控制功能；同時(shí)支持色飽和度、色相、伽馬、銳度等設(shè)置。支持圖像縮放和閃光燈，支持圖像壓縮，即可輸出JPEG圖像數(shù)據(jù)。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知知識(shí)儲(chǔ)備：控制類硬件6、輸入輸出裝置(1)顯示屏TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器，是目前最主流的LCD顯示器，具有亮度好、對(duì)比度高、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品。

(2)遙控器PS2手柄由手柄與接收器兩部分組成。手柄主要負(fù)責(zé)發(fā)送按鍵信息，接收器與單片機(jī)相連，用于接收手柄發(fā)來(lái)的信息，并傳遞給單片機(jī)。單片機(jī)也可通過(guò)接收器向手柄發(fā)送命令，配置手柄的發(fā)送模式。可通過(guò)按鍵組合實(shí)現(xiàn)多種動(dòng)作控制。

移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知工程實(shí)踐：制作物料清單熟悉搬運(yùn)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)組成和控制硬件，按機(jī)械結(jié)構(gòu)件和電控硬件分別制作物料清單。機(jī)械結(jié)構(gòu)件可劃分為底盤、云臺(tái)、機(jī)械臂、夾爪、各模塊通用標(biāo)準(zhǔn)件及常用件。一、制作物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)件物料清單底盤模塊機(jī)械結(jié)構(gòu)物料清單云臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)物料清單機(jī)械臂模塊機(jī)械結(jié)構(gòu)物料清單夾爪模塊機(jī)械結(jié)構(gòu)件物料清單其他標(biāo)準(zhǔn)件及常用件物料清單二、制作物料搬運(yùn)機(jī)器人電控元器件物料清單移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知工程實(shí)踐：制作物料清單一、制作物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)件物料清單（底盤模塊機(jī)械結(jié)構(gòu)物料清單）

序號(hào)所屬模塊物料名稱數(shù)量工藝材料/尺寸/其他1底盤麥克納姆輪4外購(gòu)80mm2底盤上鋁管2車&銑10*10mm鋁管3底盤上蓋板112D雕刻3mm碳板4底盤上蓋板312D雕刻2mm碳板5底盤下蓋板112D雕刻2mm碳板6底盤下蓋板212D雕刻2mm碳板7底盤底側(cè)梁板12D雕刻3mm碳板8底盤M3*45鋁柱8外購(gòu)9底盤M4*40絲桿4外購(gòu)10底盤L型板42D雕刻3mm碳板11底盤中間連接橋12D雕刻3mm碳板12底盤L件中間墊塊23D打印塑料13底盤輪組梁板中間墊塊43D打印塑料14底盤連接梁下墊片43D打印塑料15底盤橫架側(cè)墊塊43D打印塑料16底盤魚眼中間墊塊83D打印塑料17底盤輪組梁板42D雕刻3mm碳板18底盤輪組梁板里側(cè)42D雕刻3mm碳板19底盤黃銅連軸器4外購(gòu)加長(zhǎng)型30mm移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知工程實(shí)踐：制作物料清單一、制作物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)件物料清單（云臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)物料清單）序號(hào)所屬模塊物料名稱數(shù)量工藝材料/尺寸/其他1云臺(tái)交叉滾子軸承1標(biāo)準(zhǔn)件RA5008UUCC02云臺(tái)超聲波安裝架13D打印塑料3云臺(tái)上蓋板212D雕刻3mm碳板4云臺(tái)外擋圈13D打印塑料5云臺(tái)外圈蓋12D雕刻2mm碳板6云臺(tái)M3z12直齒輪12D雕刻3mm碳板7云臺(tái)底側(cè)旋轉(zhuǎn)板12D雕刻3mm碳板8云臺(tái)交叉滾子上墊圈13D打印塑料9云臺(tái)M3z24直齒輪12D雕刻3mm碳板10云臺(tái)交叉滾子上墊圈下13D打印塑料11云臺(tái)交叉滾子內(nèi)圈上夾板12D雕刻3mm碳板12云臺(tái)交叉滾子中間墊圈13D打印塑料13云臺(tái)交叉滾子內(nèi)圈上夾板212D雕刻3mm碳板14云臺(tái)交叉滾子外墊圈13D打印塑料15云臺(tái)交叉滾子外圈夾板12D雕刻3mm碳板移動(dòng)機(jī)器人零部件認(rèn)知工程實(shí)踐：制作物料清單一、制作物料搬運(yùn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)件物料清單（機(jī)械臂模塊機(jī)械結(jié)構(gòu)物流清單）序號(hào)所屬模塊物料名稱數(shù)量工藝材料/尺寸/其他1機(jī)械臂雙膜片聯(lián)軸器3標(biāo)準(zhǔn)件26-35-62機(jī)械臂夾爪L型板22D雕刻3mm碳板3機(jī)械臂中間墊塊313D打印塑料4機(jī)械臂上連桿112D雕刻3mm碳板5機(jī)械臂傳動(dòng)臂222D雕刻3mm碳板6機(jī)械臂左傳動(dòng)臂12D雕刻3mm碳板7機(jī)械臂右傳動(dòng)臂12D雕刻3mm碳板8機(jī)械臂三角轉(zhuǎn)接板12D雕刻3mm碳板9機(jī)械臂中間墊柱213D打印塑料10機(jī)械臂上連桿312D雕刻3mm碳板11機(jī)械臂上連桿212D雕刻3mm碳板12機(jī)械臂連桿墊塊13D打印塑料13機(jī)械臂中間墊柱113D打印塑料14機(jī)械臂電機(jī)安裝板22D雕刻3mm碳板15機(jī)械臂平行拉桿連接板12D雕刻3mm碳板16機(jī)械臂底板轉(zhuǎn)接件22D雕刻3mm碳板17機(jī)械臂左傳動(dòng)臂翻轉(zhuǎn)撥片12D雕刻3mm碳板18機(jī)械臂傳動(dòng)臂墊塊13