[工学]果实采摘机器人技术报告.docVIP

目录 0B一、报告总述 3 6B1.1 机器人功能展示 3 7B1.2 取胜思路 5 21B1.2.1预赛方案 6 22B1.2.2复赛方案 7 8B1.3 设计研制的内容与重点 8 23B1.3.1 七个舵机的控制 8 24B1.3.2四轮转弯方案的设计 9 1B二、机械结构设计 9 9B2.1 机器人总体结构设计 9 10B2.2 各系统详细结构设计及其原理 10 11B2.3 电路安置以及传感器的分布 15 12B2.4 电机、舵机选型 18 25B2.4.1电机的选型 18 26B2.4.2小舵机的选型 18 27B2.4.3大舵机的选型 19 13B2.5 尺寸和重量 19 2.6 主要零件设计图 20 2B三、电路部分 29 14B3.1电路功能描述 29 15B3.2主控芯片选型 29 28B3.2.1 AVR单片机 29 29B3.2.2开关稳压集成电路 30 30B3.2.3 H桥直流电机控制芯片 31 31B3.2.4 舵机控制芯片 32 16B3.3传感器选型 33 17B3.4电路原理图 35 32B3.4.1单片机（最小系统及下载）原理图 35 33B3.4.2传感器原理图 35 34B3.4.3舵机驱动CD4017原理图 36 35B3.4.4直流电机驱动原理图 37 36B3.4.5电源部分原理图 37 37B3.4.6控制板原理图 39 18B3.5PCB图 40 38B3.5.1中间的核心板总原理图 40 39B3.5.2控制板的PCB 41 40B3.5.3前中后传感器的PCB 41 3B四、方案创新点 42 4B五、尚未解决的难点 43 5B六 、经费 44 19B6.1机器人制作 44 20B6.2.电路制作 44 0B一、报告总述 6B1.1 机器人功能展示 机器人在启动区情况展示，如下图所示： 图1-1-1 机器人在启动区 机器人采神果展示，如下图所示： 图1-1-2 机器人摘取神果 机器人同时摘取黄绿果实展示，如下图所示： 图1-1-3机器人同时摘取黄绿果实 机器人倾倒果实展示，如下图所示： 图1-1-4 机器人倾倒果实 7B1.2 取胜思路 在采果实比赛中有两对进行比赛，场地被中间的三棵果树平均地隔开，两边的场地也是一模一样的。队伍参加比赛时，每个队伍各占一半场地，分为红方和蓝方。在进行对策分析时，假设我们队伍为红方，场地如下所示： 图1-2-1 场地规划图 首先，我们对场地进行了编号和总体规划。图中的1、2、3为三棵果树的标号，ABC分别为果树左侧的果实采集点、中间的红果采集点、果树右侧果实采集点。绿色箭头通道列为专门的果实运送通道，为便于倾倒，该机器人在该通道上运送果实时，倒退行驶。 在整个比赛过程中，预赛属于无对抗型比赛，复赛为对抗型比赛，再结合机器人的储物量，所以我们分别作出两类方案。 21B1.2.1预赛方案 预赛方案一：满分方案 图1-2-1-1 预赛方案一 上图路线描述：第一次：启动区——1号树A取果实——1号树C取果实——1号树B取果实——存储区 第二次：存储区——2号树A取果实——2号树B取果实——存储区 第三次：存储区——3号树A取果实——3号树C取果实——3号树B取果实——3号树A——存储区 预赛方案二：保险方案 由于机器人在运行过程中可能会受到一些不可预料的干扰，在场地上运行的时间越长，出错的概率也越大，所以我们推出此方案。 图1-2-1-2 预赛方案二 上图路线描述：第一次：启动区——1号树A——1号树C取果实——3号树B取果实——3号树A——存储区 第二次：存储区——3号树A取果实——2号树B取果实——2号树A取果实——存储区 第三次：存储区——1号树A取果实——1号树B取果实——存储区 22B1.2.2复赛方案 对于复赛的考虑，我们的总体思路是取一半多的果实锁定胜局。 复赛方案一：正常思路 图1-2-2-1 复赛方案一 上图路线描述：第一次：启动区——1号树A——1号树C取果实——1号树B取果实——存储区 第二次：存储区——2号树B取果实——2号树A取果实——存储区 复赛方案二：防止对方抢占2号树果实 图1-2-2-2 复赛方案二 路线描述：讲方案一得顺序反过来，先拿1号树的红果实和2号树的果实，再拿一号树的剩下的果实。 复赛方案三：特殊方案一 直接收集两个神果，锁定胜局。 图1-2-2-3 复赛方案三 复赛方案四：特殊方案二 摘取1号树全部果实，紧接着摘取其他果实。 图1-2-2-4 复赛方案四 上图路线描述：启动区——1号树A取果实——1号树C取果实——一号树B取果实——3号树A摘取果实——2号树B摘取果实——2号树A摘取果实——储物区。 8B1.3 设计研制的内容与重点 23B1.3.1 七个舵机的控制 如何有条不紊地把七个舵机控制