机器谱

【R214】轮式机械臂小车

作者：机器谱

图文展示3264(1)

图文展示3264(1)

副标题

概述
循迹搬运
蓝牙遥控搬运

1. 运动功能说明

      214号样机是一款搭载了机械臂的双轮小车。它的底盘具备基本的行驶和原地转向功能，机械臂具备抬升、放下、抓取等功能。整体上可以实现抓取、搬运、码放等功能，可作为搬运机器人、排爆机器人等的模型使用。

2. 结构说明

       214号样机的底盘是一个 023号样机 ，机械臂包含2个串联的 关节模组 和1个 舵机夹爪模组 。

3. 运动功能实现

     本样机的运动功能相当于是把底盘、关节、夹爪的动作进行组合实现。


3.1 电子硬件

在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：

主控板Basra（兼容Arduino Uno）
扩展板Bigfish2.1
电池7.4V锂电池


/*------------------------------------------------------------------------------------

  版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.

           Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at

           https://opensource.org/licenses/MIT

           by 机器谱 2022-9-14 https://www.robotway.com/

  ------------------------------

  实验功能： 小车前进→机械臂下落→夹爪闭合→机械臂抬起→小车后退→夹爪张开

  -----------------------------------------------------

  实验接线：

机械爪：D4

腕部（连接机械爪）舵机：D7

底部舵机：D11

左轮：D9，D10

右轮：D5，D6。                                     

------------------------------------------------------------------------------------*/

#include <Servo.h>


int SERVO_SPEED=20;                                        //定义舵机转动快慢的时间

int ACTION_DELAY=200;                                      //定义所有舵机每个状态时间间隔


Servo myServo[6];


int f = 50;                                                     //定义舵机每个状态间转动的次数，以此来确定每个舵机每次转动的角度

int servo_port[6] = {4,7,11,3,8,12};                            //定义舵机引脚

int servo_num = sizeof(servo_port) / sizeof(servo_port[0]);     //定义舵机数量

float value_init[6] = {125, 130, 160, 30, 60, 120};                //定义舵机初始角度


void setup() {

  Serial.begin(9600);

  pinMode(5, OUTPUT);

  pinMode(6, OUTPUT);

  pinMode(9, OUTPUT);

  pinMode(10, OUTPUT);

  for(int i=0;i<servo_num;i++){

    ServoGo(i,value_init[i]);

  }

}


void loop() {

  /*

  servo_move(90, 130, 15, 70, 10, 150);

  servo_move(90, 90, 90, 36, 110, 75);

  servo_move(90, 130, 140, 132, 44, 16);

  servo_move(90, 90, 90, 36, 110, 75);

  while(1){

    f = 20;

    SERVO_SPEED = 20;

    servo_move(120, 90, 90, 70, 10, 150);

    servo_move(90, 90, 90, 70, 10, 150);

  };

  */

  //实现了定点多角度抓取、放置的动作

  digitalWrite(5, HIGH);

  digitalWrite(6, LOW);

  digitalWrite(9, HIGH);

  digitalWrite(10, LOW);

  delay(1000);

  digitalWrite(5, LOW);

  digitalWrite(6, LOW);

  digitalWrite(9, LOW);

  digitalWrite(10, LOW);

  delay(1000);

  servo_move(125, 70, 70, 30, 60, 120);

  delay(500);

  servo_move(98, 70, 70, 30, 60, 120);

  delay(500);

  servo_move(98, 160, 160, 30, 60, 120);

  delay(500);

  digitalWrite(5, LOW);

  digitalWrite(6, HIGH);

  digitalWrite(9, LOW);

  digitalWrite(10, HIGH);

  delay(1000);

  digitalWrite(5, LOW);

  digitalWrite(6, LOW);

  digitalWrite(9, LOW);

  digitalWrite(10, LOW);

  delay(1000);

  servo_move(125, 160, 160, 30, 60, 120);

  delay(500);

  while(true);

}


void ServoStart(int which)

{

  if(!myServo[which].attached())myServo[which].attach(servo_port[which]);

  pinMode(servo_port[which], OUTPUT);

}




void ServoStop(int which)

{

  myServo[which].detach();

  digitalWrite(servo_port[which],LOW);

}


void ServoGo(int which , int where)

{

  if(where!=200)

  {

    if(where==201) ServoStop(which);

    else

    {

      ServoStart(which);

      myServo[which].write(where);

    }

  }

}


void servo_move(float value0, float value1, float value2, float value3, float value4, float value5)

{

 

  float value_arguments[] = {value0, value1, value2, value3, value4, value5};

  float value_delta[servo_num];

 

  for(int i=0;i<servo_num;i++)

  {

    value_delta[i] = (value_arguments[i] - value_init[i]) / f;


    /**************************串口查看输出*****************************/

//    Serial.print(value_init[i]);

//    Serial.print(" ");

//    Serial.print(value_arguments[i]);

//    Serial.print(" ");

//    Serial.println(value_delta[i]);

    /**************************串口查看输出*****************************/

  }

 

  for(int i=0;i<f;i++)

  {

    for(int k=0;k<servo_num;k++)

    {

      value_init[k] = value_delta[k] == 0 ? value_arguments[k] : value_init[k] + value_delta[k];


      /**************************串口查看输出*****************************/

//      Serial.print(value_init[k]);

//      Serial.print(" ");

    }

//    Serial.println();

      /**************************串口查看输出*****************************/

   

    for(int j=0;j<servo_num;j++)

    {

      ServoGo(j,value_init[j]);

    }

    delay(SERVO_SPEED);

  }

  delay(ACTION_DELAY);

 

  /**************************串口查看输出*****************************/

//   for(int i=0;i<6;i++)

//   {

//    Serial.println(value_init[i]);

//   }

  /**************************串口查看输出*****************************/

 

}

3.2 编写程序

编程环境：Arduino 1.8.19

编写并烧录以下代码（Servo_Sync_Se.ino）：

4. 扩展样机

     可以通过更换底盘、增加机械臂数量、改变机械臂安装位置、增加或减少机械臂的关节数量来对样机进行扩展。






















5. 资料下载

资料清单

序号

内容
1

214号样机3D文件

2214号样机例程源代码
点击打包下载


概述

1. 任务描述

      本实验中机器人（214f）将通过完成将工作区外的工件搬运至工作区的任务，来模拟机器人的搬运过程。机器人首先需要通过循迹找到未存放在工作区内的工件，然后利用机械爪将工件夹起并保持工件处于加持状态（距离地面1cm以上），最后将工件搬运至工作区即算完成任务。

循迹搬运

工件和场地如下图所示：

2. 电子硬件

    在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：

主控板Basra（兼容Arduino Uno）
扩展板Bigfish2.1
传感器灰度×2
电池7.4V锂电池


/*********************************************************************

  版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.

           Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at

           https://opensource.org/licenses/MIT

           by 机器谱 2022-10-20 https://www.robotway.com/

***************************   实验接线 ******************************

左侧车轮接6/10端口；右侧车轮接5/9端口；

关节模块的舵机线连接到D11端口，机械爪的舵机线连接到D12端口

******************************************************************/


#include <Servo.h>


Servo servo_pin_12;

Servo servo_pin_11;


void grab();

void trun_left();

void forward();

void putdown();

void go_putdown();

void carstop();

void trun_right();

void brake();


void setup()

{

  pinMode( 18, INPUT);

  pinMode( 14, INPUT);

  pinMode( 10, OUTPUT);

  pinMode( 6, OUTPUT);

  pinMode( 5, OUTPUT);

  pinMode( 9, OUTPUT);

  servo_pin_12.attach(12);

  servo_pin_11.attach(11);

  servo_pin_12.write( 91 );


  servo_pin_11.write( 145 );


  delay( 1500 );


}


void loop()

{

  if (!( digitalRead(18) ))

  {

    if (!( digitalRead(14) ))

    {

      brake();

      grab();

      go_putdown();

    }

    else

    {

      trun_right();

    }

  }

  else

  {

    if (!( digitalRead(14) ))

    {

      trun_left();

    }

    else

    {

      forward();

    }

  }

}


void go_putdown()

{

  forward();

  delay( 500 );

  carstop();

  delay( 1000 );

  putdown();

  while ( true )

  {

    carstop();

  }


}


void trun_right()

{

  analogWrite(6 , 80);

  analogWrite(10 , 0);

  analogWrite(5 , 0);

  analogWrite(9 , 80);

}


void forward()

{

  analogWrite(6 , 80);

  analogWrite(10 , 0);

  analogWrite(5 , 80);

  analogWrite(9 , 0);

}


void carstop()

{

  analogWrite(6 , 0);

  analogWrite(10 , 0);

  analogWrite(5 , 0);

  analogWrite(9 , 0);

}


void trun_left()

{

  analogWrite(6 , 0);

  analogWrite(10 , 80);

  analogWrite(5 , 80);

  analogWrite(9 , 0);

}


void grab()

{

  servo_pin_12.write( 50 );

  delay( 1000 );

  servo_pin_11.write( 110 );

  delay( 1000 );

}


void brake()

{

  analogWrite(6 , 100);

  analogWrite(10 , 100);

  analogWrite(5 , 100);

  analogWrite(9 , 100);

  delay( 500 );

}


void putdown()

{

  servo_pin_11.write( 145 );

  delay( 1000 );

  servo_pin_12.write( 91 );

  delay( 1000 );

}

3. 示例程序

流程图：

编程环境：Arduino 1.8.19

例程代码（214f_porterage.ino）如下：

4. 资料下载

资料清单

序号

内容
1

214号样机-循迹搬运-例程源代码

2工件3D文件
点击打包下载


蓝牙遥控搬运

1. 功能描述

      本文提供的示例所实现的功能为：用手机APP遥控R214e号样机实现移动和搬运。

      通过手机APP遥控R214e号样机完成将工作区外的工件搬运至工作区的任务，来模拟机器人的搬运过程。首先手机遥控机器人找到未存放在工作区内的工件，然后利用机械爪将工件夹起并保持工件处于夹持状态，最后将工件搬运至工作区即算完成任务。

2. 所用样机

    R214e

3. 电子硬件

    在这个示例中，我们采用了以下硬件，请大家参考：

主控板Basra（兼容Arduino Uno）
扩展板Bigfish2.1
电池7.4V锂电池
通信

蓝牙串口模块


/*------------------------------------------------------------------------------------

  版权说明：Copyright 2022 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved.

           Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at

           https://opensource.org/licenses/MIT

           by 机器谱 2022-10-26 https://www.robotway.com/

  ------------------------------

  实现功能： 从串口（蓝牙）接收字符，根据不同字符分别做出前进、原地左转、原地右转、夹爪打开、夹爪闭合、关节抬起、关节放下的动作。

  -----------------------------------------------------

  实验接线：

关节：D12

机械爪：D11

左轮：D5，D9

右轮：D10，D6。                                     

------------------------------------------------------------------------------------*/

#include <Servo.h>


int _ABVAR_1_data = 0 ;

Servo servo_pin_11;

Servo servo_pin_12;


void tai();

void zhua();

void stop();

void fang();

void jiang();

void turnright();

void turnleft();

void go();


void setup()

{

  pinMode( 10, OUTPUT);

  pinMode( 6, OUTPUT);

  pinMode( 5, OUTPUT);

  pinMode( 9, OUTPUT);

  Serial.begin(9600);

  servo_pin_11.attach(11);

  servo_pin_12.attach(12);

}


void loop()

{

  _ABVAR_1_data = Serial.parseInt() ;

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 1 ) ))

  {

    go();

  }

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 3 ) ))

  {

    turnright();

  }

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 4 ) ))

  {

    turnleft();

  }

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 5 ) ))

  {

    stop();

  }

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 6 ) ))

  {

    zhua();

  }

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 7 ) ))

  {

    fang();

  }

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 8 ) ))

  {

    tai();

  }

  if (( ( _ABVAR_1_data ) == ( 9 ) ))

  {

    jiang();

  }

}


void zhua()

{

  servo_pin_11.write( 63 );

}


void fang()

{

  servo_pin_11.write( 80 );

}


void go()

{

  analogWrite(5 , 80);

  analogWrite(9 , 0);

  analogWrite(6 , 80);

  analogWrite(10 , 0);

}


void jiang()

{

  servo_pin_12.write( 75 );

}


void turnleft()

{

  analogWrite(5 , 0);

  analogWrite(9 , 0);

  analogWrite(6 , 80);

  analogWrite(10 , 0);

}


void turnright()

{

  analogWrite(5 , 80);

  analogWrite(9 , 0);

  analogWrite(6 , 0);

  analogWrite(10 , 0);

}


void tai()

{

  servo_pin_12.write( 30 );

}


void stop()

{

  analogWrite(5 , 255);

  analogWrite(9 , 255);

  analogWrite(6 , 255);

  analogWrite(10 , 255);

}

      为样机安装好电子模块，将关节模块的舵机线连接到D12端口，机械爪的舵机线连接到D11端口。SH-01扩展板的直流电机接口组合是5/9，6/10，分别接左侧车轮电机和右侧车轮电机。

4. 示例程序

编程环境：Arduino 1.8.19

程序通过使用if语句来判断读取到的串口的不同字符值来匹配不同的动作，从而实现对机器人的远程控制。

接收到“1”的时候，执行前进；

接收到“3”的时候，执行左转；

接收到“4”的时候，执行右转；

接收到“5”的时候，执行停止；

接收到“6”的时候，机械爪闭合；

接收到“7”的时候，机械爪张开；

接收到“8”的时候，机械臂抬起；

接收到“9”的时候，机械臂放下；

手机APP的键值按上述规则进行配置，配置方法请参考蓝牙串口模块。

例程代码（R214e_Bluetooth_RC.ino）如下：

5.资料下载

资料清单

序号

内容
1

R214e-蓝牙遥控例程源代码

2蓝牙串口助手(新版)
点击打包下载
© 2022 机器时代（北京）科技有限公司  版权所有
机器谱——机器人共享方案网站
学习  开发  设计  应用