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S087】自动排爆机器人

图文展示3264(1)

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副标题

作品说明

作者:于立强 余之栋

单位:上海交通大学

指导老师:王留芳

1. 机器人功能简介

      小车通过自带的蓝牙模块,由手机的陀螺仪控制,通过摆动手机位置实现小车的前进、后退、左转、右转

      小车的速度可以通过手机摆动角度的大小来控制,从而实现遥操作

      当小车前进到爆炸物附近时,前端的机械臂可以在手机姿态的控制下实现360度旋转,当红外传感器发现目标时可以通过红外和触觉传感器定位目标并实现抓取。

      小车抓取爆炸物后可以将爆炸物放到指定的安全地点,释放命令通过红外传感器由人给出。

2. 设计思路及实现过程

2.1 结构部分

      四个舵机实现机械臂的四个自由度,底座为圆周舵机实现360度旋转,第二个为标准舵机实现俯仰,第三个为标准舵机通过滑块机构实现伸缩,第四个为标准舵机通过齿轮传动实现手的开合。

2.2 控制部分

      控制部分主要运用了蓝牙模块红外传感器和触须传感器后端有雷达状配重。采用自带的蓝牙控制模块与第三方app相结合的方案通过摆动手机改变手机陀螺仪的三个角度,实现控制小车前进、后退、左转、右转的运动功能,摆角大小可以控制小车运动的速度。同时当排爆小车靠近爆炸物时,手机可以控制前端机械臂360度扫描,红外传感器感应到有物体时,第二个标准舵机转动使机械臂前端靠近物体,手附近的触须传感器触碰到物体时第四个标准舵机控制手闭合实现抓取。当需要放下物体时只需向另一个红外传感器施加信号即可。

      Amarino

      Amarino是麻省理工的一个开源的安卓项目,能够很方便的读取安卓手机上得各种手机的状态,如收到短信、有电话拨入、指南针的角度、手机的姿态等,并将这些数据通过手机的蓝牙向外发送。

      探索者的蓝牙模块可以接收到Amarino发送的手机传感器的数据,配以主控板的Amarino库函数,探索者们可以很方便的使用这些数据,来控制自己的机器人。本次使用的是Orientation Sensor发送的x,y,z的角度,如下图所示

作品说明

      ② 获取最新的库函数

      探索者机器人最新的库函数托管在svnchina上,地址是http://www.svnchina.com/svn/robotway,主要添加了蓝牙数据的读取函数和滤波函数,以及执行函数,蓝牙数据的接收靠中断执行

      编写执行函数

      执行函数名为perception,程序框图如下所示:

      首先判断X方向角度是否大于200度,若是则控制机械臂旋转否则判断Z的绝对值是否大于10度,若是则依据正负确定前进或后退否则的话判断Y的绝对值是否大于5度,若是则依据正负确定左转或右转。

3. 主要创新点

      机械臂可以实现360度旋转,并可以伸缩,前端可以抓取物体,并且可以根据指示放下物体到指定位置。

      利用第三方app突破了原有蓝牙模块的限制,使小车运动拥有了更大的灵活性

      利用手机的传感器控制与单片机结合起来可以实现较精确的位置定位和速度控制

4. 遇到问题及解决措施

      机械臂抓不到物体

      解决方法调整红外传感器和触须传感器的长度、高度和角度,找到最佳位置

      小车速度控制过于灵敏

      解决方法加一个死区,防止误操作。

      机械臂旋转速度过快

      解决方法将角度值除以10再控制电机转速。

      机械臂转到某一位置时小车容易倾覆

      解决方法侧面加支撑装置。

      连不上蓝牙或经常死机

      解决方法改用小米手机。


5. 作品实物

自动排爆机器人整体外观

机械臂底部旋转电机

机械臂俯仰电机

机械臂伸缩装置

机械臂抓手

雷达状配重

6. 项目总结

      通过这次项目设计,我们学会了如何通过简易的模块搭出符合自己要求的机器人,也学会了如何编写控制程序,学会了如何改进机构的不足之处和修改代码bug,也学会了如何查阅资料以实现更强大的功能。感谢老师的辛勤指导,在此向您真诚的表达我们的感谢。

* 本项目未获得作者开源授权,无法提供资料下载

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