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S111】基于arduino的遥控拖地机器人设计

图文展示3264(1)

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副标题

作品说明

1. 研究背景

      随着现代社会生活节奏的加快,人们或忙于工作,或享受生活,时间越来越宝贵,所以不会把时间浪费在整理家务和打扫卫生方面。收入水平的不断提高使得人们对生活质量的要求越来越高高品质的生活首先要保证居住环境的干净卫生,因此大家渴望找到一种机器人,能够智能的打扫房间卫生。随着科学技术的发展,机器人也越来越多的被应用。机器人的出现,提高了生产过程中的自动化程度,减轻了劳动力,改善了劳动条件。

2. 作品结构设计

2.1 功能

      遥控四驱小车运动

      桨叶通过旋转完成拖地

      机械手抓取洒水瓶洒水/清洁剂

      履带机构实现爬坡越障

2.2 工作原理

      本作品由四个直流电机控制小车运动,通过红外线遥控控制直流电机,由电机的差速运动使小车实现转向车头部分通过两个直流电机实现履带转动,再由舵机及其机构实现从动轮的升降,使小车具有爬坡越障功能底部由一个直流电机控制桨叶旋转,实现扫地功能车上部由三个舵机控制机械手六个自由度的转动,从而实现各个方位的清洁剂喷洒爪子部分由一个舵机控制开闭,实现清洁剂的装卸。

作者:吴婷婷 孙昕禹 黄珏皓 郑皓 王鹏涛

单位:杭州师范大学钱江学院

指导老师:吴小涛

作品说明

基于arduino的遥控拖地机器人

2.3 机构组成

      桨叶

      l 仿电风扇叶片

      l 直流电机控制停转

      l 减少叶片重量

第一代桨叶

改进版桨叶

机械手

l 四个舵机控制

l 抓取洒水瓶

l 重启自动复位

履带机构

l 辅助爬坡

l 直流电机控制履带转动

l 舵机控制旋转角度

3. 示例程序

3.1 四驱车及桨叶控制程序

#include <IRremote.h>

int RECV_PIN = 8; //遥控引脚

int velocity; //定义速率

IRrecv irrecv(RECV_PIN);

decode_results results;

void setup()

{

  Serial.begin(9600);

  irrecv.enableIRIn();

  pinMode( 5 , OUTPUT);

  pinMode( 6 , OUTPUT);

  pinMode( 9 , OUTPUT);

  pinMode( 10 , OUTPUT);

  velocity=150;

}

void loop() {   if (irrecv.decode(&results))    {   Serial.println(results.value, HEX);   irrecv.resume();       }   switch(results.value)   {     case 0x4DB253AC: // 前进    Forwards();    break;    case 0x4DB24BB4: // 后退    Black();    break;

case 0x4DB29966:   // 左转    Left();    break;    case 0x4DB2837C:   // 右转    Right();    break;    case 0x4DB23BC4:   //停止    Stop();    break;   }}void Left()       //小车左转子函数{analogWrite( 6 , 0);analogWrite( 5 ,   0);   //驱动右侧电机转动analogWrite( 10 , 0 );analogWrite( 9 , velocity ); //左侧电机停转}void Right()      //小车右转子函数{analogWrite( 6 , 0 );analogWrite( 5 , velocity ); //右侧电机停转analogWrite( 10 , 0);analogWrite( 9 , 0 );//驱动左侧电机转动}void Forwards()     //小车前进子函数{ analogWrite( 6 , 0);analogWrite( 5 , velocity );analogWrite( 10 , 0 );analogWrite( 9 , velocity ); }void Stop()        //小车停止子函数{ analogWrite( 6 , 0 );analogWrite( 5 , 0 );analogWrite( 10 , 0 );analogWrite( 9 , 0 ); }void Black()        //小车后退子函数{ analogWrite( 6 , velocity );analogWrite( 5 , 0 );analogWrite( 10 , velocity );analogWrite( 9 , 0 ); }


#include<Servo.h>

Servo myservo;

Servo myservo1;

Servo myservo2;

Servo myservo3;

Servo myservo4;

int pos=0;

#include <IRremote.h>

int RECV_PIN = 8;

int velocity; //定义速率

IRrecv irrecv(RECV_PIN);

decode_results results;

void setup()

{

Serial.begin(9600);

irrecv.enableIRIn();

pinMode( 5 , OUTPUT);

pinMode( 6 , OUTPUT);

pinMode( 9 , OUTPUT);

pinMode( 10 , OUTPUT);

velocity=150;

myservo.attach(11);

myservo1.attach(3);

myservo2.attach(4);

myservo3.attach(7);

myservo4.attach(12);

}

void loop()

{

  if (irrecv.decode(&results)) {

  Serial.println(results.value, HEX);

  irrecv.resume(); }

  switch(results.value)

  { case 0x4DB201FE:         // 启动       

    Forwards();

    break;

    case 0x4DB2817E:         // 停止

    Stop();

    break;

    case 0x4DB241BE:         //机械手   

    Auto();

    break; }

}

void Auto()       

{

myservo1.write(pos=0);

myservo2.write(pos=60);

myservo3.write(pos=90);

myservo4.write(pos=120);

  delay(3000);

myservo2.write(pos=-60);

myservo3.write(pos=-90);

}

void Forwards()

{

analogWrite( 6 , 0);

analogWrite( 5 , velocity );

analogWrite( 10 , 0 );

analogWrite( 9 , velocity );

myservo.write(pos=-90);

  delay(3000);

}

void Stop()

{

analogWrite( 6 , 0 );

analogWrite( 5 , 0 );

analogWrite( 10 , 0 );

analogWrite( 9 , 0 );

  myservo.write(pos=90);

  delay(3000);

}


3.2 机械手及履带机构控制程序

4. 注意事项

      ① 一块Arduino开发板只有两对控制直流电机的引脚,本作品用到了7个直流电机,4组不同程序的电机,因此需要两块开发板。

      ② 在实际操作中发现,在Arduino开发板中,当直流电机与舵机同时接在一个板上时,控制直流电机的D9和D10引脚会失效。

5. 应用前景

      近几年扫地机器人正以惊人的速度普及,处于不断发展壮大的时期,市场发展十分迅猛,不但提升用户体验而且满足实际功能的需求。在前期发展阶段,扫地机器人主要以改进扫地效能为主。但现阶段,扫地机器人在保证提供优良的清洁效果的前提下,正在慢慢往多传感器融合导航路径规划等核心化技术发展方向上发展。

      本作品为一款简版机器人,适用于大空间的地面清洁,且工作杂音较小整个清洁过程不需要特别的人为干预,具有轻便省时省力的特点。对地面上较薄的浮沉,如头发和较小的纸屑垃圾,清洁效果明显,可以轻易解决且能够自动感应障碍物,不需人工操作便可实现自动爬坡翻越障碍物。运用了红外遥控功能,可利用红外遥控,控制整体机械结构的前进后退以及机械手的抓取同时车身可以携带清洁用品,方便清洁时的擦洗和运转,使清洁效果更佳,实际应用效果更明显。

* 本项目未获得作者开源授权,无法提供资料下载

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