2017搬运赛技术培训ppt课件

1、机器人自主搬运赛技术培训2021.10.搬运竞赛三要素构造设计行驶算法场地战略.搬运竞赛三要素 构造设计决议能不能经过妨碍，完成规定义务 行驶算法决议能不能顺利经过妨碍并顺利完成义务 场地战略决议能不能获得好名次.一、场地与战略.每次搬运1个物料1.单次完成度高2.总体完成度低3.时间长4.构造设计简单5.程序设计复杂.每次搬运2个物料1.单次完成度较高2.总体完成度普通3.时间较长4.构造设计简单5.程序设计复杂.每次搬运3个物料1.单次完成度普通2.总体完成度较高3.时间较短4.构造设计普通5.程序设计普通.一次全部搬运完成1.单次完成度低2.总体完成度较高3.时间短4.构造设计难5.程序

2、设计简单.二、机构设计技术要点.底盘机构夹持机构装载机构.地形分析地形简单，特殊地形为妨碍物挡板和一个斜坡窄桥。对底盘构造设计要求较低，对车身尺寸和整个车身的重心设计要求高。.底盘机构.挪动速度快运动性能稳定攀爬稳定性普通.挪动速度慢运动性能稳定攀爬稳定性普通.挪动速度慢运动性能稳定攀爬稳定强.挪动速度快运动性能稳定攀爬稳定性强.夹持机构.齿轮组夹持器连杆组夹持器齿轮连杆组夹持器.自在度分析胜利搬运物料：前伸后退，夹取，拿起放下，翻转，转移5自在度：每个动作都依托机械臂执行。4自在度：前伸后退经过底盘执行，其他动作经过机械臂完成。3自在度：前伸后退、转移经过底盘执行，其他动作经过机械臂完成。2

3、自在度：前伸后退、转移经过底盘地形，夹取和拿放的动共用一个自在度，翻转一个自在度。.装载机构平板类：采用探求者圆形件与平板件简单组装即可。构造非常简单，但体积跟物料数量正相关，小车行进过程中物料稳定性较差。箱体类：采用探求者金属机械零件简单组装即可。构造简单，物料运输过程中稳定性较好，但所占空间大，添加车体分量。.如何避障传感器选择：近红外、超声测距近红外：触发范围正常光线下30cm左右，识别间隔不可调，根据延迟调理转向。超声测距：触发范围3m左右，触发间隔可调，根据间隔或者延迟调理转向。.问题1、爬不上去 1竞赛为EVA材质的妨碍，打滑问题根本不存在。 2提高小车动力，我们可以添加电机来做到

4、动力的提升。或设计传动机构使每个轮子都能输出转矩。 3提高小车的速度，我们可以添加轮胎的直径来提高速度，比如用履带缠绕轮胎或者运用大履带轮胎。或设计传动机构减小传动比。 4调整构造设计，使重心靠前。或设计一个可以改动重心位置的机构。.分析问题2、走不直 察看： 1是不是由于轮胎在空间上的不对称导致各个轮胎的旋转中心轴交叉以致于小车不能走直线？ 2是不是由于每个电机的转速不一致，导致小车不能走直线？ 3是不是由于轮胎的大小不一致，导致小车不能走直线？.处理问题2、走不直 处理方案： 1调整构造：支架组装拧紧、联轴器和圆周舵机的输出头拧紧、改换运用长久导致零件磨损变形的零件、竖直方向不对称可以添加

5、纸张、塑料带等不超出竞赛规那么的薄片。 2调整电机转速，可以经过程序微调。 3假设小车一直向某侧偏斜，可以尝试互换左右两边的部分机构，以平衡误差。.处理问题3、转弯时直流电机卡顿 主要缘由是用数字量控制直流电机时，直接接的VIN电压，也就是电池实时电压，根本是当时的最大电压；而用模拟量控制时，电压值只是在255时才干到达最大，其他的值电压都比较小。 假设他的底盘轴距较长前后轮之间的间隔，或转弯时阻力较大，那么在转向时就会需求一个较大的扭矩。假好像时他模拟值给的比较小，就会呵斥电机力量不够。这就是出现卡顿的缘由。一旦电机堵转，电机重新启动时，用的是较低的那个电压，加速度缺乏，呵斥启动也比较慢，甚

6、至启动不了。 所以假设要改良，要么是用数字量，加大电压，要么改构造，想方法转弯时缩短轴距，或者减小转弯阻力。 .1.调整构造：铰接位置留意轴套和小垫片等零件，螺丝螺母拧紧。查看层次能否正确。2.夹持角度调整：角度过小，夹持力满足，但是能够让舵机堵转，舵机堵转会产生抖动，会影响夹持效果。2.在夹持器上添加海绵软质弹性物质，添加摩擦和缓冲。处理问题4、抓取时物料容易掉.分析问题5、运输时物料容易掉1.车在行进过程中难免抖动，所以本来放置好的物料能够会产生位置廉价，甚至物料丧失。2.放置物料时位置偏移较大，行进过程中偏移掉落。.处理问题5、运输时物料容易掉1.选用箱体载物台2.添加限位安装:在载物台

7、周围用探求者机械零件装一个矮的边框，或者在载物台周围装螺丝。.三、电路与程序设计技术要点.根本技艺 数字量输入 digitalread() 数字量输出 digitalwrite() 模拟量输入 analogread() 模拟量输出 analogwrite() 条件语句 条件嵌套语句 有限形状机switch语句.1、条件语句单传感器传感器战略伪码1向右前行驶 if 1 RS；0向左前行驶 if 0 LS；小车轨迹传感器.1、条件语句穷举传感器1传感器2穷举法伪码11 if 1，1 S；10 if 1，0 L；01 if 0，1 R；00 if 0，1 S；小车传感器1轨迹传感器2.1、条件语句例

8、程void loop() if ( !( digitalRead(14) ) & digitalRead(16) ) left(); if ( digitalRead(14) & !( digitalRead(16) ) ) right(); if ( !( digitalRead(14) ) & !( digitalRead(16) ) ) str(); if ( digitalRead(14) & digitalRead(16) ) str(); .1、条件语句穷举优化i=digitalRead(14);j=digitalRead(16);void loop

9、() if (i=1 & j=0 ) left(); if (i=0 & j=1 ) right(); if (i=1 & j=1 ) str(); if ( i=0 & j=0) str(); .2、条件语句嵌套传感器1传感器2穷举法伪码嵌套法伪码11 if 1，1 S； a=传感器1取值； b=传感器2取值； ifa=b S;00 if 1，0 S；01 if 0，1 R； else if (a=0&b=1) R;10 if 1，0 L； else L;小车传感器1轨迹传感器2.2、条件语句嵌套(写法2)传感器1传感器2穷举法伪码嵌套法伪码01 if

10、 0，1 R； a=传感器1取值 b=传感器2取值 if (a=0&b=1) R; 10 if 1，0 L； else if (a=1&b=0) L;11 if 1，1 F； else F;00 if 1，0 F；小车传感器1轨迹传感器2.2、条件语句嵌套void loop() if ( !( digitalRead(14) ) & digitalRead(16) ) left(); else if ( digitalRead(14) & !( digitalRead(16) ) ) right(); else str(); .3、有限形状机 有限形状机把复杂的

11、控制逻辑分解成有限个稳定形状，在每个形状上判别事件。由于有限形状机有有限个形状，因此可以在实践中实现。有限形状机可以广泛的运用于机器人多个传感器触发组合形状的判别，大大提高检测效率。 有限形状机普通是用Switch语句来实现。如：switch(s)case1:动作1;break;case2:动作2;break;case3:动作3;break;case4:Act_Stop();break;default:;break;这段语句实现的关键，就是把传感器的触发形状与case对应起来，即可以把几个传感器的触发形状用数字表示出来。.方法并不难，下面，我们把每组传感器前往值看成一个二进制数值传感器2传感器

12、1结果十进制111131010201011000003、有限形状机.于是，只需我们知道了传感器们的触发形状，也就知道了序号；知道了序号，也就知道了传感器们的触发形状。用这个序号去写switch语句，再适宜不过了。下面我们要做的是，用一种算法，让机器人可以前往本人接纳到的传感器组合值的二进制数据。3、有限形状机.我们可以运用以下算法来实现：首先设置一个变量s，这个s的结果，将是传感器组的二进制形状序号。我们还需求用到一个重要的运算符“，这个运算符的意义是：左移如：1n，意思是1向左挪动n位，空出来的数位用0填补。如：11，结果就是10；12，结果就是100；1011，结果就是1010只需让机器人

13、依次前往各个传感器的形状数值，最早获取的，放在最右；第二获得的，左移1位，第三获得的，左移2位，以此类推。如两个传感器均触发：先获得1号的数值真并左移零位，得再获得2号的数值真并左移一位，得两数值取“或，即可得110110.数学问题处理了，很容易就可以转化为程序语句：s=0;for(i=0;i2;i+) /设此例中有2个传感器s=s|(传感器i的采值i);/获得传感器值，移位，或运算.于是switch语句可以写为：switch(s) case 0 x00 : 动作0;break; /序号也可以写作16进制数值case 0 x01 : 动作1;break;case 0 x02 : 动作2;bre

14、ak;case 0 x03 : 动作3;break;default:;break;.下面我们以一个三传感器循迹小车程序为例，再来稳定一遍：321右左.传感器触发情况、小车行驶形状、对应行为战略表：传感器3传感器2传感器1序号小车形状动作0000都没触发，能够是跑偏了停0011小车左偏向右调整0102小车正中前进0113在黑线处小车左偏向右调整1004小车右偏向左调整1015在此跑道上不能够无1106在黑线处小车右偏向左调整1117遇到横线前进.伪码如下：s=0;for(i=0;i3;i+)s=s|(Input(i+1,1)i);switch(s) case 0 x00 : 停;break;ca

15、se 0 x01 : R;break;case 0 x02 : F;break;case 0 x03 : R;break;case 0 x04 : L;break;case 0 x06 : L;break;case 0 x07 : F;break;default:;break;.循迹相关问题 景象1：程序没有问题，但小车无视黑线，完全没有循线。 分析问题： 小车无视黑线，能够缘由是： 传感器坏了； 传感器安装位置不适宜，导致传感器没有触发； 程序中直行时delay时间太长导致没能及时检测到传感器形状；. 处理方法： 1我们可以先单独测试一下传感器能否损坏，用串口测值或点亮LED的方法进展测试，

16、假设确认传感器坏了，改换新传感器。 2假设传感器是好的那么能够是传感器的安装位置不适宜，先不要将传感器固定在机器人身上，而用手持的方法，利用用串口测值或点亮LED的方法进展测试，找到适宜的安装位置，再进展安装。 3缩短delay()时长，提高检测频率。.循迹相关问题 景象2：循线时，传感器检测到黑线，但小车发生“蛇行；或紧接着识别黑线不灵。 分析问题： 1能够是小车两侧轮子差速过大，导致转弯半径太小，从而“蛇行； 2能够是转弯动作delay时间过长，导致下次识别不灵。 3能够是小车速度太快，外加程序执行效率不高，导致未能识别到黑线。 处理方法： 1转弯时减小电机转动差速，或用转向机构替代差速转

17、向； 2缩短delay时间，或不运用delay； 3改换转速慢的电机或提高程序执行效率。.循迹相关问题 景象3：小车经过斜坡妨碍时，传感器误触发。 分析问题： 误触发的缘由能够是： 1遇到妨碍，轮子被抬起，车身倾斜，传感器与地面间的间隔变化，导致传感器误触发。 处理方法： 1调整delay的时间长度，尽量降低误触发引起的动作影响。 2经过对横线计数，为窄桥和楼梯分别安排适宜的delay时长。.循迹直角转弯问题 在直角位置转弯时，普通的转弯动作容易偏离。需求左右反转，原地转向。 但循迹时原地转向的动作会呵斥行进速度变慢，因此，最好是遇到路口再触发一个短暂的原地转向动作。快速慢速同向一快一慢：转弯

18、同速一正一反：原地旋转.传感器触发实时监测问题 机器人在任务过程中出现异常，传感器能否正常触发了？这是困扰许多参赛队的问题。 我们平常学习和做实验时，往往利用串口监视器监测传感器的触发情况，但是这总是离不开电脑，如何更方便的在机器人任务过程中监测呢？其实利用LED点阵上的亮点即可监测。.如何添加传感器接口？ ARM7主控板，Bigfish扩展板都只需4个传感器接口，对于一些参赛队来说，这个数量能够不够。那么怎样添加传感器接口呢？ 对于ARM7主控板来说，只需一个方法，就是把两个ARM7主控板经过串口串联在一同，做成主从构造，从而添加传感器口。但是这种方法传输数据速度较慢，运用时需求留意。.如何添加传感器接口？ 对于Bigfish扩展板来说，首先可以利用背后的跳线帽，将舵机接口更改为数字传感器接口。.如何添加传感器接口？ 还有能扩展出更多传感器口的方法。 Basra主控板总共有20个I/O口，实际上能同时衔接的传感器上限是20个。驱动数字量传感器和简单的模拟量传感器，只需求3根针：GND、VCC、信号针D口或A口。因此我们可以把红色接口的两个信号针，用杜邦线单独引出来用。或者从板子上下的横排座坞引出；或者从下方的两个25座坞引出。这种灵敏的做法，可以最大限制的利用针脚，并且尽量减少对舵机数