神風(fēng)快遞-機(jī)械部分

1、1、機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)：隊(duì)的機(jī)器人主要分三部分：底層先走部分，上層識(shí)別與抓取部分，物品放置部分。2、下層底盤結(jié)構(gòu)：2.1、全向輪一開始選用的是下面這種 58 毫米樂高兼容全向輪：顏色:黑色車輪直徑:58 毫米輥直徑:13 毫米 閥體材質(zhì):尼龍 輥材料:TPR負(fù)載容量:3 公斤凈重:60 g但后來改用了 58 毫米直徑中鳴全向輪。因?yàn)樵冗x用的電機(jī)的扭矩，所以隊(duì)再次采購，那一次選用的是電機(jī)、支架、聯(lián)軸器、萬向輪完全配套的二手貨，所以附帶的改用了中鳴全向輪。2.2、電機(jī)電機(jī)一開始選擇的是 ASLONG JGA25-310 微型直流電機(jī)這是選擇的電機(jī)的參數(shù)：電壓范圍 6-12V額定電壓 12V空載：轉(zhuǎn)速

2、 235rpm 電流 90mA負(fù)載轉(zhuǎn)矩：轉(zhuǎn)速 164rpm 電流 280mA 扭矩 0.74kg*cm 功率 0.5w堵轉(zhuǎn)：扭矩：2.9kg*cm 電流 0.85mA比 34尺寸 21mm質(zhì)量 65g雖然在人意料，前對的機(jī)器人做過了扭矩估計(jì)，但實(shí)際的情況卻出先是低估了絲桿的重量，二來應(yīng)該是被淘寶賣家坑了，因?yàn)槲易隽藗€(gè)小測試發(fā)現(xiàn)，這種電機(jī)的扭矩應(yīng)該比淘寶賣家給出的數(shù)據(jù)要小上將近2 成。雖然本人不太喜歡 25mm 電機(jī)，因?yàn)楸凰恿?，浪費(fèi)了不少時(shí)間。但是我這里還是說一下吧：如果是對抗賽的話，25mm 電機(jī)不見得不好用。參加的賽往往需要一些比較復(fù)雜、沉重的機(jī)械部分。而對抗賽往往追求的是簡單輕便，25

3、mm 電機(jī)相比 37 電機(jī)要輕一些，體積也小不少，用在對抗賽上還是比較好用的。后來選用的是 ASLONG-JGB37-520馬達(dá) 微型直流電機(jī)因?yàn)槭嵌重?，所以并沒有選擇具體型號(hào)的權(quán)利，結(jié)果發(fā)現(xiàn)買回來的電機(jī)雖然扭矩相當(dāng)?shù)膹?qiáng)悍，但是速度也是非常的慢。少了不少分?jǐn)?shù)都是因?yàn)檫@電機(jī)的龜速造成的。這一次比賽這就是直流電機(jī)一個(gè)相當(dāng)讓人頭疼的地方了，同一型號(hào)的情況下，想要獲得更大的扭矩就勢必要降低速度。所以在這里有重要的兩點(diǎn)告訴學(xué)弟學(xué)妹們：1、要盡可能精確的進(jìn)行預(yù)估算，在保證扭矩足夠的情況下，電機(jī)的速度是同型號(hào)中最快的。2、機(jī)械設(shè)計(jì)上一定要盡可能的往輕便的方向去設(shè)計(jì)，因?yàn)榍胺ǚ浅５?，在沒有經(jīng)驗(yàn)，沒有吃過些虧

4、的情況下，不可能一下子就選到了最適合的電機(jī)，還不如多花點(diǎn)功夫在機(jī)械設(shè)計(jì)上，盡可能的減少負(fù)重。1.3、電機(jī)支架25mm電機(jī) 固定架37mm電機(jī) 固定架1.4、光電傳感器的安放在的機(jī)器人的底板的四邊都有著這樣的一條長條形孔，這樣紅外巡線傳感器的位置可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。2、上層識(shí)別與抓取2.1、梯形絲桿與 57 步進(jìn)電機(jī)隊(duì)的設(shè)計(jì)是一個(gè)三度機(jī)械爪隨著絲桿的滑臺(tái)上下移動(dòng)，考慮到豎直方向上的運(yùn)動(dòng)需要克服重力做功，用了 57 步進(jìn)電機(jī)。擔(dān)心步進(jìn)電機(jī)的力量問題，就選但現(xiàn)在回頭看發(fā)現(xiàn)并沒有這個(gè)必要，從其他隊(duì)的情況看，42 步進(jìn)電機(jī)的力量足以帶動(dòng)一個(gè)三度機(jī)械爪，而且 57 相比 42 還有一個(gè)很不好的地方重

5、！首先上層放太重的東西不好，容易增加不穩(wěn)定性，而且因?yàn)槲覀兊脑O(shè)計(jì)中，絲桿所在的位置并不是機(jī)器人的正中心，所以比較重的 57 還帶來了重心偏移，對底盤的行走也有一定的影響。2.2、絲桿與上層板的連接件絲桿背面有兩道溝槽，每個(gè)溝槽內(nèi)分別有 4 個(gè)可以滑動(dòng)的 M4 螺母，絲桿與上層板的連接件就是根據(jù)溝槽的距離來設(shè)計(jì)好后，3D 打印出來的。2.3、三這個(gè)是度機(jī)械手在淘寶上買的現(xiàn)成的三度機(jī)械爪。MG996，其各項(xiàng)參數(shù)如下：舵機(jī)采用電機(jī)參數(shù)：空心杯電機(jī)；金屬齒輪結(jié)構(gòu)； 雙滾珠軸承；連接線長度 30 厘米；技術(shù)參數(shù)：尺寸：40mmX20mmX36.5mm 重量：62g技術(shù)參數(shù)：無負(fù)載速度 0.17 秒/60

6、 度(4.8V) 0.13 秒/60 度(6.0V)扭矩：13KG使用溫度:-30+60 攝氏度死區(qū)設(shè)定:4 微秒工作電壓:3.0V-7.2V后來在實(shí)際使用中，感覺這個(gè)機(jī)械爪的抓取范圍不夠大，在機(jī)器人的行走無法非常精確的定位的情況下，會(huì)對物品的抓取造成不小的影響，所以改進(jìn)了機(jī)械爪，依舊是用 3D 打印，并且加上了海綿，使得其有著一定的彈性。2.4 放置的固定：通過 3D 打印打造兩個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)件來加以固定，為了防止手機(jī)松掉，還在這兩個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)件之間貼上了有彈性的膠。2.5 翻板結(jié)構(gòu)因?yàn)榈碾姍C(jī)轉(zhuǎn)速太慢，為了節(jié)約時(shí)間，從減少機(jī)器人的轉(zhuǎn)動(dòng)這方面入手。于是就有了這樣的一個(gè)翻板設(shè)計(jì)，抓取完畢后機(jī)械手直接將物品

7、放入翻板，然后用翻板將其放入購物車，這樣的機(jī)器人只需要在進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，可以節(jié)約不少時(shí)間。而且還多了一個(gè)存放空間，使得機(jī)器人不至于在貨柜和購物車之間來回跑。3、中層電路放置空間的底板和上層板的材料都選用了亞克力，為了增加強(qiáng)度，用了6mm 厚度，機(jī)器人的絕大部分電路都放置于兩片亞克力板的中間空間。底板和上層板之間通過 12 根 M4 的螺柱支撐，其中 8 根在，4 根在內(nèi)。取勝思路因?yàn)殛?duì)選用的電機(jī)速度太慢，所以最后采用的策略是這樣的：首先前往A 區(qū)，通過的鏡頭拍下圖像，通過內(nèi)的程序進(jìn)行識(shí)別，判斷黃色木塊所在的位置后，通過藍(lán)牙放松指令給單片機(jī)，單片機(jī)控制機(jī)械爪抓取木塊。抓取黃色木塊后，通過機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，將其放置在翻板中。抓取 5 個(gè)后就結(jié)束 A 區(qū)的抓取，4 個(gè)黃色木塊放在翻板中，一個(gè)抓在機(jī)械爪中。然后前往購物車區(qū)。將 4 個(gè)木塊都放入 1 號(hào)購物車，再將機(jī)械爪中的木塊也放入翻板，再由翻板放入 1 號(hào)購物車。再前往B 區(qū)，識(shí)別并抓取綠色木塊放入翻板，識(shí)別藍(lán)色木塊抓在機(jī)械手中，然后前往購物車，先放置