機器人技術結課論文-競技體操機器人-資料下載頁

　　

【正文】 JTAG_TCLKJTAG_TDI JTAG_TDO1 23 45 67 89 10JTAGJTAG_TMSRESETGND調試/下載接口 第 10 頁 舵機驅動電路 舵機驅動電路 如圖 47 所示。 圖 47 舵機驅動電路 通道 2 舵機有三個接線口，分別是電源，地和控制信號。核心板通過控制 PWM 波的輸出，舵機接受信號，旋轉相應的角度。相比 2 舵機電路圖，其他舵機電路圖只有控制信號線不同，每個舵機都有它相應的控制信號線，不可都連接在一個控制信號線上。 123P2Header 3PTC3GNDVBAT 第 11 頁 5. 系統開發調試 機器人 調試 模式 調試模式時下接受兩種形式的調試指令 ， 一種為單次位置調試指 令 ， 一種為連續動作調試指令 。 以下是上位機軟件界面： 圖 51 上位機軟件界面 1 下圖是上位機軟件 命令調試 界面： 圖 52 上位機軟件界面 2 上位機軟件界面上，菜單欄中“ 操作 復位”用來加載和保存機器人的復位值、計時器功能和串口調試功能。 在線調試區中，可以看到 T0 到 T11 的控制條，它們可以控制核心板通道 0 到 11 所連接的舵機，通過拖動控制條，核心板接收到信號，控制 PWM 波的占空比，來控制舵機旋轉角度。在線調試區中還有速度和延時控制條，分別用來控制舵機旋轉的速度和運行下個動作前的延時。復位可以讓機器人恢復到初始動作。生成代碼功能鍵能夠將機器人運動的代碼在代碼運行區生成，以供下載使用。代碼運行區，可 第 12 頁 以顯示運行的代碼。將調試好的運動代碼生成 C 代碼，供后續的程序運行使用。 運動代碼格式為“ 2002****20amp。amp。amp。2%%%”，第一段為舵機通道，“ ”表示通道號，范圍是“ 00~11”；第二段為舵機 PWM 波，“ ****”表示當前值，范圍是“ 0~750”；第三段為舵機執行速 度，“ amp。amp。amp。”表示速度大小，范圍是“ 000~255”；第四段為舵機延時，“ %%%”表示此次動作完成后延時多少毫秒，若本行此段為“ 20210”則表示直到下次本段出現一個大于“ 20210”時，同時執行這兩段之間的所有動作。 以下以具體代碼解釋運動原理： 20217204062020220210 20219202162020220211 該動作為 7 號舵機 PWM 波運行至“ 406”、速度為“ 202”，同時 9 號舵機 PWM 波運行至“ 196”、速度為“ 202”，這兩個舵機同時動作，執行后延時 1ms。 調試模式 時，核心板接收上位機調試軟件的動作代碼，若直接拉動圖 42 的舵機狀態拖動條或修改狀態值編輯框中的數字 ， 上位機將發送單次位置指令 ， 此時核心板執行指令完畢后無反饋 ，若 調試多條動作指令 ， 則 點擊下載 命令后 ， 上位機依次發送相應指令 ， 待下位機執行完畢反饋后發送下一條指令 。 該階段主要完成的是將設計的 體操 用程序來表達，并且完成程序的調試，直到沒有錯誤就可以進行下個階段。 機器人動作運行模式 該階段只需將調試好的程序通過 Jlink 下載到核心板中，打開機器人電源，機器人就能按照程序執行 體操 動作，執行完后機器人處于 停機狀態 。 第 13 頁 6. 結論 首先 主要對競技體操機器人的機械部分材料的分析、舵機的分析、在 SolidWorks 下三維建模，并且對機器人的一個動作進行了運動分析。為后期競技體操機器人的硬件和軟件設計奠定基礎，接下來的任務就是控制系統，解決如何使機器人跳出優美的競技體操以及控制機器人動作等問題。再次講述了 K60核心板以及其周邊電路和舵機接口電路，按照官方提供的技術手冊安裝到機器人上，將各個元器件連接起來，就可以進行最后的軟件和程序設計，讓機器人按照程序跳起競技體操。最后講述了通過 Jlink 將調試程序或者運行程序下載到核心板中和如何用上位機設計機器人 體操 以及生成運行代碼和 C代碼，最后將調試好的程序下載到機器人中完成了機器人的軟件部分的設計。另外由于該機器人的控制系統是開環，如果 體操 出現問題不會自我進行調整，只能重新調試程序或下載程序。 本課程機器人技術，讓我受益匪淺，運用所學的機器人技術，設計十軸體操機器人，在 2021 中國工程機器人大賽暨國際公開賽（ RoboWork） 上獲得理想的成績，非常感謝王老師的這門課，也在此向王老師致以真誠的感謝和敬意。 第 14 頁 參考文獻 [1] 顧永恒，常紅 .機器人現狀與前景分析 [J].現代商貿工業， 2021， (8):327328 [2] 未來機器人產業發展趨勢分析（圖表） [EB/OL]. ,2021 [3] 機器人發展史 [EB/OL]. 2bce， 2021 [4] 中國工業機器人產業化發展戰略 [EB/OL]. ， 2021 [5] 飛思卡爾推出混合信號 ARM CortexM4 微控制器系列 Kiis[EB/OL].， 2021 [6] 姚丹丹 .構件化可裁剪嵌入式工控板 SDK60 的設計與應用基于 ARM CortexM4 Kinetis 系列微控制器 [D].蘇州：蘇州大學， 2021:211 [7] K60_100: Kiis K60 以太網 100 MHz MCU [EB/OL]. Hans/webapp/sps/site/?code=K60_100amp。fsrch=1amp。sr=1amp。pageNum=1 [8] 淺談機器人制作材料的選擇 [J].機器人技術， 2021， 36(6):6062 [9] 肖慧杰 .舞蹈機器人控制系統研究與設計 [D].沈陽：東北大學， 2021 [10] , of a lightweight biped humanoid robot[J],IEEE International Conference on Intelligent Robots and Systems,2021(3),15651570 [11] 秦愛中，馬錫琪，徐廣勛，樊戰亭 .基于 SolidWorks 仿真的舞蹈機器人設計 [J].機械研究與應用， 2021,17(4):7879 [12] 陳桂銓，郭志勇 . SolidWorks 2021 時間與應用 [M]. 北京：中國水利水電出版社， 2001. [13] 趙憲龍 .基于 ARM 與 μCⅡ的數據采集平臺應用研究 [D].青島 :中國石油大學（華東），2021， 1213 [14] Tan Guanzheng,Zhu Jianying. Method of mechanism synthesis for biped robots[J],Transactions of Nonferrous Metals Society of China,1997(7),151155 [15] ARM CortexM4 Technical Reference [DB/OL]. 2009 [16] Luo Xiang, Zhu Chi, Atsuo. Kawamura. Smooth motion control of biped robots[J], 第 15 頁 Proceedings of the IASTED International Conference on Robotics and Applications, 2021,216220. [17] 徐心和，赫麗娜，叢德宏 . 機器人原理及應用 [M]，沈陽：東北大學音像出版社， 2004. 。