中控杯机器人竞赛实物组官方培训-工业控制技术国家重点实验室.ppt
第六届中控杯官方培训 5356 NEWBIT队 经验交流 王吉轩 黄剑华,机器人协会,机器人协会是控制系机器人实践基地下属的校级社团，协助举办中控杯机器人比赛和相关培训。 在第五届中控杯机器人大赛中，协会共5人参加，获得实物组一等奖× 1 二等奖× 2 仿真组三等奖×1。,周日下午九十节在西二314举行机器人协会的周末小课堂活动，欢迎09 10的同学前来交流。,1、比赛机器人介绍 2、参赛历程 3、参赛感受 4、技术上的建议,第五届的比赛场地,第六届的比赛场地,SolidWorks的预览效果图,真正做出的实物 与策划完全不同,2009年9月25日在网上组队报名。 队员组成两个人为机器人协会认识，还有一个是网络上面认识。 我们的专业是信电系2人 电气1人，当时的年级都是大二上。,参赛历程,报名后每周我们会固定时间讨论。 购买了一些器材对我们的想法进行验证。 正式写策划文档是从2009年11月29日到2009年12月13日，一共写了15天。我们一共写了73页。,2010年3月左右开始在金工加工机械零件，有一些零件是过年时候在家里加工的。 2010年4月多-比赛日开始在电路制作源代码编写和系统调试，5月开始场地调试。,一些参赛的感受,通过机器人比赛可以学到很多知识，花费的时间比较多，周期很长。 理论设计与实物制作有很大差异，在设计时需要反复考虑在实际中是否可以实现。 团队合作非常重要。分工一定要明确。团队的沟通交流，遇到问题解决问题的能力，一些繁琐工作有人处理，还有遇到矛盾时处理的方法等。,如果使用小型伺服电机（舵机），金属舵机如经典的MG995是转不到180°的，最多只能转到120-140之间的角度。一般扭矩要求不高的情况下，塑料齿轮的舵机都可以胜任，而且价格便宜。,普通金属舵机辉盛MG995 50元左右,一些技术上的建议,推荐购买舵机的网址 http:/592g.taobao.com/,推荐使用的小舵机Tower Pro SG90 15元左右,http:/robots.taobao.com/ 机器人配件专卖店 可购买现成的机械手和一些其他的模块。,实物制作的原则：能够购买到的东西，一定选择购买而不是自己制作。,机械机构的设计要考虑控制的难易程度，尽量选择简单的，容易加工，容易操作的机械，而不是为了效果好而不能操作。,稳定是王道。,尤其强调：金工排队加工的时间非常长，所以尽早的画出图纸，然后拿去金工加工。（这可能是决定比赛是否成功的关键。能手工制作的，不要拿去金工制作。）越早的进入场地调试，比赛效果越好。,金工加工出来的东西往往会和自己的设想有偏差。这就需要不断地加工，不断修改自己的方案。需要队员们保持淡定，抓紧时间。,铝板的购买 比赛一般需要的是1mm，1.5mm，2mm，3mm这几种铝板。还需要一些比如20*20mm的角铝。 1mm的铝板用手可以掰断。 3mm的铝板可以用来做最厚的底盘。 浙金钢材市场 购买,长城机电市场 有一些常用的机械部件 比如万向轮，弹簧，工具。,螺丝一般需要的是M3 M4 M6的标准螺丝螺母， 在 ZJG旁的电子市场 就可以买到,硬件部分,电路原理图,硬件设计的一些看法,电源部分要做好 设计原则： （1）估算系统功率，留足余量 （2）独立供电提高稳定性，驱动电路和控制器独立供电，比如说，对于电机驱动和舵机等对电压精度要求不高的电路模块，使用高效的DC-DC开关电源芯片（如LM2756,LM2956）.对于高速电路，如CPU或者AD转换等使用使用低压差线性稳压芯片（如LM2940,TPS7350，LM1117等） （3）保护电路的设计。,驱动电机一般使用有步进电机和直流电机两种，两者各有利弊。 步进电机易于精确控制，但硬件的控制 驱动电路相对较复杂 直流减速电机硬件驱动比较简单，实现闭环控制很难，我们采用的是多次实验获得经验参数来进行半闭环控制。 推荐使用带编码器的直流电机,电机选择,电机驱动电路,对使用直流减速电机的驱动电路制作，使用L298N虽然电路简单，但是效果不是很理想，功率太低、发热大、容易烧芯片，我的建议是使用大功率的MOS驱动半桥驱动芯片（比如说英飞凌的BTS7960/7970）或者分立的MOS管(IRF1405,IRF3205,IRF4905)搭建全桥驱动。,传感器,传感器的处理方法 （1）硬件二值化，使用电压比较器 （2）软件二值化，使用内部或外部AD转换，软件设定阈值 传感器的安装要重视！,硬件设计资料,图书馆的电子资源，比如说万方科技，维普期刊 专门的电子网站： 芯片数据手册：www.datasheet5.com 电路方案：bbs.21ic.com (21IC电子工程师俱乐部) www.ourdev.cn/bbs(电子爱好者) 百度谷歌，豆丁文档,电子器件的购置,杭州时代电子市场：zjg的坐K10到文化商城站下车即可。 淘宝。 样片申请：推荐，比如说TI，MAXIM，ADI。,关于控制器（MCU/CPU）的选择原则： （1）你熟悉的最佳 （2）资源丰富的，满足你系统的要求 （重点关注处理速度，FLASH和RAM的大小，IO口数量，是否集成硬件的PWM，通讯接口，下载调试接口） （3）开发简单的（支持高级语言） 主流的一些方案：AVR Mega系列，C8051F系列，ARM7的LPC系列，Freescale的xs12系列 、FPGA（开发相对难一点),推荐编译器：ICCAVR、GCC、IAR、CODEWARRIOR 了解你的编译器,软件部分,单片机C编程，买一个开发板，实践出真知。 C的细节问题，可参照经典C编程问答，也叫495个C语言问题 C的编程规范，可参考上海贝尔公司高质量C编程指南和华为公司的华为编程规范,机器人协会 预祝大家比赛取得好成绩,
