武术擂台机器人设计报告说明书.docx

《武术擂台机器人设计报告说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武术擂台机器人设计报告说明书.docx（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、武术擂台机器人课程设计报告说明书班级：组长：组员：摘要在社会不断开展的今天，人们越发的认识到了机器人技术的重要性，促使着机器人技术在不断地改革和创新当中，机器人的应用也在各个领域取得了重大进步，增加了可操作性和实际性。而在运动时也不仅限于单一操控，机器人的技术在一步步往前进的同时，对于其在执行命令时的技术性拥有了更高的要求，运动的实时性和可靠性也在逐渐增加。目前，中国很多高等院校及公司都在不同领域研发机器人，例如足球机器人，勘测机器人，医疗救护机器人等等，人们开始认识到了在机器人领域有着很大的开展空间，而同时期的机器人比赛更是络绎不绝，而我们所设计的那么是一款武术擂台赛的机器人。本文是通过对创

2、博公司旗下的创意之星武术擂台机器人的说明书，相关学习材料，自己拼装出的防守型武术擂台机器人，它能够自动检测武术擂台边缘，发现敌方以及定位的武术擂台机器人，采用了红外传感器，灰度传感器和红外测距传感器组成了一个集环境感应，动态决策与规划，行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，采用C语言进行运动程序的编写，最终实现一个能够参加武术擂台机器人比赛的成品。关键词：擂台机器人，控制系统，创意之星，MultiFlex任务分配：组长：张文帅负责仿真。组员：赵义界负责UG机器人模型绘画。郭利军负责控制程序。周丰负责机器人结构设计。总体设计通过全员屡次探索讨论，许多细节屡次推敲合作完本钱次设计。Abstra

3、ctContinuousdevelopmentofsocietytoday,peoplearemoreandmoreawareoftheimportanceofrobotics,promptingrobotics,robotsareusedinvariousfieldshavemadesignificantprogressinreformandinnovationwhichincreasetheoperabilityand.Exerciseisnotlimitedtoasinglemanipulationrobottechnologyinastep-by-steptomoveforwardwh

4、ilethetechnicalexecutecommandshavehigherrequirements,real-timeandreliabilityofthemovementisalsograduallyincreasing.Currently,manyChineseuniversitiesandcorporateresearchanddevelopmentindifferentareas.Robots,suchassoccerrobots,surveyingrobot,medicalaid,robotsandsoon,peoplebegantorecognizethatmuchroomf

5、ordevelopmentinthefieldofrobotics,andthesameperiodoftherobotcompetition,isaconstantstream,andwedesignedamartialartsrobotChallengeCup.ThisarticleisbythecompanysChuangbocreativeStarMartialArtsChallengerobotinstructions,relevantlearningmaterial,heassembledadefensivemartialartsringrobot,itcanautomatical

6、lydetecttheedgeofthemartialartsarena,foundtheenemy,aswellasthepositioningofthemartialartsarenarobotcomposedofasetofenvironmentalsensorsusinginfraredsensors,grayscalesensorsandinfraredrangesensors,dynamicdecision-makingandplanning,behaviorcontrolandexecutionofavarietyoffunctionsinanintegratedsystem,t

7、hesportsprogramwrittenusingClanguage,andUltimatelyonetoparticipateintheMartialArtsChallengerobotracefinished.Keywords:ringrobotcontrolsystem,CreativeStar,MultiFlex目录第一章绪论61.1课题背景61.2国内外武术擂台机器人开展现状61.2.1国外机器人竞赛的开展现状61.2.2国内机器人竞赛的开展现状7L3武术擂台比赛规那么简介81.3.1 机器人擂台赛场地介绍81.3.2 竞赛方式81.3.3 胜负判定91.4本文研究的主要内容9第

8、二章擂台机器人总体设计方案112. 1根本内容和问题H3. 2总体的设计方案及步骤113.1 直流电机选型分析133.2 机器人驱动芯片的选择144. 3机器人检测结构的设计153. 4机器人控制卡及电池设计183.5机器人整体结构的设计18第四章擂台机器人控制系统224. 1机器人控制卡的选择224.2流程图254. 3控制程序源代码25第五章Adams仿真335. IAdams主要模块335.2UG与ADAMS的接口335. 3Adams运动仿真结果33第六章总结与展望356. 1总结357. 2对进一步的展望35参考文献36第一章绪论1.1 课题背景机器人技术集机械、电子、材料、计算机、

9、传感器、控制等多门学科于一体，是国家高科技实力和开展水平的重要标志。机器人技术作为20世纪人类最伟大的创造之一，自60年代初问世以来，经历40年的开展已取得长足的进步。工业机器人在经历了诞生一一成长一一成熟期后，已成为制造业中不可少的核心装备，世界上有约75万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在各条战线上。特种机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿人形机器人、农业机器人、效劳机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途的特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。1.2 国内外武术擂台机器人开展现状机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最

10、有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化。机器人综合的多科学的开展成果，代表的高技术的开展前沿，他在人类的应用领域的不断扩大引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。它有三个特点：一个是有类人的功能，比方说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作的对象，和工作的一些要求它是人造的机器或机械电子装置。随着机器人技术的飞速开展，机器人竞技运动在世界各地蓬勃兴起，目前我国正掀起一股机器人竞赛的热潮。创新是我国大学生的精髓，参赛机器人都要从概念设计入手，经历设计、制作、调试，改良等过程最终选出最优方案参加

11、比赛，通过此项赛事大学生的创造热情得到充分发挥口创造思维和动手能力得到锻炼的培养。1.2.1 国外武术擂台机器人开展现状机器人大擂台是由英国TNN电视台发起组织的世界上规模最大的科普类游戏节目11年前在英国电视台首次公演。目前他的搏斗系列已经覆盖了全球27个国家：包括英国、美国、瑞典、意大利、荷兰。至今已经举办了4届。参赛者设计并制造无线电控制的战斗机器以角斗士的方式进行战斗，看谁的机器人更胜一筹。竞争者以来于他们闪电般快速的反响和驱动能力，以及他们对于机器人充满想象力和有效性的设计来击败对手。机器人之间不仅相互之间战斗，并且他们还要与主机器人周旋。这些主机器人在场上巡逻，摧毁并分解任何已无行

12、为能力或不幸迷失在绝境中的机器人。在最终比赛中机器人在搏斗场上相互搏斗，直到其中一个机器人被击败，如果出现平局，专家委员会将根据以下四条标准，决定哪个机器人取得胜利。四个标准分别为：1破坏程度2战斗风格3攻击性4.控制。从1954年美国人DeVOl公布工业机器人专利至今已经半个世纪了。它的成长历程印证了这样的论断，机器人是20世纪人类的伟大创造。机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义的自动化。机器人技术将筑起21世纪人类新的“长城”。1.2.2 国内武术擂台机器人机竞赛开展现状中国机器人大赛暨RoboCUP公开赛是中国最具影响力，最权威的机器人技术大赛、学术大会

13、和展览，大赛从1999年开始已举办了九届北京、上海、广州、合肥、苏州、济南等地成功举办了历届大赛。中国的武术机器人擂台赛是从2008年12月在广东中山市举办的2008中国机器人大赛暨RoboCup公开赛开始举行的新比赛工程，而第一次举办就吸引了全国高校的13个队伍的剧烈竞争。在比赛中机器人的稳定性是实施各种策略的前提，倘假设自身存在如出界，犯规等隐患，那么有效的策略组合便无从谈起了。纵观赛场，成绩好的队伍稳定性都是过硬的。机器人的稳定性可以从如下几个方面进行阐述。传感器的稳定，精准稳定的传感器系统是正确决策的前提。在武术擂台赛中传感器是机器人获取外部信息的唯一途径其重要性好比是人的五官。常用的

14、传感器有：陀螺仪、光电码盘、接近开关、接触开关、超声波测距仪、反射式红外传感器等、红度、灰度传感器等。巧妙的传感器设计能极大提高机器人的性能。比方灰度、红度传感器可以告诉机器人它与中心位置的相对位置，再如用接近开关检测敌人相对自己的位置，进而做出不同的后续动作，可以使机器人拥有更高的智能性。内部通讯的稳定性，电路系统按照功能划分为多个模块，各模块之间内部通信的稳定性便成了一个不可忽略的问题。所以首当其冲的要求是低出错率甚至零出错率，尤其在是关键数据的传本项大赛吸引了中国现有最顶级的机器人专家和日本、美国、德国众多知名机器人学者参与是当今中国、乃至亚洲机器人尖端技术产业竞赛和国际顶尖人才聚集的活

15、动之一。国家科技部、科协、科学院、工程院、教育部、中国高等教育学会、中国自动化学会、国家863机器人专家组、国家863先进制造与自动化技术领域等7武术擂台攻击型机器人机械结构设计众多权威专家、院士和领导参会。本届大会有来自美英德日、新加坡等和港澳台地区的416支队伍参赛。图IT各种机器人1.3 武术擂台机器人比赛规那么简介1.3.1 比赛场地图1-2比赛场地1.3 .2竞赛方式1）机器人出发地点：比赛开始前，各方参赛机器人应该位于比赛场地旁边各自的出发区。2）先采用淘汰赛方式，四支队抽签分为两组，胜出两组进入第二轮比赛；第二轮采用单循环比赛方式。（每场比赛一局决胜负，每局时间两分钟）3）比赛前

16、双方队员需举手示意机器人已经准备好。开始后不能再触碰机器人，否那么将被判本局负。4）每局比赛时间不超过2分钟。比赛时间结束后，裁判员发出比赛结束指令。双方参赛队员在听到比赛结束指令后停止机器人。5）在比赛过程中，一方的机器人出现无法自动恢复的故障、无法继续行动（例如翻倒后无法继续行动）、起火或者其它裁判员认为可能有危险的行为的，裁判员可以宣布中止本局比赛，并判本局比赛对方获胜。6）在比赛过程中，双方机器人交缠在一起或处于僵持状态超过10秒钟，裁判员可以自由裁定，选择让双方机器人重新开始比赛，也可以让比赛继续。7）比赛过程不允许暂停，除非裁判员认为不停止比赛将会危害现场平安或者造成事故。1.3.

17、3胜负判定1）获胜：a）一方机器人离开擂台区域或者机器人的任意局部接触擂台外区域，那么另一方获胜,本局比赛结束。b）一方机器人翻倒、损坏或者由于其他原因无法继续行动，裁判员将开始读秒。10秒钟内无法恢复的，那么另一方获胜，本局比赛结束。c）比赛时间结束后双方均未离开擂台且都能正常行动，离中心近的获胜，本局比赛结束。2）平局：a）双方在推挤过程中纠缠地离开擂台，那么双方计为平局。1.4 本文研究的主要内容本文主要研究武术擂台机器人的整体结构.在理论上和实际应用上尽可能的使机器人实现高灵活的运动状态。根据比赛规那么和以往的经验.提出结构设计方案.设计武术擂台机器人的结构。机器人各局部设计包括攻击局

18、部、驱动局部、检测局部.三局部对机器人设计都是至关重要的。设计碉堡外壳的结构.以致能使机器人的防御力加强。选择适宜电机.使机器人的运行状态良好.比拟灵敏的传感器是机器人运行起来比拟灵活。对机器人进行结构设计.确定了机器人的整体布局.设计了机器人的主要活动部件、外壳、电机和轮子。针对距离、位置及黑心等的测试.选择了红外传感器。选择由博创科技公司提供的各种零件.对机器人进行搭建.并且对机器人运动状态进行测试和分析.以及为了到达更好的状态.对机器人测试中的缺乏之处进行改良。第二章擂台机器人总体设计方案2.1根本内容和问题根据机器人武术擂台的竞赛规那么，以博创公司生产的创意之星机器人控制卡为根底设计可

19、应用于RobOCUP机器人大赛一一机器人武术擂台赛的攻击型机器人的行为策略。设计具有竞争力的总体比赛方案。在比赛时在进攻、防守、找中心时机器人用何种速度和方式行进设计控制系统和比赛程序。在用“创意之星”模块化教学机器人套件搭建的机器人上进行调试根据问题进行进一步的完善以提高其竞争力，使它能真正用在机器人武术擂台赛。2. 2总体的设计方案及步骤(1)阅读相关的机器人、传感器等文献，提出要研究的问题，并对要设计对象进行分析。(2)研究设计，构建研究课题的理论模型，研究现有武术擂台机器人的机械结构特性、控制系统特性的理论及有关技术。(3)在理论成熟的根底上选择设计运动机构和控制方法。(4)把知识进行

20、整理和汇总，对各个设计中遇到的问题进行分析解答，初步的完成整体设计。(5)通过实验调试过程，对设计结果进行讨论和分析，找出设计方案缺乏。根据比赛规那么“每台机器人的参赛质量不得超过2.Okg,在场地上的投影尺寸不超过30OmmX30Omln的正方形或者直径50mm的圆形，高度不超过400mm。比赛开始后机器人可以自主变形，不再受尺寸限制。变形过程不得由人工遥控。机器人行走装置、攻击防守装置所采用的结构形式不限，但是不允许使用带有发射或者爆炸性质的装置，比赛时间是2min.根据此我们提出了如下设计思路和策略。我们准备实施自卫防御型设计方案，主要是在黑圆附近展开对碰，在2分钟完成时尽量占领黑圆圈。

21、为此我们的防御型机器人在硬件上采取3条策略。第一条：质量尽可能接近所要求的最大值，加强了防御性；第二条：重心尽可能地低，以此来增加稳定性。第三条：机器人壳体全部涂染成黑色，扰乱敌人对黑圆的探测。要在比赛结束前首先抢得中心区或离中心区域最近，机器人应轻巧灵活，前进、后退、转动动作应自如流畅，并具有较快的行进速度。同时，双方由于双方机器人在攻防过程中将发生剧烈的冲撞，进行制约与反制约的较量，因此还要求机器人稳定性好，结构有一定的刚度，其他一些连接或固定用的小构件也是自己根据需要进行专门加工制作，其他一些采用了创意之星的机器人套件。我们的机器人在结构设计上引用了四轮四驱结构设计，由于四轮驱动有较强的

22、牵引附着性能，同时还有较好的操作性和灵活机动性能。利用四轮速度差协调控制转弯和运动的方案，根据灰度传感器实时检测到的参数探索黑圆决定随后的驱动走向，用红外传感器检测离敌方的距离及其边沿，控制程序依此来决定攻击或是向中心区域的黑圆逼近。主板芯片及传感器局部采用DC5V电源供电，电机驱动局部采用DC12V电源供电，以此来增大电机的转速和对敌方的攻击力度。第三章擂台机器人的结构设计3.1直流电机选择有刷直流电机选型计算：(1)估算电枢电阻Ra:Pn二输入功率-输出功率(2-1)-UnIn-Pn=UnIn-nUnIn-(bn)UnInRa=(0.50.75)(l-PnUnIn)UnIn(2)求KeWn

23、额定运行条件下的反电势等于Kwn=U-IraKen=(Un-InRa)ZnN(2-2)Ken=0.34(3)求理想空载转速：n=Un/(Ken)=14.7rs=140rpm(2-3)(4)求工作时转矩TN1=9.55PN/nN=0.17NM(2-4)计算电机额定转矩由于额定电压U=12V额定电流1=1.5A,根据(1)中的公式,求得Ra值，根据(2)中公式求出KeWn=O.81,根据(3)中公式求出理想空载转速n0=140rpm,根据(4)中公式求出理想转矩为TN2=9.55PN/nN=0.98NM(2-5)由于NnXN2T,工作时其他各项数据都比电机的额定值小，不超出电机的额定工作范围，并

24、且各项数据都接近电机的参数。应选用“创意之星”套件中的直流电机额定电压是DC12V额定电流1.5A额定功率20W空载转速为60rmin。该电机功率大其结构为空心杯直流电机运转平稳。配套的减速器也具有良好的机械性能非常适合作为轮子驱动。由于比赛时间是2min电源选用3节3.7V锂电池作为电机的驱动电源。“创意之星”标准配备的直流电机FAULHABER234212CR带行星齿轮减速器参数图3-1所示。图3-1电机参数直流有刷电机的最大弱点就是有电流的换向问题，消耗有色金属或石墨较多，本钱高，运行中的维护检修也比拟麻烦。因此，电机制造业中正在努力改善交流电动机、无刷电机的性能，并且大量代替直流有刷电

25、机。但是在移动机器人等场合，直流有刷电机由于其功率密度大、尺寸小、控制相对简单、不需要交流电等优点，仍然被大量使用。3. 2机器人驱动芯片的选择擂台武术机器人的电机需要正反转控制：为此这里采用L298双通道直流电机驱动芯片来驱动，选用20脚SMT贴片封装(POWerSo20)。L298是双H桥高电压大电流功率集成电路,可靠性高,可以方便地控制电机的正反转,既可以用来驱动4个直流电机,也可以用来驱动感性负载.如继电器、电磁阀、步进电机等。L298每一路输出正常可以提供2A的直流电流,峰值电流可达4A。3. 3机器人检测结构的设计机器人的“眼睛”“鼻子”和“耳朵”其实就是各种传感器，机器人要自主地

26、运动，必须依赖与传感器对外界环境的感知才可以做出判断。机器人通过各种传感器采集回来的信息传回控制中心，再进行分析判断。最后变成控制系统能够识别和处理的信号作为控制机器人行为的依据。为了使机器人在行走的时候绕开障碍物，可以采用一个红外测距传感器不断感知机器人与障碍物的距离，并把这一距离信息以电信号（0-5V的电压信号或4mA-2OmA）的电流信号，的形式传给控制系统，控制系统根据距离的远近做出抉择。当这个距离很近时，控制其行走装置停止动作或改变运动方向，防止发生碰撞。系统通过将各类传感器进行合理配置和布局，利用多传感器提供的综合信息，通过软件对外界环境进行判断和分析，决定攻防策略、路线规划和动作

27、调整。（1）借用机器人外围的红外测距传感器，检索擂台边缘。根本原理：测距声纳为非接触式的物位传感器，应用领域十分广泛。其工作原理是，工作时向液面或固体外表发射一束超声波，被其反射后，传感器再接收此反射波。设声速一定，根据声波往返的时间就可以计算出传吸器到液面（固体外表）的距离，即测量出液面（固体外表）位置。具体应用原理为：传感器首先等待，接收到MCU的“开始”脉冲信号后发射一定时间的50KHZ的超声波并等待回波；在换能器接收到来自障碍物的反射声波后，给MCU反响脉冲信号，MCU即可以发射和接收之间的时间长度和声速计算出机器人与障碍物之间的距离。使用声纳的时候要注意的是，所有超声波原理的声纳传感

28、器均有近距离盲区，600系列传感器的近距离盲区为0T5cm,即在距离传感器15Cln以内的障碍物，该传感器无法探测到，或者探测精度很差。这是由传感器的响应频率决定的。其原因是距离太近，传感器无法分辨发射波束与反射波束。如下列图3-2所示。图3-2红外测距传感器目前民用领域性能最好的、适合机器人使用的测距声纳。发散角15度，有效距离10米，精度1%.检测原理：当发现机器人已经靠近边沿立刻转弯或者掉头。擂台和地面存在比拟大的高度差，我们通过测距传感器很容易发现这个高度落差，从而判断出擂台的边沿。如下列图所示，在机器人上安装一个测距传感器，斜向下测量地面和机器人的距离，机器人到达擂台边沿时，传感器的

29、测量值会突然间变得很小，距离值很大，距离和测量值呈反相关关系。如下列图3-3所示。图3-3边沿探测示意图（2）用安装在机器人周围隐蔽的红外线光电传感器来检测敌人。光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。使光电传感器贴地放置，在场内时光电传感器触发，当光电传感器到达边缘时，光电传感器离开擂台，此时机器人到达边缘所以必须进行

30、紧急后退离开边缘，以免掉落擂台。默认光电传感器触发时输出为高。如下列图3-4所示。图3-4红外光电传感器检测原理：通过红外测距传感器发现敌人，因为红外测距传感器的测距范围在1080cm,然后与其碰撞。我们将传感器布置在机器人两侧，这样可以最大限度发现敌人。如下列图3-5所示：图3-5敌人探测示意图（3）利用碰撞传感器检测是否与敌人发生碰撞：机器人在行进过程中，当遇与敌方机器人发生碰撞的情况,需根据具体情况选择不同的攻防方式。如下列图3-6所示。图3-6碰撞分析（4）利用灰度度传感器找黑圆圈。这样对擂台中间的黑色区域的光的反射强度更大,接收到的信号更容易分辨。把灰度度传感器所测得的值与标准值相比

31、拟,如果在标准值区间内，那么机器人处于中心黑色区域内。配合光电开关传感器（漫反射式光电开关）利用黑白色反射率不同寻找黑圆。同时底部3个灰度传感器配合探测黑圆。在检测边沿，敌人和黑圆圈的传感器都用远红外线光电传感器配合使用，防止各自的盲区以及更好的实时探测。3. 4机器人控制卡、电池的设计硬件由MUltiFLEX控制器12V控制卡为主板，采用14.7MHZ嵌入式处理器ATMGAI28,可存储150个以上动作序列，具有丰富的I/O口资源，有7路模拟量输入端口、12路舵机控制端口和4个电机控制端口还可以用于连接键盘、按钮、LED等设备，具备总线接口，可多块控制卡并联以构成更复杂的机器人，并可扩展其他

32、功能模块，提供更多资源。电机及驱动电源的选择，选用“创意之星”套件中的直流电机，额定电压是DC12V,额定电流1.5A,额定功率20W,空载转速为60rmin该电机功率大，其结构为空心杯直流电机运转平稳。配套的减速器也具有良好的机械性能，非常适合作为轮子驱动。由于比赛时间是2min,电源选用3节37V锂电池作为电机的驱动电源。4. 5机器人的整体结构将整个机构在UG软件下进行三维建模，模型如图下列图所示：图3-7机器人底部示意图图3-8机器人侧面示意图图3-9机器人俯视示意图机器人局部零件图3T0.3-11.3-12所示：图3-10机器人壳体和底座图3-11直流电机模型图3-12光电及测距和碰

33、撞传感器模型机器人的外壳采用碉堡式防御，超低的底壳保证重心尽量的低，大大减少了敌人的攻击程度。机器人的传感器全部是隐藏安装且配套使用，防止盲区和实时探测。第四章擂台机器人控制系统4.1机器人控制卡的选择MultlFLEX控制卡简要说明：根据所需的条件选择了UP-MultiFlex控制板，UP-MultiFlex控制板安装在主板的中间位置。装在机器人上进行逻辑运算，存储各种控制信息，保持各种控制信息，控制机器人各个部件协调一致的工作。通过程序它能分析出现的情况，能调整自己的动作以到达操作者所提出的全部要求，能拟定所希望的动作。并在信息不充分的情况下和环境迅速变化的条件下完成这些动作。UP-MUl

34、tiFIeX控制卡的性能指标如下表所示。UP-MultiFlex控制卡的性能指标工程数据说明型号MUItiFLEX1.0长/宽/高105/50/19mm不含20pin总线接口供电4.86.5VDC推荐4.86V。电压超过6.5V可能损坏保护过流保护反接保护静态功耗保护电流6 8AI/O电平O. 3W超过此电流后,数字通讯接口RS-232接口TX ,数字量输入/输出16个 复用模拟量输入8个 其中一个长时间电源反接仍可能损坏。过流保护生 效后需要重新上电才能工作。自动切断。约10秒后才能再次工作。低电平 GND + 1.5V高电平 VCC -1.5VRX ， GND三线制内部已经使用GND/VC

35、C/SIG三线制(SIG为信号输入)功率输出4个M+,M-两线制，最大每通道2A舵机输出12个GND/VCC/SIG三线制(SIG为信号输出)扩展接口20线总线接口博创科技标准的总线接口。可以通过该接线接口扩展其他外设。JTAG功能不支持ISP功能支持GNDRSTM0SIMlSO/SCK五线，配套提供ISP编程电缆无线通讯支持可选配无线通讯模块，433MHz,19.2KBps控制卡AH引脚功能如下列图4-1所示：图4-1MUltIFLEX控制卡A:电源接口MultiFLEX控制卡使用5-6V的直流电源。至少要求5A的电流输出能力。B:控制板总线接口MultiFLEX控制卡支持博创科技的标准总线

36、可以作为功能模块安装在机器人产品上使用。C: 4路电机接口M1-M44路PwM电机驱动输出。最大允许电流2A,最高输出电压为供电电压。可以支持各种小型直流有刷电机。D: RS-232串口(J5)标准的5针RS-232串行口。标准RS-232电平。需要在这里插入232通讯电缆。E: 7路模拟输入接口AD0-AD6(J2)ADC输入口允许输入05V模拟信号，在MUltiFLEX控制卡中可以转换为数字信号。主要用于一些模拟电压输出的传感器信号采集。其中靠近电路板内侧是信号输入线。需要注意输入最低电压OV最大电压为MUItiFLEX控制卡的电源电压，即56V),中间是电源(56V对应图上“+”号5外

37、侧是地线(GND,对应图上“-”号)。F:舵机控制PW(TPWuCH(TCHll舵机的引线有三根其中黄色是信号线(对应图上字母S靠近电路板内侧)，橙色是电源(56V,对应图上“+”号)，棕色是地线(GND,对应图上“-”号)。G:16路数字I/O100-101516路数字I/O可以在UP-MRcommander软件中被配置为输入或者输出。如果配置为输入，每个I/O口能采集加在其上的电压是高电平(1)还是低电平(0),主要用于检测开关、按钮、红外传感器等的状态。如果配置为输出每个I/O口可以输出上下电平(高电平为电源电压，低电平为OV),可以用于驱动微型电机等器件。其中靠近电路板内侧是信号输入线

38、对应图上字母S。需要注意输入最低电压0V,最大电压为MUItiFLEX控制卡的电源电压,即56V),中间是电源(56V,对应“+”号)，外侧是地线(GND,对应图上“-”号)。H:AVR单片机在线编程接口MultiFLEX控制卡使用AVRATMegal28微控制器作为处理器这款处理器具备在线编程ISP功能。使用ICCAVR、WINAVR等PC机上的C语言编译环境交叉编译好的二进制文件可以通过该接口下载到处理器内置的FLASH存储器中运行。5V动力电池组：5V用于为机器人驱动电机提供动力。电池组接于控制板的A+一口。安装在主板的上面的后半局部。4. 2流程图图4-2程序路程图4. 3控制程序源

39、代码检测边源：voidDodgeEdge(void)(FindEdgeO;/开始检测边缘while(g_edge_find_flag)/如果到达边缘(MoveBack(15);/机器人后退FindEdgeO;/再次检测边缘检测敌人：templ6 - read_gpio();/红外传感器触发时输出为低io_in=(uint8)(templ68);io_in&二(FIND_ENEMY_SENSOR);/defineFIND_ENEMY_SENSOR0x80if(io_in&FIND_ENEMY_SENSOR)=0)/检测传感器如检测到输入那么再检测4次防止误判断(temp8+;or(i=0;i8)

40、io_in&=(FIND_ENEMY_SENSOR);/默认传感器触发时输出为低if(io_in&FIND_ENEMY_SENSOR)=0)(temp8+;碰撞检测：FindEnemyO；/开始检测敌人if(g_enemy_find_flag-1)前超声传感器检测到敌人g_enemy_find_times=0;前超声传感器检测敌人次数初始为0DodgeEdge();/开始检测边缘MoveOn(20);/前进驱赶敌人FindEnemy();elsef即前后超声传感器都没检测到敌人1DodgeEdge0;/开始检测边缘TurnRight(3);/转动一个角度delay(10);FindEnemy

41、);武术擂台赛机器人程序主函数说明如下intmain(void)Sys_InitO;/系统初始化gpio_mode_set(I0JI0DE);/设置io口模式100TO7全为输入I08T015全为输出(1为输出0为输入)write_gpio(g_io_value);/设置io输出值及输入状态100To7输入使能由于电路原因。/输出为低时Ied才会亮I08T015输出信号为低0。g_find_redblock_mode-1;进入寻心模式delay(10);延时IoXO.Is=Is武术擂台攻击型机器人控制系统设计30FindRedBlockFirstTimeO;While(TRUE)/TRUE,

42、FALSEwhile(g_find_redblock_mode)/进入寻心模式(FindblackBlockO;寻找擂台黑色圆心while(g_anti_enemy_mode)进入寻找敌人攻击敌人模式(AntiEnemyActionO;寻找并攻击敌人)While(FALSE)/单模式调试用(AntiEnemyActionO;寻找并攻击敌人While(FALSE)/单模式调试用(FindblackBlockO;寻找擂台黑色圆心机器人前行与后退；voidMoveOn(uint8movetime)/机器人前行uint8array_dc8=0;定义机器人运动数组array_dc0=0;array_dc

43、l=1*move_time;电机运动函数的分辨率为0.Is注意控制延时的长短array_dc2=OxFE;左右前轮为12电机左右后轮为三四电机两两速度相反rray_dc3=1*move_time;array_dc4=0;array_dc5-1*move_time;rray_dc6=OxFE;array_dc7=1*move_time;dc_moto_control(array_dc);delay(5*move_time);voidMoveBack(uint8move_time)机器人后退(uint8array-dc8=0;array_dc0=OxFE;array_dc1-1*move_time

44、array_dc2=0;array_dc3=l*move_time;array_dc4=OxFE;array_dc5-l*move_time;array_dc6=0;array_dc7=1*move_time;dc_moto_control(array_dc);delay(5*move_time);机器人左右转转：voidTurnRight(uint8move_time)机器人右转(uint8array-dc8=0;array_dc0=0;array_dc1-1*move_time;array_dc2=0;array_dc3=l*move_time;array_dc4=0;array_dc5

45、l*move_time;array_dc6=0;array_dc7=l*move_time;dc_moto_control(array_dc);delay(5*move_time);voidTurnLeft(uint8movetime)机器人3转uint8array-dc8=0;array_dc0-OxFE;array_dc1-1*move_time;array_dc2=OxFE;array_dc3=l*move_time;array_dc4=OxFE;array_dc5-l*move_time;array_dc6=OxFE;array_dc7=l*move_time;dc_moto_con

46、trol(array_dc);delay(5*move_time);第五章ADAMS仿真5. 1AdamS主要模块ADAMS软件包括ADAMS/View、ADAMS/Solver等组件。其中VieW是ADAMS的主要模块，用户可以用其建造机械系统的模型，并在计算机上模拟机械系统的各种运动。同时，用户还可以对模型进行运动学和动力学分析，定义多个设计参数，观察在不同条件下模型的运行状况，得到最优解。ADAMS七要组件功能如下：ADAMS/View是ADAMS软件的核心模块之一，是以用户为中心的交互式图形环境。它提供强大的建模仿真集成环境，并可对模型进行参数化分析，用测试数据验证模型。ADAMS/Solver是ADAMS软件的核心模块之一，是ADAMS强大的数学分析器，可以自动求解机械系统的运动方程。ADAMS/Solver可以集成到其它图形用户界面（GUD中，如ADAMS/View、ADAMS/Car、MEeHANISM/Pro等。利用这些软件建模并传到SOlVer中仿真，再将仿真结果传回这些GUl中。AD