江苏大学创新课程结题报告(履带机器人).docx

一、履带机器人作品简介履带机器人，是指该机器人所用履带的构形可以根据地形条件和作业要求进行适当变化。该机器人的主体部分是两条形状可变的履带，分别由两个主电动机驱动。当两条履带的速度相同时，机器人实现前进或后退移动；当两条履带的速度不同时，机器人实现转向运动。通过控制舵机使得履带机器人的机械手臂自由转动并能抓取物体。履带机器人的控制是基于Arduino软件开发的。Arduino 是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，包含硬件（各种型号的 Arduino 板）和软件（Arduino IDE)。它构建于开放原始码 simple I/O 介面版，并且具有使用类似 Java、C 语言的Processing/Wiring 开发环境 Arduino 可以接收来自各种传感器的输入信号从而检测出运行环境，并通过控制光源， 电机以及其他驱动器来影响其周围环境。 Arduino 具有以下明显优势：1.开放的源代码。2.简单的编译语言，编译环境。其上位机软件界面整洁简单易学，故由 Arduino 开发的产品也是五花八门。产品应包括传感器，开发板，及输入输出设备。不同的开发板也有不同的规格。通过机器人零件的组装和软件的调试后，履带机器人就能达到我们的要求自由的移动以及抓取物品。二、履带机器人课程任务1.安装装配履带机器人，并对履带机器人车体实现前进、后退、转弯等运动控制；2．装配好机器人上的机械手臂，并编程实现货物机械手臂的运动控制；3.编写程序，使得履带机器人完成如下图所示的任务：机器人从起点出发到达终点后机械手抓取货物后沿原路返回到终点。机器人运动的控制方式不限形式，可以采用手柄控制、语音控制、传感器循迹控制、蓝牙、WiFi等多种形式，只要实现上述运动轨迹要求即可。4.撰写履带机器人创新课程结题报告，报告包含以下内容：履带机器人作品简介、研制过程、创意设计及实现，自我评价、作者的自我介绍及完成课程的心得体会等。三、履带机器人研制过程1.车体拼装及调试 履带车车体上下板由四根铜棒支撑，左右两板与上下两板由螺钉链接，左右两板各五个轴承以支撑履带，左右各设置一直流电动机，与齿轮相连，齿轮与履带啮合，带动履带运动。为保证履带长度适宜，需对履带进行剪裁，各部分安装时螺钉处需加弹簧垫片防松。具体安装步骤参考《Robo-Soul TK 系列履带底盘组装教程》，安装果见下图：车体安装部分需要注意⑴相同部分铜棒应保证使用一致。⑵螺钉与螺母及垫圈应配套使用。⑶轴承应紧定。⑷履带应保证与齿轮啮合良好， A 侧朝外。⑸电动机应保证内部齿轮啮合良好，不允许出现松动及卡死现象等。车体的控制即控制两电动机协调转动。控制部分为 Arduino Romeo 板及双通道电机驱动器系列 DBH-1 series(以下称放大板)共同控制，放大板实现将信号电压放大以控制电机转动的目的，Romeo 有上位机软件 Arduino 控制，传输并处理信号，Romeo可用 USB 或电池供电，放大板必须用电池提供放大电压，接线参考《DBH-1_系列电机驱动使用手册》，如下图所示。欲采用电池为 Romeo 供电，需将放大板供电端口并联至 Romeo 外电源，外电源接口处有开关可控制是否供电。程序控制部分：（1）车体运动的控制电机转速可调整，相应端口需接PWM，即模拟量输出，输出值大小决定电机转动状态及速度，模拟量输出采用analogWrite（）语句。由于电机输出功及履带长度的影响，相同模拟量输出下两电机转速可能不同，需进行测试确定，保证相应输出下车体可走直线。（2）蓝牙模块的调试脱机工作采用蓝牙控制，蓝牙模块为BLE-Link，Romeo上具有蓝牙模块接口，由于Romeo特点，蓝牙接口为1号串口，本组采用串口监视器监控输入，应注意语句使用对应1号端口。蓝牙模块可与手机配对，需蓝牙4.0以上版本，蓝牙模块波特率可直接利用Arduino IED上位机软件串口设置。设置步骤及语句如下：打开串口监视器，设置115200bps及Both NLCR,发送+++，显示Enter AT mode表示进入AT指令模式，选择没有结束符输入指令。常用AT指令如下：AT+ROLE=? 查询芯片主从状态 ROLE-CENTRAL 主机；ROLEPERIPHERAL 从机；AT+UART=**** 设置波特率为**** AT+NAME=@@@@ 设置和查询当前设备名称为@@@@ AT+EXIT 退出 AT 指令模式（3）手机与蓝牙模块的配对为保证正确配对，我们使用手机为iphone5s蓝牙版本4.0，软件使用bluno终端。最终控制程序如下：int a=11; int b=10; int c=6; int d=5; void setup() { pinMode(a,OUTPU