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机器人自主搬运赛技术培训2017.10搬运竞赛三要素结构设计行驶算法场地策略搬运竞赛三要素结构设计——决定能不能通过障碍，完成规定任务行驶算法——决定能不能顺利通过障碍并顺利完成任务场地策略——决定能不能取得好名次一、场地与策略每次搬运1个物料1.单次完成度高2.总体完成度低3.时间长4.结构设计简单5.程序设计复杂每次搬运2个物料1.单次完成度较高2.总体完成度一般3.时间较长4.结构设计简单5.程序设计复杂每次搬运3个物料1.单次完成度一般2.总体完成度较高3.时间较短4.结构设计一般5.程序设计一般一次全部搬运完成1.单次完成度低2.总体完成度较高3.时间短4.结构设计难5.程序设计简单二、机构设计技术要点底盘机构夹持机构装载机构地形分析地形简单，特殊地形为障碍物挡板和一个斜坡窄桥。对底盘结构设计要求较低，对车身尺寸和整个车身的重心设计要求高。底盘机构移动速度快运动性能稳定攀爬稳定性一般移动速度慢运动性能稳定攀爬稳定性一般移动速度慢运动性能稳定攀爬稳定强移动速度快运动性能稳定攀爬稳定性强夹持机构齿轮组夹持器连杆组夹持器齿轮连杆组夹持器自由度分析成功搬运物料：前伸（后退），夹取，拿起（放下），翻转，转移5自由度：每个动作都依靠机械臂执行。4自由度：前伸（后退）通过底盘执行，其他动作通过机械臂完成。3自由度：前伸（后退）、转移通过底盘执行，其他动作通过机械臂完成。2自由度：前伸（后退）、转移通过底盘地形，夹取和拿放的动共用一个自由度，翻转一个自由度。装载机构平板类：采用探索者圆形件与平板件简单组装即可。结构非常简单，但体积跟物料数量正相关，小车行进过程中物料稳定性较差。箱体类：采用探索者金属机械零件简单组装即可。结构简单，物料运输过程中稳定性较好，但所占空间大，增加车体重量。如何避障传感器选择：近红外、超声测距近红外：触发范围正常光线下30cm左右，识别距离不可调，根据延迟调节转向。超声测距：触发范围3m左右，触发距离可调，根据距离或者延迟调节转向。问题——1、爬不上去（1）比赛为EVA材质的障碍，打滑问题基本不存在。（2）提高小车动力，我们可以增加电机来做到动力的提升。或设计传动机构使每个轮子都能输出转矩。（3）提高小车的速度，我们可以增加轮胎的直径来提高速度，比如用履带缠绕轮胎或者使用大履带轮胎。或设计传动机构减小传动比。（4）调整结构设计，使重心靠前。或设计一个能够改变重心位置的机构。分析问题——2、走不直观察：（1）是不是因为轮胎在空间上的不对称导致各个轮胎的旋转中心轴交叉以至于小车不能走直线？（2）是不是因为每个电机的转速不一致，导致小车不能走直线？（3）是不是因为轮胎的大小不一致，导致小车不能走直线？解决问题——2、走不直解决方案：（1）调整结构：支架组装拧紧、联轴器和圆周舵机的输出头拧紧、更换使用长久导致零件磨损变形的零件、竖直方向不对称可以增加纸张、塑料带等不超出比赛规则的薄片。（2）调整电机转速，可以通过程序微调。（3）如果小车始终向某侧偏斜，可以尝试调换左右两边的部分机构，以平衡误差。解决问题——3、转弯时直流电机卡顿主要原因是用数字量控制直流电机时，直接接的VIN电压，也就是电池实时电压，基本是当时的最大电压；而用模拟量控制时，电压值只是在255时才能达到最大，其余的值电压都比较小。如果你的底盘轴距较长（前后轮之间的距离），或转弯时阻力较大，则在转向时就会需要一个较大的扭矩。如果同时你模拟值给的比较小，就会造成电机力量不够。这就是出现卡顿的原因。一旦电机堵转，电机重新启动时，用的是较低的那个电压，加速度不足，造成启动也比较慢，甚至启动不了。所以如果要改进，要么是用数字量，加大电压，要么改结构，想办法转弯时缩短轴距，或者减小转弯阻力。 解决问题——4、抓取时物料容易掉1.调整结构：铰接位置注意轴套和小垫片等零件，螺丝螺母拧紧。查看层次是否正确。2.夹持角度调整：角度过小，夹持力满足，但是可能让舵机堵转，舵机堵转会产生抖动，会影响夹持效果。2.在夹持器上增加海绵（软质弹性物质），增加摩擦和缓冲。分析问题——5、运输时物料容易掉1.车在行进过程中难免抖动，所以原本放置好的物料可能会产生位置便宜，甚至物料丢失。2.放置物料时位置偏移较大，行进过程中偏移掉落。解决问题——5、运输时物料容易掉1.选用箱体载物台2.增加限位装置:在载物台周围用探索者机械零件装一个矮的边框，或者在载物台周围装螺丝。三、电路与程序设计技术要点基本技能数字量输入 digitalread()数字量输出 digitalwrite()模拟量输入 analogread()模拟量输出 analogwrite()条件语句条件嵌套语句有限状态机switch语句传感器小车轨迹1、条件语句单传感器传感器策略伪码1向右前行驶 if （1） RS；0向左前行驶