利用智能小車與機(jī)械臂結(jié)合，在智能小車自身能夠?qū)崿F(xiàn)的功能的基礎(chǔ)上，拓寬功能，使之得到最大化的利用，提高其利用價(jià)值。

智能小車可實(shí)現(xiàn)障礙物搜尋、掃除或者攻擊“敵人”，另外利用智能小車、機(jī)械臂的結(jié)合實(shí)現(xiàn)物體抓取與放置。

小車掃除障礙時(shí)，通過(guò)上中兩層分布的紅外傳感器感知障礙或“敵人”，加速進(jìn)行掃除或發(fā)動(dòng)攻擊；

小車抓取物體時(shí)，通過(guò)紅外傳感器實(shí)現(xiàn)避障到達(dá)目的地，然后進(jìn)行物體抓取并放到指定位置，此動(dòng)作可自動(dòng)完成，也可通過(guò)藍(lán)牙通訊控制完成，使之更加靈活。

選題方向

基于智能小車，給其增加一機(jī)械臂，通過(guò)智能小車的移動(dòng)，使機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)“定點(diǎn)抓取”——>“移動(dòng)抓取”，利用智能小車已實(shí)現(xiàn)的避障、攻擊等功能，在機(jī)械臂抓取物體，放置物體已實(shí)現(xiàn)的情況下，二者疊加，使之產(chǎn)生1+1>2的效果。當(dāng)我們不便或不想行動(dòng)時(shí)，這時(shí)它便可以幫助我們拿物體，就像一個(gè)簡(jiǎn)易的“傭人”。

我們可以手動(dòng)控制機(jī)器人手臂的每個(gè)伺服或軸的運(yùn)動(dòng)，同樣使用“Save”按鈕，可以記錄每個(gè)位置或步驟，然后機(jī)器人手臂可以自動(dòng)運(yùn)行并重復(fù)這些步驟，

這樣機(jī)械臂可幫助我們做一些簡(jiǎn)單的重復(fù)工作，并且使用相同的按鈕，可以暫停自動(dòng)操作以及重置或刪除所有步驟，以便我們可以記錄新的步驟。

競(jìng)賽開發(fā)平臺(tái)

智能小車車體部分

硬件：

其主控是stm32控制板，配置有四個(gè)MG996舵機(jī)，兩個(gè)1203驅(qū)動(dòng)器，四個(gè)電機(jī)，上中下三層各配置四個(gè)傳感器，依次是紅外傳感器，紅外測(cè)距傳感器，紅外光電傳感器，另配置有一傾角傳感器，小車配有鋰電池為驅(qū)動(dòng)供電，另配有電源為主控及舵機(jī)供電。

軟件：

• 利用Keil 軟件平臺(tái)為智能小車配置代碼并進(jìn)行調(diào)試；

• 利用Robot Servo Terminal軟件進(jìn)行舵機(jī)、驅(qū)動(dòng)編號(hào)并對(duì)舵機(jī)位置調(diào)試設(shè)定；

• 利用LuBy creater 軟件進(jìn)行傳感器參數(shù)讀取及調(diào)試；

機(jī)械臂部分

硬件：

其主控是arduino UNO 開發(fā)板，其主體機(jī)械結(jié)構(gòu)由3d打印，關(guān)節(jié)分別由SG90舵機(jī)和MG996R舵機(jī)構(gòu)成，并且使用藍(lán)牙通訊模塊輔助實(shí)現(xiàn)其控制。

軟件：

• 利用Ardunio軟件平臺(tái)編寫調(diào)試 UNO 控制程序；

• 利用Solidworks 軟件設(shè)計(jì)機(jī)械臂物理結(jié)構(gòu)；

• 利用app inventor軟件設(shè)計(jì)開發(fā)與機(jī)械臂相匹配的藍(lán)牙控制app。

機(jī)械臂部分硬件：

首先，使用Solidworks 建模軟件設(shè)計(jì)了機(jī)器人手臂，手臂有5個(gè)自由度，機(jī)械臂全部由3D打印完成。

對(duì)于前3軸，腰部，肩部和肘部，使用MG996R伺服系統(tǒng)，而對(duì)于另外2軸，腕部滾動(dòng)和腕部間距，以及夾持具使用了較小的SG90微型伺服系統(tǒng)。

硬件連接示意圖：

主函數(shù)代碼展示：

抓取物體：

使用應(yīng)用程序中的滑塊，我們可以手動(dòng)控制機(jī)器人手臂的每個(gè)伺服或軸的運(yùn)動(dòng)。同樣使用“Save”按鈕，我們可以記錄每個(gè)位置或步驟，然后機(jī)器人手臂可以自動(dòng)運(yùn)行并重復(fù)這些步驟。使用相同的按鈕，我們可以暫停自動(dòng)操作以及重置或刪除所有步驟，以便我們可以記錄新的步驟。

代碼部分展示：

1.void loop() {
2.// Check for incoming data
3.if (Bluetooth.available() > 0) {
4.dataIn = Bluetooth.readString(); // Read the data as string
5.
6.// If "Waist" slider has changed value - Move Servo 1 to position
7.if (dataIn.startsWith("s1")) {
8.String dataInS = dataIn.substring(2, dataIn.length()); // Extract only the number. E.g. from "s1120" to "120"
9.servo1Pos = dataInS.toInt(); // Convert the string into integer
10.// We use for loops so we can control the speed of the servo
11.// If previous position is bigger then current position
12.if (servo1PPos > servo1Pos) {
13.for ( int j = servo1PPos; j >= servo1Pos; j--) { // Run servo down
14.servo01.write(j);
15.delay(20); // defines the speed at which the servo rotates
16.}
17.}
18.// If previous position is smaller then current position
19.if (servo1PPos < servo1Pos) {
20.for ( int j = servo1PPos; j <= servo1Pos; j++) { // Run servo up
21.servo01.write(j);
22.delay(20);
23.}
24.}
25.servo1PPos = servo1Pos; // set current position as previous position
26.}
27.
28.// Move Servo 2
29.if (dataIn.startsWith("s2")) {
30.String dataInS = dataIn.substring(2, dataIn.length());
31.servo2Pos = dataInS.toInt();
32.
33.if (servo2PPos > servo2Pos) {
34.for ( int j = servo2PPos; j >= servo2Pos; j--) {
35.servo02.write(j);
36.delay(50);
37.}
38.}

創(chuàng)新點(diǎn)描述

1、同時(shí)采用stm32和arduino控制板配合使用，充分利用二者特點(diǎn)，使之與項(xiàng)目要求達(dá)到很好的匹配；

2、利用MIT APP Inventor 設(shè)計(jì)開發(fā)機(jī)械臂控制APP，無(wú)論對(duì)于開發(fā)者還是使用者，操作都較簡(jiǎn)單明了；

3、采用3層傳感器的分布結(jié)構(gòu)，使車體對(duì)周圍環(huán)境判斷更加靈敏和準(zhǔn)確，同時(shí)也考慮到實(shí)際環(huán)境的影響，避免采用灰度傳感器（受環(huán)境光）等外在客觀環(huán)境影響較大的傳感器；

4、智能小車可以自動(dòng)搜尋障礙并采取相應(yīng)措施向起發(fā)動(dòng)進(jìn)攻；

5、使用機(jī)械臂APP中的滑塊，可以手動(dòng)控制機(jī)器人手臂的每個(gè)伺服或軸的運(yùn)動(dòng)。同樣使用“保存”按鈕，可以記錄每個(gè)位置或步驟，然后機(jī)器人手臂可以自動(dòng)運(yùn)行并重復(fù)這些步驟。使用相同的按鈕，可以暫停自動(dòng)操作以及重置或刪除所有步驟，以便記錄新的步驟。

成果展示

審核編輯 ：李倩