机器人创新设计及模拟实施实验报告

一．概述：

本课程要求在课程结束时，小组成员自行设计并利用实验器材组装出机器人。要求机器人有一定创新性，小组成员自行设计程序，机器人能按照设定的程序运行，并拍一段视频记录机器人运行过程。

二．设计思路：

         我们设计的是一个割草机器人，由两大部分组成——底盘和割草部分底盘为三轮式结构，其中两个为主动轮，分别有马达驱动，位于前方，车尾有一辅助轮。割草部分主要部分为割草滚刀，有马达带动。割草部分与底盘之间可以上下运动，当机器人处于非割草状态时，滚轮上身至离地面较高的位置，以方便移动，同时保护滚刀；当机器人准备割草是，割草部分下移，根据实际情况可调整滚到与地面的间隙，控制割草长度。

由于实验器材的原因，割草滚刀的上下移动是由一马达带动割草部分在垂直底盘的带有齿条的轨道上上下移动模拟的。由于实验器材所限，马达功率过低，导致割草滚刀部分只能下移，不能上升。

我们设想的机器人运行步骤大致是这样的：

1. 准备: 机器人静止，割草滚刀在离地较高的位置。

2. 起动：机器人向前运动，转弯，到达割草位置。这里向前运动由程序设定M1、M2的运行时间：转弯由一个电机运动，另一个电机停止运动实现。

3. 割草：机器人的割草滚刀向下移动，到达预订位置，滚刀启动。滚刀下移（由M3的运转实现，程序设定在开始运转一定时间后M3启动），先触动限位开关1，此时启动M4，带动滚刀转动，滚刀继续下降，触动限位开关2，M3停止转动，滚刀位置固定在这个位置上。

4. 完成：一段时间后（程序里设定）割完草割草滚刀停止，向上移动，触动限位开关1后停止，滚刀固定在离地高的位置。

5. 开始新循环。

          在控制程序的编写上，我们参考指导老师的意见为机器人设定了循环模式（程序另附）

         

三． 具体结构图

  

四．总结：

         总的来说，本次实验还是成功的，机器人基本达到了设计要求，能按照编写的程序运行，但机器人实际运行时，由于电机功率不足及设计上的缺陷，在割草滚刀上下移动时，不是很成功，需要人力辅助尤其是上升 。                           这是由于设计时没有充分考虑各方面因素而导致的。设计的割草部分过重，而割草部分与底盘之间的链接部分也没有设计好，导致M3驱动的齿轮与齿条间不能充分啮合，驱动的电机功率又不足，影响了割草部分的上下运动。

   

 

第二篇：宝贝车——机器人创新实验报告

 

中国农业大学

       课程论文

     （20##-20##学年秋季学期）

论文题目：   仿尺蠖爬行机器人           

课程名称：   机器人创新实验（1）           

任课教师：   吴刚           

班　　级：   车辆112班           

学　　号：   1107140216          

姓　　名：    刘鹏          

机器人创新实验（1）实验报告

实验名称：仿尺蠖爬行机器人

小组成员：刘鹏 程鹏飞 王思洋

实验时间：2013.11.27

实验目的：使用机器人创意组件组装并使用TKstdio软件编写调试程序完成对尺蠖爬行动作的机械仿真

实验流程：

1.       通过对教材上的实例进行装配熟悉机器人创意组件的组装方法、部件功能以及TKstidio的使用方法

2.       对尺蠖的运动过程进行分析，初步拟定组装所需部件结构以及控制程序的内容。

3.       进行实际装配和调试并根据结果对装配方案和控制程序进行调整。

4.       得到最终方案

5.       总结，反思，撰写实验报告

装配方案：

机器人可视为由五个结构相同的单元体以及主控板和电源组成

单元体包括：

标准舵机M01x1

输出头A05x1

马达支架J26x1

10mm滑轨J01x1

90度转接支J05x1

足支架J12x1

组装后效果如下图：

程序设计：

根据需要将程序设计为闭环控制，不需要获得外部参数，只需按一定的时间间隔完成规定动作即可，而动作的设计如下图：

程序所控制的电机数为四个，另一电机作为配重保持整体重量的均衡，各动作下电机所处角度如下表：

根据分析设定每个电机所应处于的角度并设定动作的保持时间为1s后对应的程序如下：

#include "config.h"

#include "lib_io.h"

#include "lib_arm.h"

int main(void)

{

       Initial_ARM();

while(1)

{

Servo(1,0);

Servo(2,180);

Servo(3,90);

Servo(4,90);

DelayNS(1000);

Servo(1,30);

Servo(2,60);

Servo(3,120);

Servo(4,90);

DelayNS(1000);

Servo(1,135);

Servo(2,0);

Servo(3,135);

Servo(4,90);

DelayNS(1000);

Servo(1,120);

Servo(2,30);

Servo(3,30);

Servo(4,120);

DelayNS(1000);

Servo(1,0);

Servo(2,150);

Servo(3,0);

Servo(4,120);

DelayNS(1000);

Servo(1,90);

Servo(2,90);

Servo(3,90);

Servo(4,90);

DelayNS(1000);

}

}

实验总结

创新点：1.通过对尺蠖运动的仿真实现了除轮式、足式之外的另一种机器人运动方式

2.足部支架的设计克服了机器人运动时左右摇摆易倾倒的问题

不足的地方：机器人的运动速度较慢且无法转向，主控板没有地方放置。

附：机器人演示效果

实验心得体会：

通过本次机器人创新实验使我深深感受到团队中的分工和交流对于创新活动的重要性。在本次实验中，我们首先通过合理的分工使得每一位同学的能力能够得到充分的发挥，其次，在各自分工不同的同时，面对比较艰难的问题，例如程序控制方法等，我们又会通过共同合作的方式将每个人的观点均加入考虑，通过头脑风暴的方式得到我们最后的方案。通过这样的方式，达到了最终1+1+1>3的效果，从而能够产生超出个人能力的合力，并最终在花费了较少的时间的情况下实现我们的设计方案。当看到最终机器人迈出他笨拙的“脚步”的时候，每一位队员都感受到了由衷的自豪。