El diseño Modular y la producción de un Robot inteligente basado en una estrategia de Control de lazo cerrado

Los robots inteligentes forman parte de una nueva generación de robots que son capaces de detectar el entorno circundante, planificar sus propias acciones y, finalmente, alcanzar su objetivo. En los últimos años, la dependencia de los robots tanto en la vida diaria como en la industria ha aumentado. El protocolo propuesto en este trabajo describe el diseño y producción de un robot humanoide con un algoritmo de búsqueda de inteligencia y función de identificación autónoma.

En primer lugar, se ensamblan mecánicamente los distintos módulos de trabajo para completar la construcción de la plataforma de trabajo y la instalación del manipulador robótico. Luego, diseñamos un sistema de control de circuito cerrado en una estrategia de control de motor de cuatro cuadrantes con la ayuda de un software de depuración llamado Robo Servo Terminal 2010, así como la identificación del mecanismo de dirección Sat, la velocidad en baudios y otros parámetros de trabajo para garantizar que el robot logre el rendimiento dinámico deseado y el bajo consumo de energía. A continuación, depuramos el sensor para lograr la fusión de múltiples sensores para adquirir información ambiental con precisión.

Finalmente, implementamos el algoritmo de relevancia que puede reconocer el éxito de la función del robot para una aplicación dada. La ventaja de este enfoque es su confiabilidad y flexibilidad, ya que los usuarios pueden desarrollar una variedad de programas de construcción de hardware y utilizar el depurador integral para implementar una estrategia de control inteligente. Esto permite a los usuarios establecer requisitos personalizados en función de sus necesidades, con alta eficiencia y robustez.

La construcción de la máquina. Uno, el chasis que comprende el zócalo, el motor, las ruedas, etc., es un componente principal del robot responsable de su movimiento. Por lo tanto, durante el montaje, el soporte debe mantenerse recto.

Ensamble el chasis como se ilustra, asegurando los componentes mecánicos con los sujetadores adecuados. Dos, el cable conductor y los electrodos positivo y negativo. Suelde dos cables en los dos extremos del motor, conecte el cable rojo al electrodo positivo y el cable negro al electrodo negativo.

Tres, perfora dos agujeros. Tres milímetros de diámetro en el centro del chasis para permitir la instalación del módulo de accionamiento del motor. Conecte el motor al módulo de accionamiento del motor.

Taladre un orificio a un centímetro de los bordes derecho e izquierdo del chasis para la instalación del soporte de sensores infrarrojos en la parte inferior. Perfore un orificio de 18 milímetros de diámetro a través de cada uno de los dos componentes estructurales para la instalación de sensores. Cuatro, instale el mecanismo de dirección en simetría.

Debido al gran choque generado por la operación del mecanismo de dirección, los pernos deben instalarse de manera que garanticen una unión firme e impermeable. Cinco, instale cuatro sensores infrarrojos en el centro de la máquina. Seis, coloque una fuente de alimentación de 14,8 voltios en el centro de la máquina y fije la unidad del microcontrolador al paquete de baterías.

Siete, coloque cuatro sensores REN en la parte superior de la máquina, ajuste el ángulo entre cada sensor y el suelo a 60 grados. Para garantizar la precisión de la detección en relación con la mesa de trabajo. Ocho, instale el sensor de inclinación de doble eje que se utiliza para detectar los casos en que la máquina no alcanza su objetivo en el área de trabajo.

Nueve, use un destornillador para sujetar el brazo del robot a la parte delantera de la máquina. Uno, doble clic para abrir el terminal del servidor del robot a rara vez y 10 software de depuración. Conecte la PC a la placa de depuración con un cable de conversión USB, configure la velocidad en baudios del motor de dirección a 9, 600 latidos por segundo, la limitación de velocidad a 521 disparos por minuto, la limitación angular a 300 grados y la limitación de voltaje a 9.6 voltios en la interfaz de trabajo.

Dos, configure el número de identificación de los dos módulos de conducción y los cuatro motores de dirección. El ID tres y el ID 4 se dejan en blanco para futuras actualizaciones. Nota, ID uno, módulo de conducción hacia la izquierda, ID dos, módulo de conducción hacia la derecha, ID cinco, motor de dirección delantera izquierda, ID seis, motor de dirección delantera derecha, ID siete, motor de dirección trasera izquierda, ID ocho, motor de dirección trasera derecha.

Tres, conecte los sensores a sus respectivas interfaces de control. Cabe señalar que el sensor cuyo conector lleva una marca triangular es G y D.Uno, gire la perilla de regulación en la cola de los sensores infrarrojos para ajustar el rango de detección de los sensores, de modo que el robot pueda determinar su ubicación en la mesa de trabajo analizando el nivel lógico de los sensores infrarrojos. Dos, depurar el sensor de ángulo de inclinación.

Coloque el sensor de ángulo de inclinación horizontalmente y registre estos valores medidos. Incline el sensor hacia dos direcciones diferentes y registre sus valores numéricos. Si los valores medidos están dentro del rango de flechas, se puede considerar que el sensor está en funcionamiento regular.

Uno, construir el modelo de simulación del motor de CC. Basado en la ecuación de equilibrio de voltaje del motor de CC, la ecuación de enlace de flujo y la ecuación de equilibrio de par. Dos, aplique un control de circuito cerrado doble del motor de CC.

Utilice la salida del regulador de velocidad como entrada al regulador de corriente para regular el par y la corriente del motor. Tres, aplique el control de movimiento de cuatro cuadrantes del motor de CC. Cuatro, utilice un sustituto de conducción HBR para lograr un movimiento de cuatro cuadrantes del motor de CC mediante la modulación del encendido / apagado del MOSFET.

Cinco, aplique modulación pulsal para regular la velocidad del motor de CC. Modula el voltaje de CC en sentido de pulsos, aplicado a la armadura del motor controlando el encendido / apagado del interruptor eléctrico cuando el voltaje de la fuente de alimentación del motor de CC permanece esencialmente sin cambios. Por lo tanto, modulando el valor promedio y la entrada de velocidad de rotación al voltaje del inducido del motor.

Uno, usando la línea de descarga USB para ingresar el archivo BIN generado por Cal-5 en el controlador. Dos, seleccione el programa que se va a ejecutar. Aplique la regulación de color para categorizar la carga en la fábrica.

Uno, use una cámara óptica de etiqueta grande para recopilar imágenes y verificar el color del escaneo usando el número de los enlaces al área dimensional. Dos, levante el objeto con los brazos mecánicos. Tres, emita un comando para transferir el objeto a la ubicación designada usando la cámara y el motor de accionamiento del robot.

Resultados representativos en un diagrama de MATLAB que simula dos, siete y 14A, programa de control de movimiento de doble bucle cerrado:Muestra claramente que el sistema de control de doble bucle cerrado es significativamente más eficaz que el sistema de bucle abierto. El rebasamiento real de la salida del sistema de doble circuito cerrado es relativamente pequeño y el rendimiento dinámico del sistema es mejor. En este trabajo diseñamos un tipo de robot inteligente que se puede visualizar de forma autónoma.

Implementamos el algoritmo de búsqueda inteligente propuesto y el reconocimiento autónomo mediante la integración de varios programas de software con hardware. En el producto, presentamos los enfoques básicos para configurar el hardware y depurar el robot inteligente, lo que puede ayudar a los usuarios a diseñar una estructura mecánica adecuada de su propio robot. Sin embargo, durante el funcionamiento real, es necesario prestar atención a la estabilidad de la estructura, su rango de funcionamiento, el grado de libertad y la utilización del espacio para garantizar que estos parámetros cumplan con los requisitos.

Un problema potencial es la incapacidad del robot para lograr realmente las funciones deseadas. Esto puede deberse principalmente a dos causas: la primera es la incapacidad de los sensores para cumplir con los requisitos, para abordar los problemas puede ser necesario un nivel adicional de depuración de los sensores. En función de esta situación o aplicación, la segunda es la incapacidad del motor seleccionado para cumplir con los requisitos de rendimiento.

A la hora de elegir un motor, se debe dar prioridad a un motor con un rendimiento de arranque adecuado, estabilidad operativa y bajo nivel de ruido dentro del presupuesto. Para comenzar el diseño y la producción de un nuevo robot, se deben definir los parámetros del esquema de configuración manual para controlar el comportamiento del nuevo robot, de modo que pueda adaptarse a las demandas de la nueva tarea. Simultáneamente, todos los procesos deben seguir los pasos presentados en el protocolo.

Una ventaja del diseño modular del robot radica en su clara división del trabajo, lo que permite desarrollarlo mediante la colaboración de varios ingenieros. El trabajo de cada módulo se puede desarrollar de forma independiente para realizar una tarea específica. Proporcionamos un esquema de diseño básico para cada módulo para ayudar a los usuarios a buscar el esquema óptimo para una aplicación en particular.

La gama de aplicaciones potenciales se ampliará considerablemente a medida que madure la tecnología de robots inteligentes. Demostrará ser un recurso invaluable para las personas en el campo del desarrollo oceánico, la exploración espacial, la industria y la producción agrícola, el servicio social y el entretenimiento, por nombrar algunos. Esta tecnología reemplazará gradualmente a los seres humanos en entornos de trabajo peligrosos e insalubres.

El robot inteligente continuará desarrollándose hacia la cooperación de múltiples robots en dirección inteligente y en red.