Modułowa konstrukcja i produkcja inteligentnego robota opartego na strategii sterowania w pętli zamkniętej

Inteligentne roboty są częścią nowej generacji robotów, które są w stanie wyczuwać otaczające środowisko, planować własne działania i ostatecznie osiągnąć swój cel. W ostatnich latach wzrosło zaufanie do robotów zarówno w życiu codziennym, jak i w przemyśle. Protokół zaproponowany w niniejszym artykule opisuje zaprojektowanie i wyprodukowanie robota humanoidalnego z algorytmem wyszukiwania danych wywiadowczych i funkcją autonomicznej identyfikacji.

Po pierwsze, różne moduły robocze są montowane mechanicznie, aby zakończyć budowę platformy roboczej i instalację manipulatora robota. Następnie projektujemy system sterowania w pętli zamkniętej w czterokwadrantowej strategii sterowania silnikiem za pomocą oprogramowania do debugowania o nazwie Robo Servo Terminal 2010, a także identyfikatora przekładni kierowniczej Sat, szybkości transmisji i innych parametrów pracy, aby zapewnić, że robot osiąga pożądaną dynamiczną wydajność i niskie zużycie energii. Następnie debugujemy czujnik, aby uzyskać fuzję wielu czujników w celu dokładnego uzyskania informacji o środowisku.

Na koniec wdrażamy algorytm trafności, który może rozpoznać sukces funkcji robota dla danego zastosowania. Zaletą tego podejścia jest jego niezawodność i elastyczność, ponieważ użytkownicy mogą opracowywać różnorodne programy do budowy sprzętu i wykorzystywać wszechstronny debugger do wdrażania inteligentnej strategii sterowania. Dzięki temu użytkownicy mogą ustawiać spersonalizowane wymagania w oparciu o swoje potrzeby, z wysoką wydajnością i solidnością.

Budowa maszyny. Po pierwsze, podwozie, które składa się z listwy przypodłogowej, silnika, kół i tak dalej, jest podstawowym elementem robota odpowiedzialnym za jego ruch. Dlatego podczas montażu wspornik powinien być trzymany prosto.

Zamontuj podwozie zgodnie z ilustracją, zabezpieczając elementy mechaniczne za pomocą odpowiednich elementów mocujących. Po drugie, przewodzenie drutu oraz elektrody dodatniej i ujemnej. dwa przewody do dwóch końców silnika, podłącz czerwony przewód do elektrody dodatniej, a przewód do elektrody ujemnej.

Po trzecie, wywierć dwa otwory. Trzy milimetry średnicy w środku podwozia, aby umożliwić montaż modułu napędowego silnika. Podłączyć silnik do modułu napędowego silnika.

Wywierć jeden otwór w odległości jednego centymetra od prawej i lewej krawędzi obudowy, aby zainstalować wspornik czujników podczerwieni na dole. Wywierć otwór o średnicy 18 milimetrów przez każdy z dwóch elementów konstrukcyjnych do instalacji czujników. Po czwarte, zamontuj przekładnię kierowniczą w symetrii.

Ze względu na duże wstrząsy generowane przez pracę przekładni kierowniczej, powinny być montowane w sposób zapewniający mocne i nieprzepuszczalne połączenie. Po piąte, zainstaluj cztery czujniki podczerwieni na środku maszyny. Po szóste, umieść zasilacz 14,8 V na środku maszyny i przymocuj mikrokontroler do zestawu akumulatorów.

Siedem, przymocuj cztery czujniki REN do górnej części maszyny, dostosuj kąt między każdym czujnikiem a podłożem do 60 stopni. Aby zagwarantować dokładność wykrywania w stosunku do stołu roboczego. Po ósme, zainstaluj dwuosiowy czujnik przechyłu, który służy do wykrywania przypadków, w których maszyna nie dociera do celu w obszarze roboczym.

Po dziewiąte, użyj śrubokręta, aby przymocować ramię robota z przodu maszyny. Jedno, dwukrotne kliknięcie, aby otworzyć terminal serwera robota, aby rzadko i 10 oprogramowania do debugowania. Podłącz komputer do płytki debugowania za pomocą konwertującego USB, ustaw szybkość transmisji silnika sterującego na 9 600 uderzeń na sekundę, ograniczenie prędkości na 521 rund na minutę, ograniczenie kątowe na 300 stopni i ograniczenie napięcia do 9,6 V w interfejsie roboczym.

Po drugie, ustaw numer identyfikacyjny dwóch modułów napędowych i czterech silników sterujących. Identyfikator 3 i identyfikator 4 pozostają puste do celów aktualizacji w przyszłości. Uwaga, ID jeden, moduł jazdy w lewo, ID dwa, moduł jazdy w prawo, ID pięć, silnik układu kierowniczego lewy przedni, ID sześć, silnik układu kierowniczego prawego przedniego, ID siedem, silnik kierowany w lewo tylny, silnik skrętu w lewo osiem, silnik w kierunku prawego tylnego układu kierowniczego.

Po trzecie, podłącz czujniki do odpowiednich interfejsów sterowania. Należy zauważyć, że czujnik, na którego złączu znajduje się trójkątny znak, to G i D.One, obróć pokrętło regulacyjne na ogonie czujników podczerwieni, aby dostosować zasięg wykrywania czujników, aby robot mógł określić swoje położenie na stole roboczym, analizując poziom logiczny czujników podczerwieni. Po drugie, debuguj czujnik kąta nachylenia.

Ustaw czujnik kąta nachylenia poziomo i zapisz te zmierzone wartości. Nachyl czujnik w dwóch różnych kierunkach i zapisz jego wartości liczbowe. Jeśli zmierzone wartości mieszczą się w zakresie strzałki, czujnik można uznać za normalnie działający.

Po pierwsze, zbuduj model symulacyjny silnika prądu stałego. Na podstawie równania bilansu napięcia silnika prądu stałego, równania sprzężenia strumienia i równania równoważenia momentu obrotowego. Po drugie, zastosuj podwójne sterowanie silnikiem prądu stałego w pętli zamkniętej.

Wykorzystaj wyjście regulatora prędkości jako wejście do regulatora prądu, aby regulować moment obrotowy i prąd silnika. Po trzy, zastosuj czterokwadrantowe sterowanie ruchem silnika prądu stałego. Po czwarte, wykorzystaj substytut napędowy HBR, aby uzyskać czterokwadrantowy ruch silnika prądu stałego poprzez modulację włączania / wyłączania tranzystora MOSFET.

Po piąte, zastosuj modulację impulsową, aby regulować prędkość silnika prądu stałego. Moduluj impulsowo napięcie prądu stałego, przyłożone do twornika silnika, sterując włączaniem/wyłączaniem przełącznika elektrycznego, gdy napięcie zasilania silnika prądu stałego pozostaje zasadniczo niezmienione. W ten sposób modulując średnią wartość i prędkość obrotową wejściową do napięcia twornika silnika.

Jeden, za pomocą linii pobierania USB do wprowadzenia pliku BIN wygenerowanego przez Cal-5 do kontrolera. Po drugie, wybierz program, który chcesz wykonać. Zastosuj regulację kolorów, aby kategoryzować ładunek w fabryce.

Po pierwsze, użyj dużej kamery optycznej do zbierania obrazów i weryfikowania koloru skanowania za pomocą liczby wiązań z obszarem wymiarowym. Po drugie, podnieś przedmiot za pomocą ramion mechanicznych. Po trzecie, wydaj polecenie przeniesienia obiektu w wyznaczone miejsce za pomocą kamery i silnika napędowego robota.

Reprezentatywne wyniki na schemacie MATLAB symulującym dwa, siedem i 14A, program sterowania ruchem w podwójnej pętli zamkniętej:Wyraźnie pokazuje, że system sterowania z podwójną pętlą zamkniętą jest znacznie bardziej skuteczny niż system z otwartą pętlą. Rzeczywiste przeregulowanie mocy wyjściowej systemu podwójnej pętli zamkniętej jest stosunkowo niewielkie, a dynamiczna wydajność systemu jest lepsza. W tym artykule zaprojektowaliśmy typ inteligentnego robota, który może być oglądany autonomicznie.

Wdrożyliśmy proponowany inteligentny algorytm wyszukiwania i autonomiczne rozpoznawanie poprzez integrację kilku programów ze sprzętem. W produkcie przedstawiliśmy podstawowe podejścia do konfiguracji sprzętu i debugowania inteligentnego robota, które mogą pomóc użytkownikom w zaprojektowaniu odpowiedniej struktury mechanicznej własnego robota. Jednak podczas rzeczywistej eksploatacji należy zwrócić uwagę na stabilność konstrukcji, jej zasięg działania, stopień swobody i wykorzystanie przestrzeni, aby parametry te spełniały wymagania.

Jednym z potencjalnych problemów jest niezdolność robota do faktycznego osiągnięcia pożądanych funkcji. Może to wynikać przede wszystkim z dwóch przyczyn: pierwszą z nich jest niezdolność czujników do spełnienia wymagań, aby rozwiązać problemy, może być konieczny dodatkowy poziom debugowania czujników. W zależności od tej sytuacji lub zastosowania, drugą jest niezdolność wybranego silnika do spełnienia wymagań dotyczących wydajności.

Przy wyborze silnika pierwszeństwo należy przyznać silnikowi o odpowiedniej wydajności rozruchowej, stabilności pracy i niskim poziomie hałasu w ramach budżetu. Aby rozpocząć projektowanie i produkcję nowego robota, należy zdefiniować parametry schematu konfiguracji ręcznej, aby kontrolować zachowanie nowego robota, tak aby mógł dostosować się do wymagań nowego zadania. Jednocześnie wszystkie procesy muszą przebiegać zgodnie z krokami przedstawionymi w protokole.

Zaletą modułowej konstrukcji robota jest jego przejrzysty podział pracy, który pozwala na jego rozwój we współpracy różnych inżynierów. Praca każdego modułu może być rozwijana niezależnie, aby wykonać określone zadanie. Zapewniamy podstawowy schemat projektowy dla każdego modułu, aby pomóc użytkownikom w poszukiwaniu optymalnego schematu dla konkretnego zastosowania.

Zakres potencjalnych zastosowań znacznie się rozszerzy wraz z rozwojem technologii inteligentnych robotów. Okaże się nieocenionym zasobem dla osób zajmujących się m.in. rozwojem oceanów, eksploracją kosmosu, przemysłem i produkcją rolną, usługami społecznymi i rozrywką. Technologia ta będzie stopniowo zastępować ludzi w niebezpiecznych i niehigienicznych środowiskach pracy.

Inteligentny robot będzie nadal rozwijał się w kierunku współpracy wielu robotów w kierunku inteligentnym i sieciowym.