O Design Modular e a produção de um robô inteligente baseada em uma estratégia de controle de circuito fechado

Os robôs inteligentes fazem parte de uma nova geração de robôs capazes de sentir o ambiente ao redor, planejar suas próprias ações e, eventualmente, atingir seu alvo. Nos últimos anos, a dependência de robôs na vida cotidiana e na indústria aumentou. O protocolo proposto neste trabalho descreve o projeto e a produção de um robô humanoide com um algoritmo de busca de inteligência e função de identificação autônoma.

Primeiro, os vários módulos de trabalho são montados mecanicamente para completar a construção da plataforma de trabalho e a instalação do manipulador robótico. Em seguida, projetamos um sistema de controle de circuito fechado em uma estratégia de controle de motor de quatro quadrantes com o auxílio de um software de depuração chamado Robo Servo Terminal 2010, bem como ID da caixa de direção Sat, taxa de transmissão e outros parâmetros de trabalho para garantir que o robô atinja um desempenho dinâmico desejado e baixo consumo de energia. Em seguida, depuramos o sensor para obter a fusão de vários sensores para adquirir informações ambientais com precisão.

Finalmente, implementamos o algoritmo de relevância que pode reconhecer o sucesso da função do robô para determinada aplicação. A vantagem dessa abordagem é sua confiabilidade e flexibilidade, pois os usuários podem desenvolver uma variedade de programas de construção de hardware e utilizar o depurador abrangente para implementar uma estratégia de controle inteligente. Isso permite que os usuários definam requisitos personalizados com base em suas necessidades, com alta eficiência e robustez.

A construção da máquina. Um, o chassi que compreende o rodapé, motor, rodas etc., é um componente primário do robô responsável por seu movimento. Assim, durante a montagem, o suporte deve ser mantido reto.

Monte o chassi conforme ilustrado, prendendo os componentes mecânicos usando fixadores apropriados. Dois, ting o fio condutor e os eletrodos positivo e negativo. Solde dois fios nas duas extremidades do motor, conecte o fio vermelho ao eletrodo positivo e o fio preto ao eletrodo negativo.

Três, faça dois furos. Três milímetros de diâmetro no centro do chassi para permitir a instalação do módulo de acionamento do motor. Conecte o motor ao módulo de acionamento do motor.

Faça um furo a um centímetro das bordas direita e esquerda do chassi para instalação do suporte dos sensores infravermelhos na parte inferior. Faça um furo de 18 milímetros de diâmetro em cada um dos dois componentes estruturais para a instalação de sensores. Quatro, instale a caixa de direção em simetria.

Devido ao grande choque gerado pela operação da caixa de direção, os parafusos devem ser instalados de forma a garantir uma junta firme e impermeável. Cinco, instale quatro sensores infravermelhos no centro da máquina. Seis, coloque uma fonte de alimentação de 14.8 volts no centro da máquina e fixe a unidade do microcontrolador na bateria.

Sete, afixe quatro sensores REN na parte superior da máquina, ajuste o ângulo entre cada sensor e o solo para 60 graus. Para garantir a precisão da detecção em relação à mesa de trabalho. Oito, instale o sensor de inclinação de eixo duplo que é usado para detectar os casos em que a máquina não consegue atingir seu alvo na área de trabalho.

Nove, use uma chave de fenda para prender o braço do robô na frente da máquina. Um, clique duas vezes para abrir o terminal do servidor do robô para raramente e 10 software de depuração. Conecte o PC à placa de depuração com um cabo de conversão USB, defina a taxa de transmissão do mecanismo de direção para 9.600 batimentos por segundo, a limitação de taxa para 521 rodadas por minuto, a limitação angular para 300 graus e voltage limitação para 9.6 volts na interface de trabalho.

Dois, defina o número de identificação dos dois módulos de acionamento e dos quatro motores de direção. A ID três e a ID 4 são deixadas em branco para fins de atualização futura. Nota, ID um, módulo de direção para a esquerda, ID dois, módulo de direção para a direita, ID cinco, motor de direção dianteiro esquerdo, ID seis, motor de direção dianteiro direito, ID sete, motor de direção traseira esquerda, ID oito, motor de direção traseiro direito.

Três, conecte os sensores às suas respectivas interfaces de controle. Deve-se notar que o sensor cujo conector tem uma marca triangular é G e D.One, gire o botão regulador na cauda dos sensores infravermelhos para ajustar a faixa de detecção dos sensores, para que o robô possa determinar sua localização na mesa de trabalho analisando o nível lógico dos sensores infravermelhos. Dois, depure o sensor de ângulo de inclinação.

Posicione o sensor de ângulo de inclinação horizontalmente e registre esses valores medidos. Incline o sensor em duas direções diferentes e registre seus valores numéricos. Se os valores medidos estiverem dentro da faixa de seta, o sensor pode ser considerado como estando em operação regular.

Um, construir o modelo de simulação do motor DC. Com base na equação de equilíbrio de tensão do motor DC, equação de ligação de fluxo e equação de equilíbrio de torque. Dois, aplique o controle de circuito fechado duplo do motor DC.

Utilize a saída do regulador de velocidade como uma entrada para o regulador de corrente para regular o torque e a corrente do motor. Três, aplique o controle de movimento de quatro quadrantes do motor DC. Quatro, utilize um substituto de acionamento HBR para obter o movimento de quatro quadrantes do motor CC, modulando o liga/desligamento do MOSFET.

Cinco, aplique modulação pulsada para regular a velocidade do motor DC. Modular a tensão CC pulsada, aplicada à armadura do motor, controlando o ligar/desligar do interruptor elétrico quando a tensão da fonte de alimentação do motor CC permanece essencialmente inalterada. Assim, modulando o valor médio e a velocidade de rotação de entrada para a tensão da armadura do motor.

Um, usando a linha de download USB para inserir o arquivo BIN gerado pelo Cal-5 no controlador. Dois, selecione o programa a ser executado. Aplique a regulação de cores para categorizar a carga na fábrica.

Primeiro, use uma câmera óptica de etiqueta grande para coletar imagens e verificar a cor da varredura usando o número de ligações à área dimensional. Dois, levante o objeto com os braços mecânicos. Três, emita um comando para transferir o objeto para o local designado usando a câmera e o motor de acionamento do robô.

Resultados representativos em um diagrama do MATLAB simulando dois, sete e 14A, programa de controle de movimento de malha fechada dupla:Ele mostra claramente que o sistema de controle de malha fechada dupla é significativamente mais eficaz do que o sistema de malha aberta. A superação real da saída do sistema de malha fechada dupla é relativamente pequena e o desempenho dinâmico do sistema é melhor. Neste artigo, projetamos um tipo de robô inteligente que pode ser visto de forma autônoma.

Implementamos o algoritmo de busca inteligente proposto e reconhecimento autônomo integrando vários programas de software com hardware. No produto, introduzimos as abordagens básicas para configurar o hardware e depurar o robô inteligente, o que pode ajudar os usuários a projetar uma estrutura mecânica adequada de seu próprio robô. No entanto, durante a operação real, é necessário prestar atenção à estabilidade da estrutura, sua faixa de operação, o grau de liberdade e a utilização do espaço para garantir que esses parâmetros atendam aos requisitos.

Um problema potencial é a incapacidade do robô de realmente atingir as funções desejadas. Isso pode resultar principalmente de duas causas: a primeira é a incapacidade dos sensores de atender aos requisitos, para resolver os problemas, pode ser necessário um nível adicional de depuração dos sensores. Com base nessa situação ou aplicação, a segunda é a incapacidade do motor selecionado de atender aos requisitos de desempenho.

Ao escolher um motor, deve-se dar prioridade a um motor com desempenho de partida adequado, estabilidade operacional e baixo ruído dentro do orçamento. Para iniciar o projeto e a produção de um novo robô, os parâmetros para o esquema de configuração manual devem ser definidos para controlar o comportamento do novo robô, para que ele possa se adaptar às demandas da nova tarefa. Simultaneamente, todos os processos devem seguir as etapas apresentadas no protocolo.

Uma vantagem do design modular do robô reside em sua clara divisão de trabalho, o que permite que ele seja desenvolvido pela colaboração de vários engenheiros. O trabalho de cada módulo pode ser desenvolvido de forma independente para realizar uma tarefa específica. Fornecemos um esquema de design básico para cada módulo para ajudar os usuários a procurar o esquema ideal para um aplicativo específico.

A gama de aplicações potenciais se expandirá consideravelmente à medida que a tecnologia de robôs inteligentes amadurecer. Será um recurso inestimável para indivíduos no campo do desenvolvimento oceânico, exploração espacial, indústria e produção agrícola, serviço social e entretenimento, para citar alguns. Essa tecnologia substituirá gradualmente os seres humanos em ambientes de trabalho perigosos e insalubres.

O robô inteligente continuará a se desenvolver em direção à cooperação multi-robô na direção inteligente e em rede.