正确认识竞步机器人的设计制作以及在对它的应用中有什么新的发展制度呢?本文是一篇工程设计论文。现在舵机控制效果决定竞步机器人整体运动性能。舵机是一种位置伺服的驱动器,其工作原理是:控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片,获得直流偏置电压。
摘 要：本文介绍一种竞步机器人,以ATmega16单片机为核心控制器,通过单片机控制输出PWM信号驱动SR-403P舵机工作,使竞步机器人能够做出符合比赛要求、难度较高的动作。本系统以竞赛任务为驱动,采用模块化设计,软件用C语言编写。
关键词：ATmega16单片机,SR-403P舵机,工程设计论文
1、设计思路和标准
该机器人以ATmega16单片机为主控,主体由6个舵机组成,在机械结构方面通过理论验证,模仿人的走路姿势及关节动作,分析设计合理的腿部构造,使机器人能够稳定、快速的完成竞赛要求的动作。
工程设计：《机械设计与研究》，《机械设计与研究》(双月刊)创刊于1984年6月，由上海市机械工程学会、上海交通大学主办。1984-1987年4年内由上海交通大学出版社出版，每年6期，主编为黄步玉教授、编委会主任为沈珑教授。1989年起改由《机械设计与研究》杂志社出版，并增加了上海协昌有限公司为第3主办单位，主编为黄步玉教授、常务主编为邹慧君教授、编委会主任为谢绳武教授。
2、系统组成及工作原理
本系统包括硬件和软件两部分。硬件部分主要完成ISP下载电路连接、舵机控制电路板的焊接等。软件主要完成机器人动作程序编辑调试与下载等功能[1]。机器人独立运行后通过ATmega16单片机控制输出PWM信号来控制舵机的转动,实现竞步机器人规定的动作。系统结构框图如图1所示。
3、主要硬件电路
3.1 ISP下载电路
该下载电路通过连接PC机并口和AVR单片机的串行SPI总线,实现片内Flash及EEPROM的在系统编程[2]。以并口ISP下载线为开发工具,结合第三方软件如ICC AVR6.31进行下载操作。并口ISP下载线由74HC244组成,74HC244为八缓冲器,三态输出,由PC机电源供电。该器件的主要作用是,在执行下载操作时,令DB25的D3D2=00,74HC244各缓冲器均处于工作状态,PC机并口上的D4、D5、D7、ACK几个信号分别通过各自的缓冲器与单片机上SCK、MOSI 、RESET、MISO几个引脚相接,传输数据。下载完成后,令D3D2=11,74HC244各缓冲器处于高阻态,真正实现在线编程功能。
3.2 舵机控制电路
它内部有一个基准电路,产生周期为20ms,宽度为1.5ms的基准信号,将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较,获得电压差输出,电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时,通过级联减速齿轮带动电位器旋转,使得电压差为0,电机停止转动。
4、软件设计
本系统的软件用C语言编写,主程序完成系统硬件的初始化、子程序调用等功能。主程序、动作子程序如图2、图3所示。
结语
实践证明,本文所设计的竞步机器人运行稳定、任务目标实现效果良好。通过改进机器人硬件结构,结合专用调试软件即可以实现机器人翻转、倒立、迈步等规定动作。
