简易自动组装机器人的设计(含cad零件图,装配图,电路图,程序)

简易自动组装机器人的设计(含cad零件图,装配图,电路图,程序)(说明书18600字,CAD图纸5张)
摘  要：随着国内外机器人竞赛热潮的兴起，大学生亲自动手制作机器人已成为参加机器人大赛的主要方式。本人作为湖南农业大学东方科技学院2011年亚太大学生机器人大赛的参赛队员，参与了机器人的设计和制作整个过程，在创新设计能力、动手能力和培养团队合作精神等方面都得到了提高。而本次设计的简易自动组装机器人是一台自动化程度较高的机器人，这个机器人由行走模块、主控模块和机械手臂组成。需要完成一定难度的“水灯”组装工作并将组装好的水灯放入“小河”中（题目源于2011年亚太大学生机器人大赛）。这对机器人的竞争力、灵活性、准确性有较高要求。机器人的控制系统采用单片机或ARM作底层控制模块，充分利用单片机高处理能力。机器人的机械结构采用铝型材制作，利用铝型材轻便加工方便的优点。机器人的主程序采用C语言编写。
关键词：机器人；LPC2103；ATMEGA128；全向轮；组装

The design of simple automatic assembly robot
Abstract: With the rise of domestic and international robot competition boom, hands-on production robot made by college students has become the main way in robot contest. As a student of orient technological institute, Hunan agricultural university, and a player of Asia-pacific college students robot contest, 2011, I participated in the entire process of design and manufacture of the robot, our ability in innovation and creation, and the spirit of cultivating teamwork have been improved in all aspects. The design of simple automatic assembly robot is a kind of higher automatization which composed by walking module, control module and mechanical arms modules. It’s a little difficult to complete the consistent of “water lanterns” and put them in the “small river” properly. (The subject comes from ABS Asia-Pacific Robot Contest)  That requires higher standard in competitiveness, flexibility and accuracy in robot. The robot control system adopts single-chip microcomputer or ARM as bottom control module; make full use of single-chip microcomputer high processing ability. Robot mechanical structure was made of aluminum section that possessing the advantage in deft processing. The main program robot uses is C language.
Key words: Robot；LPC2103; ATMEGA128; Assembly;Omni-wheel

本次机器人设计原则
对于此次比赛的机器人来说，主要考验的是机器人的行走路线、机器人运行的稳定性、快速性、准确性以及可操作性。通过总结往届的经验，小组制定了如下机器人设计原则。
1、机器人必须与大赛的主题相吻合，创意独到，在遵循规则的前提下能巧妙地合理地利用规则。
2、机器人必须具有较高的速度(包括加速度)，比赛中谁的速度快，谁就能在更短的时间内完成组装搬运工作，抢得比赛的先机，因此小组制定了速战速决的战术。
3、机器人必须稳、准。指机器人运动的机动性、稳定性和组装水灯的准确性。速度只有与机动性、灵巧性和准确性结合才能相得益彰。才能在竞争激烈，赛况瞬息万变的比赛中获得胜利。
4、机器人应具有高智能。目前大部分自动机器人尚处于预编程的水平上，无法达到高要求的定位标准。如果机器人的智能水平能够有所提高，能够正确的处理瞬息万变的赛场信提高定位能力，那么就能更快更好的完成组装和搬运。
5、机器人代表队的配合默契程度。指自动机器人、手控机器人的动态配合要好，因为比赛不是比拼单台机器人的功能。因此，小组特别强调机器人团队之间的协同作战。
2.3  比赛策略
在比赛一开始机器人就以最短路线运动到组装区域，并利用编码盘导引调整行动误差保证最后准确的定位在组装区中心位置，然后机器人转向去抓取待组装的水灯部件进行组装，完成组装后将组装好的水灯夹取放入小河中。  
2.4  研制概要
根据大赛主题以及规则，小组经过了多次集体开会讨论，初步确定了控制系统的设计方案。
1. 手动机器人任务：将3敬香盆放置在普通区，然后将带来一个基座和蜡烛装饰放在组装点族位置，并且该手动机器人将收集普通区的蜡烛，再次用于在水灯大会。
2. 自动机器人：将收集水灯花瓣和花，并把它们摆放在准备点。
3. 自动组装机器人：将会自动堆叠（组装）一水灯和一花瓣在位于组装点族的蜡烛基座上，然后将组装好的水灯放入小河中。
3  自动组装机器人机械设计
 

目    录
摘  要    1
关键词    1
1  前言    2
1.1 2011年亚太机器人大赛比赛主题与规则    2
2  机器人创意设计与方案    3
2.1 机器人一般组成    3
2.2 机器人设计原则    4
2.3比赛策略    4
2.4 研制概要    4
3  机器人机械设计    5
3.1 轮子和底盘的选择与设计    5
3.2 升降机构的设计    7
3.3 夹取机构设计    8
4  机器人电路硬件选择    9
4.1 CPU的选择    9
4.2机器人主控制板结构及说明    12
4.2.1 LPC2103电源模块    12
4.2.2 最小系统    13
4.2.3 人机交互界面    13
4.2.4 主控制板实物图    18
4.3 电机伺服控制    19
4.4 编码盘采样    24
4.5 光电传感器    25
5  主控制板程序设计    27
5.1 ARM主程序流程图    27
5.2 PWM的产生    29
5.2.1 软件生成PWM    29
5.2.2硬件生成PWM    30
5.3中文液晶显示12864程序设计    33
6  系统的调试    39
7 总 结    39
参考文献    39
致    谢    40
附录    41