车型搬运机器人

雷忠雨 叶斯林

车型搬运机器人比赛是国内机器人比赛的常见项目之一，它的主要任务是设计一个小型轮式机器人，模拟工业自动化过程中自动化物流系统的作业过程，在比赛场地内将不同颜色但相同形状的物料分类搬运到指定的目标区域，比赛成绩根据规定时间内机器人所放置物料的位置精度、数量确定。项目的比赛场地如图1所示。

2017年暑假，我们参加了由清华大学组织的“登峰杯”全国中学生机器人大赛车型搬运项目的比赛。了解项目的竞赛规则后，在老师的指导下，我们首先对项目的任务进行分析，确定了系统方案，接着按照系统方案进行了硬件选型和系统搭建，编写相应的控制程序和循迹程序，初步达到了项目的功能要求。最后通过系统调试不断发现问题、分析问题、解决问题，使系统不断完善。

一、系统设计

小车系统的硬件主要由主控及显示模块、电源模块、循迹模块、运动与控制模块、颜色识别模块和物体分拣抓取模块等组成。系统结构如图2所示。

主控模块主要采用STM32F407型ARM芯片，它具有低功耗、性价比高等优点。

电源模块主要包括一个7.4V的锂电池和直流电压变换电路，保证不同的硬件模块对电源电压的要求。

循迹时我们采用的是6路红外循迹模块。红外循迹模块的原理是：每一路含发射管和接收管，发射管发射红外光，接收管接收反射的红外光产生电压，接收的反射光越强产生的电压越低。由于黑色与白色的反射系数不同，白色反射的光强大，产生的电压低；……