基于博創(chuàng)尚和機(jī)器人平臺(tái)的格斗機(jī)器人改進(jìn)設(shè)計(jì)

孫移 孟昭軍 張雪春 車玉卓 初淇然

摘要：以博創(chuàng)尚和機(jī)器人為硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)一個(gè)能夠自主登上6cm高的大擂臺(tái)然后在臺(tái)上與敵方對(duì)抗，當(dāng)機(jī)器再次掉下擂臺(tái)時(shí)，機(jī)器能夠檢測(cè)到自身情況并迅速進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)并登臺(tái)的機(jī)器人。

關(guān)鍵詞：格斗機(jī)器人;自主機(jī)器人;電調(diào)散熱

1引言

項(xiàng)目中，最重要就是機(jī)器人能夠檢測(cè)自己是在擂臺(tái)上還是在擂臺(tái)下，當(dāng)機(jī)器在擂臺(tái)下時(shí)，能夠進(jìn)行登臺(tái)動(dòng)作，其次便是登上擂臺(tái)后的對(duì)抗環(huán)及防止掉下擂臺(tái)過程。在項(xiàng)目中對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊進(jìn)行改進(jìn)研究

2.1 項(xiàng)目流程與功能分析

由項(xiàng)目整體運(yùn)行流程的可行性，得到以下的運(yùn)行流程：

SP① 機(jī)器人位于起點(diǎn)并檢測(cè)開始信號(hào)然后啟動(dòng)上臺(tái)運(yùn)動(dòng);

SP② 機(jī)器人采用傳感器檢測(cè)臺(tái)上周圍信息;

SP③ 機(jī)器人根據(jù)檢測(cè)信息判斷運(yùn)行走向及速度以及是否需要登擂臺(tái);

SP④ 機(jī)器人的運(yùn)行機(jī)構(gòu)完成設(shè)定的走向、速度和動(dòng)作;

SP⑤ 采用周期性控制，機(jī)器人返回SP②，循環(huán)運(yùn)行。

以上流程所涉及到的功能需要由感知、控制、執(zhí)行三個(gè)模塊完成。 ① 控制模塊：合理的運(yùn)動(dòng)設(shè)置;（SP③、SP⑤）

② 感知模塊：信息采集;（SP②）

③ 執(zhí)行模塊：s各關(guān)節(jié)配合運(yùn)動(dòng)至定點(diǎn)。（SP④）

2.2 技術(shù)提取與任務(wù)分解

完成項(xiàng)目要求，機(jī)器人必須實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊所涉及的新知識(shí)與技術(shù)：

① 控制模塊

FN① 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析;

② 感知模塊

FN②檢測(cè)傳感器的選擇與使用;

③ 執(zhí)行模塊

FN③：運(yùn)動(dòng)及動(dòng)作控制。

分任務(wù)有：

① 輪式機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制（實(shí)現(xiàn)FN③）：在機(jī)器人套件的基礎(chǔ)上，搭建輪式機(jī)器人并搭載相關(guān)舵機(jī)結(jié)構(gòu)，對(duì)運(yùn)動(dòng)效果進(jìn)行測(cè)試以及改進(jìn);

③ 簡(jiǎn)易掃描平臺(tái)（實(shí)現(xiàn)FN②）：掌握光電傳感器、測(cè)距傳感器以及灰度傳感器的應(yīng)用，搭建掃描平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)敵人以及判斷方位的功能;

④ 機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作（實(shí)現(xiàn)FN①）：根據(jù)示例的項(xiàng)目要求以及比賽規(guī)則設(shè)置自己機(jī)器人，利用之前分任務(wù)實(shí)現(xiàn)的功能與技術(shù)，完成綜合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)制作與實(shí)現(xiàn)。

2.3 程序邏輯

3博創(chuàng)尚和機(jī)器人平臺(tái)BDMC1203驅(qū)動(dòng)電調(diào)原有配置

BDMC1203驅(qū)動(dòng)器采取半雙工異步串行總線通訊方式。

BDMC1203 和控制器的接線如下所示。

4.1博創(chuàng)尚和機(jī)器人平臺(tái)BDMC1203驅(qū)動(dòng)電調(diào)改進(jìn)散熱模塊設(shè)計(jì)

4.2散熱模塊設(shè)計(jì)背景

我們?cè)谘芯侩姍C(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的時(shí)候，研究發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在成型的無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電調(diào)僅適用于無人機(jī)，對(duì)于格斗機(jī)器人，因其工作特性，電機(jī)在對(duì)抗中堵轉(zhuǎn)導(dǎo)致電調(diào)過流發(fā)熱，現(xiàn)有的小型電調(diào)沒有良好的散熱系統(tǒng)，極易燒毀，基于博創(chuàng)尚和格斗機(jī)器人硬件上用的電調(diào)BDMC1203，沒有好的散熱措施！極易燒毀，所以我們?cè)诖嘶A(chǔ)上改進(jìn)

4.3散熱模塊設(shè)計(jì)過程

我們考慮到需要做一個(gè)溫控的風(fēng)扇，把電池和風(fēng)扇結(jié)合起來，要能保證其體積，控制在可用范圍內(nèi)。因此加裝了溫度傳感器，讓其能夠檢測(cè)到對(duì)抗中驅(qū)動(dòng)模塊忽然上升的高溫，并對(duì)其迅速的作出反應(yīng)，提高風(fēng)扇電壓，提升散熱效率

4.3散熱模塊設(shè)計(jì)結(jié)果

我們?cè)O(shè)計(jì)了一種帶獨(dú)立電源的小型散熱模塊，具有高穩(wěn)定性，高爆發(fā)力，小體積等優(yōu)點(diǎn)

5 總結(jié)

經(jīng)過三代的優(yōu)化，又經(jīng)過第4代的改進(jìn)，加上雙面軟膠讓其能夠固定在各種各樣的平面，這樣無論是給格斗機(jī)器人充電時(shí)電池發(fā)熱，還是上擂臺(tái)對(duì)決，都能讓其穩(wěn)定工作，減少電調(diào)燒毀電池過熱爆炸這類事故的發(fā)生

參考文獻(xiàn)

王軍.基于能力風(fēng)暴智能機(jī)器人平臺(tái)的足球機(jī)器人改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].工業(yè)控制與應(yīng)用，2010，29（9）：24-28

項(xiàng)目基金：2020年遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：202011430012