浙江省大学生机器人竞赛之超市购物赛小车设计书

购物小车设计

1. 总体设计思想

小车有一个主控器，其余部分包括有运动模块、机械臂模块、图像模式识别模块、寻迹导航模块及供电模块组成。由寻迹导航模块记录小车的运动位置情况，当小车移动至指定位置时，采用摄像头进行模式识别，若识别结果为预期值，则控制机械臂进行拾取目标物，之后再由循迹模块指引至预定地点进行卸货。此种小车类似于一个较为基础的智能物流管理系统中的货运机器人，两者之间有着相似的功能模块。

2. 硬件设计

2.1步进电机[1]

步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，是现代数字程序控制系统中的主要执行元件，应用极为广泛。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。本设计采用42型步进电机，配有一个TB6560步进电机驱动器。

2.2舵机[2]

舵机也叫伺服电机，最早用于船舶上实现其转向功能，由于可以通过程序连续控制其转角，因而被广泛应用智能小车以实现转向以及机器人各类关节运动中。舵机是小车转向的控制机构，具有体积小、力矩大、外部机械设计简单、稳定性高等特点，无论是在硬件设计还是软件设计，舵机设计是小车控制部分重要的组成部分一般来讲，舵机主要由以下几个部分组成，舵盘、减速齿轮组、位置反馈电位计、直流电机、控制电路等。本