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电铲攻击机器人

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 楼主| 发表于 2020-2-24 17:58:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
电铲攻击机器人
一、   简介
电铲攻击机器人采用轮式结构(轮直径130mm),机器人结构采用高强度铝合金拼接设计,在满足刚度的前提下,提高了空间利用率。机器人前端安装铲型机构,配合电动提升机构完成掀翻攻击动作。底盘平面预设安装孔,便于拓展安装辅助结构。机器人左右和后方预设比赛击打感应装置的安装孔,便于比赛中的快速更换。底盘的动力系统由四个大功率行星齿轮电机和赛曙科技自研专用电机驱动器组成,可以为机器人提供强大的动力输出。该机器人底盘的尺寸和重量设计、电池电压等级和容量等参数符合全国机器人大赛ROBOTAC赛事的规则要求。机器人地盘配备六通道天地飞遥控器,其中两通道实现机器人运动控制,一个通道实现电铲攻击机构的控制,剩余三个通道可用于拓展机构的控制。
二、   机器人机械介绍
电铲攻击机器人整体机械结构如图所示。

电铲攻击机器人底盘采用高强度铝合金拼接而成,包括底板、侧板、支撑板,各铝合金板之间通过不锈钢直角件进行连接。

   电铲攻击机器人动力来源于四个行星齿轮减速电机,减速比为14:1,电机尺寸如图3所示,其中L=34mm。电机输出轴为D型并攻有M4的螺纹孔,方便连接固定,如图4所示,电机可以直接固定于底盘的侧板。

  轮子外圈为橡胶轮胎,内含海绵内胆、尼龙轮毂,轮子通过六角联轴器与电机轴相连,内含键槽,也可以通过键连接。
  轮毂外侧嵌入轮毂挡片,便于轮毂与联轴器固定,轮毂挡片为阳极氧化铝板加工而成。
底盘两侧各装有一个辅助轮。辅助轮外部材料为POM硬胶,外径50mm,内部轴承型号为608ZZ(外径22mm,厚7mm,内孔8mm),螺纹规格为M6*12,固定方便,装于电铲攻击机器人上可以辅助翻越障碍物。
电铲攻击机器人配合电动提升机构完成掀翻攻击动作,电铲攻击机构由maxonRE40电机提供动力,减速比为14:1,电机输出轴为D型轴,电机尺寸如图9所示。电机通过电机座固定于底盘。
电铲攻击机构通过涡轮蜗杆换向器进行换向,换向器的转换比例为7.5:1。换向器通过换向器座固定于底盘上。
maxonRE40电机输出轴通过压片联轴器与换向器的输入轴连接。
换向器的两个输出轴通过法兰轴承及轴承压片嵌入底盘两个侧板之间。铲子由不锈钢制作而成,铲子通过铝合金铲臂及法兰联轴器固定于换向器的输出轴。
电铲攻击机构活动范围示意图如图所示。
三、   电控部分介绍
1、机器人用到的电控器件如表1所示:

表1电铲机器人电控器件清单
  
名称
  
型号
数量
单位
  
航模遥控器发射机
  
富斯i6
1
  
遥控器接收机
  
富斯i6A
1
  
动力锂电池
  
12V30C
1
  
双路电机驱动器
  
SASU-MODMOS
1
  
位置闭环电机驱动器
  
SASU-MODMOS
1
  
电源端子
  
XT60
1
  
船型开关
  
KCD
1
  
红黑电源线
  
16AWG
2~3
航模遥控器和航模接收机为一套遥控设备,用来遥控机器人前后左右行进,遥控器的多余通道就可以用来控制各种添加在电铲机器人底盘上的动作机构。
动力锂电池为3S,12V锂电池,可以给机器人提供长时间的大电流高负载输出。
双路电机驱动器,可以用遥控器接收机的信号直接控制,可以实现电机的正反转和加减速功能。单个电机驱动器集成了双路的独立驱动,可以用两路信号分别控制对通路的电机,实现了一个电机驱动即可控制机器人底盘的运行。
位置闭环电机驱动器,用来控制电铲的动力电机。电铲动力电机由于机构运行的特点需要控制好电机的转动圈数和维持电机的输出力矩。因此引入了带有位置闭环的电机驱动器,驱动器外形和双路电机驱动器一致,但是内部预先设置为了位置闭环驱动模式,接上电铲动力电机maxonRE40的电源端和编码器信号反馈端即可实现对电铲机构的活动范围内任意角度的控制。
电源端子:XT60,可以承受持续的大电流,用来连接电池和机器人的电源,也可以连接生命柱。
船型开关,参数为250V3A串连接入到红色电源线中作为机器人的总开关。
红黑电源线,参数16AWG,机器人的各处的大电流走线。
2、机器人系统的接线实物图。

第一步:机器人反面朝上,分清正常使用时机器人的左右电机。反过来走线时刚好方向相反。机器人运动电机区分(注意此时机器人为倒置状态)。
第二步:辨识电机上的红点,红点接红线,另一个接黑线,之后将两侧电机分别并联,并留出线头连接电机驱动。
第三步:将电机线连接到电机驱动上,左侧电机红线连接M1A,黑线连接M1B;右侧电机红线连接M2B,黑线连接M2A。(注意左右电机红黑线接到电机驱动上AB相反!)
第四步:电机驱动连接遥控器接收机,电机驱动S1信号线接接收机2号通道,S2信号线连接接收机4通道,同时连接GND和5V到接收机电源脚。
第五步:电铲机构动力电机接线。位置闭环电机驱动M1路和M2路的功能完全相同。信号S1控制M1路电机输出,S2控制M2路电机输出。按照图28接线编码器蓝线接GND,白线接5V,黄线接A相,黑线接B相。电机电源红线接M1A黑线接M1B。遥控器控制信号接油门通道即可,一般为3通道。  
     
注意如开机遇到电铲相下运动,调换电机红黑电源线即可。

3、遥控器参数设置。
参数设置一:设置遥控器发射机运动控制部分,设置遥控器发射机是一个比较繁琐的过程,用组图显示整个设置过程。
参数设置二:电铲机构控制通道遥控器发射机设置。电铲机构的控制通道为通道3因此设置通道下。
由于富斯遥控器开机带有油门保护,需要顶部四个开关全部拨到最上端,并且油门拨杆(3通道)拨到最下方遥控器才可以解锁。因此需要设置油门向上推的时候电铲抬起,并且3通道油门微调按钮拨到最上方,液晶屏显示最右侧微调显示格在最上方才可使电铲到最大角度。

四、机器人组装成品
机器人组装成品效果如图所示。


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发表于 2020-5-19 08:43:28 | 显示全部楼层
你美眷如花,我浪迹天涯(●'◡'●)
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