基于stm32f1的自主格斗机器人

基于stm32f1的自主格斗机器人

祁圣博,游瑷熙,赵李娜

长春大学 吉林省长春市 130000

摘要

本实用新型发明是一种基于stm32f103的自主格斗器人。该装置通过加装红外光电传感器、灰度传感器、测距传感器，来判断自身状态和外界环境，通过各个传感器的数值传到电脑进行数据分析再传回控制板，来实现机器人对外界和自身的判断和自主运行。本发明通过对国外遥控格斗机器人的研究改进，使得机器人能实现自主运行。将传感器接收到的数据传输到控制板，由其发出指令来控制机械运动，从而满足人们的使用要求。

关键词：智能化，传感器，自主判断

引言

近几年来，随着科技的飞速发展，“中国制造”向“中国智造”转型的故事正在上演。而随着5G时代的到来，众多中国科技企业也是迅速崛起，进一步推动了“中国智造”的发展进程。2020年新冠疫情期间，不少智能制造企业展示出自己的“智造”实力。一些智能制造企业凭借技术积累和制造优势，推出送餐无人机、自动测温机器人和智能医用服务机器人等。该设计是一种新型智能机器人，它采用了STM32f103VET6单片机来进行智能操控，加装了装红外光电传感器、灰度传感器、测距传感器，使其能自主判断自身状态的同时对其他车辆也进行位置判断。一些基于智能互联汽车的高级功能在其身上也皆可体现，比如自动测距、自主躲避和自身状态判断等功能。

一、机器人的基本结构

1.顺应重心低的要求，我们采用“后弧形”辅助上台设计，同时前端加铲子，以便实现攻击。

2.红外光电传感器*4 组成了完整的台上监测系统，在台上自主漫游时，能防止机器人漫游过程中掉落。

3.测距传感器*9 组成了攻击系统，通过 AD 采集返回值，可以检测到在车身附近是否有敌人。

4.灰度传感器*2 采集地面颜色数值来判断其在擂台中的位置及摆放状态。

5.处理器：基于 STM32 的 LUBY 控制器

6.驱动器：采用了两个 BDMC1203 驱动器，四轮驱动，差速转弯。

7.电机*4：带动行走轮运动。

8.舵机*2：带动辅助爪转动。

二、软件逻辑设计

自主机器人需要信息采集、数据处理的程序运行。微控制器会接收传感器采集的数据信息，而后做出判断控制电机和舵机的运行从而控制小车运行。

四个红外光电传感器组成了完整的台上监测系统，在台上自主漫游时，能防止机器人漫游过程中掉落，九个测距传感器组成了攻击系统，通过AD采集返回值，可以检测到在车身附近是否有敌人，有敌人出现时，会在不掉落的情况下，攻击敌人，将其攻击到台下随后继续自主漫游守护擂台；通过灰度传感器采集地面颜色数值来判断其在擂台中的位置及摆放状态：若是检测到在台下，就会再次通过测距传感器来判断出车身与擂台的相对位置，如果是后侧对擂台，则直接执行后上台程序；如果不是后侧对擂台，则不断旋转，直至后侧对擂台为止，再执行后上台程序；有敌人出现时，会在不掉落的情况下，攻击敌人，将其攻击到台下随后继续自主漫游守护擂台。

三、机器人搭建流程

本文搭建的机器人通过初期结构设计进行建模而后做出实物

整车采用模块化装置进行搭建，在车基础上进行创新改进，车长28cm,车宽20cm；为了更好地攻击敌人和防御，我们在车前加装了铲子，由于车身底盘较低，并且重心稳定。

面对各种各样的结构件如何提高机器人的稳定性我们起初没有完美的解决方案，第一次搭建我们采用了“群策群力”的方法，使用博创套件与3D打印件来搭车，搭建的机器人模型如下：

在搭建过程中，我们首先考虑到：攻击敌人时重心应该尽可能偏低，但是车身重心较低时，自主上台就是一大技术难题，我们团队在机械结构的设计过程中，采用“后弧形”设计，在前侧端加上“大刀”，即“前铲后弧侧大刀”，如此，在保证重心低的同时还可以做到轻松上台；其次，四个红外光电传感器组成了完整的台上监测系统。

具体实施方案如下：首先桨电机固定到底板上，再将电机和轮子安装到电机固定件上，起初为四轮小车样式，再将底板中央位置安装上两个电机驱动器，分别将两个电机并联起来，再将两个灰度传感器安装在前后轮之后，为了定位更加准确前后两个灰度传感器的数值不同，对比两者数值就能知道当前机器人的位置，为让传感器数值差异更加明显，本次两灰度传感器安装到中轴线上。在检测敌人时需用红外测距传感器，为准确的识别敌人在各个方位的位置，我们在底盘上安装八个测距传感器，其传感器在10cm位置输出最大，10cm以内举例是传感器的弱区，在20到10cm之间才最灵敏，所以为保证构型中不影响其正常运行和传感器的位置统一，我们将其都安装到电机中间和铲子中。最后在上板安装电池和控制板最后接线完成。

四、结构与功能创新

结构创新：

采用弧形辅助爪上台机构，辅助机器人更稳更快地完成上台动作；

采用 3D 打印件做车身底盘，尽量降低车身的重心高度。

功能创新：

采用多种传感器并用，分辨对方机器人和场地、排除干扰因素、适应复杂条件，具有自我纠正能力，结合有效算法，提高机器人的稳定性；

采用四轮驱动，提高机器人的快速性和越障能力。

五、总结

智能机器人是工业机器人和应用机器人的常见物品。本次设计的机器人功能简单，可以广泛用于玩具市场，或可以加装摄像头利用图传和VR计数打入VR市场，与FPV无人机功能相同，来进一步提升机器人的市场应用价值。软件设计采用keil5对机器人的c语言编程，在之后对自主机器人添加新的功能时便于修改。本次设计的机器人还存在着一些缺点：一是对敌人检测的不够精准抗干扰能力较弱，在实际运用时可能会受到影响。二是机器人的功能设计比较基础，可以实现的功能有限还需进一步的研究改进。

六、参考文献

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