第四章 电路部分
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四路循迹传感器模块
模块描述： 传感器模块对环境光线适应能力强，其具 有一对红外线发射与接收管，发射管发射 出一定频率的红外线，当检测方向遇到障 碍物（反射面）时，红外线反射回来被接 收管接收，经过比较器电路处理之后，同 时信号输出接口输出数字信号（一个低电 平信号），可通过电位器旋钮调节检测距 离，有效距离范围2～60cm，工作电压为 3.3V-5V。该传感器的探测距离可以通过电 位器调节、具有干扰小、便于装配、使用 方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、 避障小车、流水线计数及黑白线循迹等众 多场合。 模块参数说明： A）当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上红色指 示灯点亮，同时OUT端口持续输出低电平信号,该模块检 测距离2～60cm，检测角度35°，检测距离可以通过电 位器进行调节，顺时针调电位器，检测距离增加；逆时 针调电位器，检测距离减少。 B）传感器属于红外线反射探测,因此目标的反射率和形 状是探测距离的关键。其中黑色探测距离最小,白色最 大;小面积物体距离小,大面积距离大。 C）传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接 即可，也可以直接驱动一 个 5V 继电器模块或者蜂鸣器 模块；连接方式：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO。 D）尺寸大小： 中控板 42mm×38mm×12mm（长×宽×高） 小板 25mm×12mm×12mm（长×宽×高）
第四章 电路部分
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四路循迹传感器模块
小板原理图
主控板原理图
第四章 电路部分
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谢
谢
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机械手功能
放下双倍砖后，小车通过机械手抓 取圆台中间的绿砖块，夹紧后小车 后退，使其位于Home区上方，松开 使它落在圆台上的home区。
01 机械部分
02 传感器、电路板排布 03 取胜思路与可行性分析 04 电路部分
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传感器、电路板排布
总体排布
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传感器、电路板排布
上板排布
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车的上板上有一个绿色的 arduino板，两个蓝色的降压 模块，一块紫色的循迹传感器 模块，另外能看到下板上其他 模块的那些切除的部分用来接 线，通过切除部分与下板的模 块相连。
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传感器、电路板排布
下板排布
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下板安装两个红色的L298 驱动模块、一个黄色的航 模电池
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方案总述
机器人大体为两层的轮式机 器人结构，中间用双内螺纹 铜柱连 总体尺寸： 290 mm（长）× 280 mm（宽）× 285 mm（高） 预估质量：直流减速电机 320g ×4 航模电池 600g 小车总质量 3 Kg
第一章 机械部分
01 方案总述
02 行走功能 03 搬运砖块功能
04 机械手功能
01 机械部分
02 传感器、电路板排布 03 取胜思路与可行性分析 04 电路部分
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整体电路框图
第四章 电路部分
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主控芯片——Arduino MEGA
简介 Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路 板，它最大的特点书具有多大54路数字数字 输入输出，特别适合需要大量IO接口的设计。 Mega2560的处理器核心是ATmega2560，同时 具有54路数字输入/输出口，16路模拟输入， 4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个 USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一 个复位按钮。Arduino Mega2560也能兼容为 Arduino UNO设计的扩展板。 规格参数 处理器：ATmega2560 工作电压：5V 输入电压(推荐)：7-12V 输入电压(范围)：6-20V
01 方案总述
02 行走功能 03 搬运砖块功能 04 机械手功能
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第一章 机械部分
01 方案总述
02 行走功能 03 搬运砖块功能
04 机械手功能
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方案总述
总体示意图
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传感器、电路板排布
传感器排布
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下板的底面安装了4个 传感器，前端安装三个， 后端一个。
01 机械部分
02 传感器、电路板排布 03 取胜思路与可行性分析 04 电路部分
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22Chp1 知识概述
取胜思路和可行性分析
把自己半区砖块全部拾取后去对面半区巡视， 机器人先不着急把双倍砖放入 比赛开始后，使机械手抓紧双倍砖，因机器 home 区，先按 把对方有些还没来得及取的砖块放到自己 home 人采用全驱，不会出现常用的全向轮结构的 既定路线用最短路线先把地面上自己半区的 区，巡视一遍后在比赛后半段时间里，地面的 打滑和驱动力不足的现象，所以机器人的运 绿砖拾取完再回家，在回家的路线上把家门 砖已经大部分拾取完了。这个时候基本上地面 动速度较快。机器人虽然也有机械臂，但是 口的黄砖也拾取了，然后把拾取到的砖块先 上没有什么砖块，可以尝试把双倍砖放入圆台 还是主要以推砖块为主，以速度取胜，机械 推到自己的 home 区，这样就不会遇到拾取了 的 home区以及抓圆台上的绿砖，这样更容易得 高分，也避免了比赛刚开始把双倍砖放入 home 臂主要是为了后来把双倍砖放入圆台 home 很多砖块但是和对面机器人撞上没有得分的 区 区但后面机器人需要重启，从而双倍砖无效并 以及抓取圆台上的绿砖，这样就能避免了抓 尴尬局面，同时也避免了被对面以速度取胜 因前面花了太多时间而被别人取胜的情况。 取砖块的速度较慢的问题。 直接拿到三绿三黄直接完胜的情况。 完成上诉任务后，机器人回到自己家门口的十 字路口，停在这个位置防止对面来家里偷砖头。
数字IO脚：54个(16路作为PWM输入) 模拟输入脚：16个 IO脚直流电流：40mA 3.3V脚直流电流：50mA
Flash Memory：256KB SRAM：8KB EEPROM：4KB 工作时钟：16MHz
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第四章 电路部分
主控芯片——Arduino MEGA
引脚定义 VIN——当外部直流电源引入电源插座时，可 以通过VIN向外部供电，也可以通过此引脚 向Mega2560直接供电；VIN有电时将忽略从 USB或者其他引脚接入的电源。 5V——通过稳压或USB的5V电压，为UNO上 的5V芯片供电。 3.3V——通过稳压器产生的3.3V电压，最大 驱动电流50mA GND——接地
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搬运砖块功能
我们队使用的方法是推动砖块，使砖块
进入前面的双角中，双角呈现怀抱的姿势， 中间留出8cm的距离使得砖块顺利进入，同 时使得砖块在小车转弯的时候不容易出去， 根据设计前面为12cm×25cm，理论上可以 容纳8个砖块。
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搬运砖块功能
砖块放回Home区的方法
拾取一定数量的砖块后小车回到自己的home区，然后用舵机使双角前端抬 起一定角度然后后退，使砖块留在home区。
第一章 机械部分
01 方案总述
02 行走功能 03 搬运砖块功能 04 机械手功能
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机械手功能
双倍砖的放取
比赛开始前机器人小车用机器 手抓着双倍砖，比赛的时候小 车行驶到圆台附近，机械手位 于圆台home区的上方，给舵机 一个指令，松开双倍砖使其落 入home区。
通过两个比较常用的L298N电机驱 我们通过红外传感器计算距离， 动模块来驱动 4个12V直流减速电机， 当小车前端并排三个红外线传感器 L298N 板子逻辑供电5V（将12V分出 中的左右红外线传感器同时接收到 来通过稳压降压成为 5V），驱动电 反射回来的信号的时，记作移动一 压 12V。 格，同时通过前后总共四个传感器 4 路红外传感器，前端3个，后端1个， 使小车在白线上行驶。并且通过机 用于巡线，逻辑电压 5V，信号接入 械臂把双倍球放入圆台上的home区 单片机。 并抓取圆台中间的绿砖，这个功能 舵机控制板 5V逻辑电压，驱动电压 放到比赛的后半段去实现。 7.4V ，通过接口与单片机进行通信， 实现对舵机的并行控制。
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行走功能
我们选用了37GA555直流齿轮减速电机， 轮子采用的65mm的普通橡胶轮 电机参数如下：
额定力矩：3.5 Kg·cm 电 压：12 VDC 直 径：37 mm 轴 长：20 mm（带有90度切口） 轴直径：6 mm 长 度：88 mm（含编码器、减速箱，但不含输出轴） 堵转电流：4.5 A 减速比：19.3：1 空载转速：330 转/分钟 额定转速：247.5 转/分钟
引脚接口图
第四章 电路部分
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直流电机驱动模块——L298N
L298N电路图
驱动模块简要资料
第四章 电路部分
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直流电机驱动模块——L298N
直流电机的驱动： 该驱动板可驱动2路直流电机，使能端ENA、 ENB为高电平时有效。 若要对直流电机进行PWM调速，需设置IN1 和IN2，确定电机的转动方向，然后对使能 端输出PWM脉冲，即可实现调速。当使能 信号为0时，电机处于自由停止状态；当使 能信号为1，且IN1和IN2为00或11时，电机 处于制动状态，阻止电机转动。
对抗赛小车
01 机械部分
02 传感器、电路板排布 03 取胜思路与可行性分析 04 电路部分