本帖最后由 ketose 于 2015-10-15 21:18 编辑
10月8号拿 到开发板,这段时间大家都在熟悉。
我们项目分三个小组,机械,硬件和软件三组。三个小组都在紧张的进行中。项目计划是15号出机械设计和硬件设计初稿。今天15号项目扫计划进行中。
首先是机械部分:
自平衡独轮小车项目的机械机构,本着易购易加工易组装的原则进行方案设计
机械组成部分由车轮,车身支架,6V电池供电,陀螺仪,STM32F746控制板,电出,飞轮、蓝牙控制等部分组成。
其抽象模型图如下:
惯性轮和行走轮都是闭环控制,有速度反馈需求,所以电机的选择要满足测速,机械传动的形式,根据各自的优缺点,采取以下第四种:
1、齿轮组减速机构
(最常用的方式,传动可靠,但满足本项目需求的齿轮减速箱匹配步进电机的成品,到目前尚未得到,自制齿轮箱无法保证装配精度、机械强度和使用可靠性)
2、涡轮蜗杆机构
(传动轴系有90度交叉,金属涡轮重量大,减速比大,调速范围小)
3、连续旋转360度舵机
(输出扭矩大,角度响应迅速,但运动速度burying控制)
4、步进电机主轴直接摩擦柔性行走轮
(电机转速可控,减速比由两者周长比决定,摩擦系数可调)
独轮车的基本机构如效果图所示,驱动电机型号、行走轮直径、惯性轮直径确定;支架、平台大小确定,制作材料选择亚克力,密度1.18,重量适中,机械强度有保证;由于项目有平衡自纠特征,设计机构时要考虑重量分布,实际重心需要等电气元器件采购齐全后逐一称重,模拟优化后最终确定。
基本效果图:
目前方案设计第一阶段已经完成,接下来是材料准备与模拟测试优化,最后是系统调试。
硬件部分:
硬件部分姿态感知由MPU6050 三维角度传感器 电子陀螺仪模块完成,通讯采用蓝牙串口,BT05来把机器人的姿态数据上传上位机进行调试,同时完成机器人的控制,电机驱动采用L9110 双通道 直流电机驱动模块,驱动步进电机,完成机器人的姿态控制,这个模块后期根据实际情况可能会有所调整。
硬件模块
位号 | 名称 | 数量 | 备注 |
CN2 | 核心板I2C接口 | 1 | STM32F746G |
CN4,CN6 | 核心板arduino接口 1*8单排针 | 2 |
CN5 | 核心板arduino接口 1*6单排针 | 1 |
CN7 | 核心板arduino接口 1*10单排针 | 1 |
P1 | 5V电池接口 | 1 | 5V 2A |
P2,P3 | L9110 双通道 直流电机驱动模块 | 2 |
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J1 | 红外避障模块 | 1 |
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J2 | 蓝牙串口,BT05 | 1 | BLE CC2540 CC2541 |
J3 | MPU6050 三维角度传感器 电子陀螺仪 GY-521 | 1 |
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B1,B2 | OKI打印机步进电机 圆形42步进电机 | 2 |
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硬件连接示意图如下:
硬件原理图
硬件部分采用两种方案一种是做一块适配板,通过适配板把各模块连接至主控F7开发板上,一种是直接使用各模块连接F7开发板。初期为了验证模型选择第二种方案直接通过杜绑线连接。