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解密机赛密码

来源:南京航空航天大学 作者:王书钰

2019年暑假,本团队成员报名参加了中国机器人大赛和南航机器人校赛,目标是做出运动性能优异的机器人。

国赛将于8.30日在山东青岛举行,队员们拥有两个月的备赛时间。

官方提供了机器人套件,价值48000人民币。队长摸了摸自己的钱包,随即选择自制机器人。

由王宁、叶梁杰、王书钰组成参赛队伍。郭娅萱和周明远同学跟随学习,并准备之后到来的校机赛。

目标作品:机器狗。

三名队员的分工如下:王宁负责机械结构设计(拧螺丝的),叶梁杰负责机器人电子电路和控制板的设计(焊电线的),王书钰负责机器人步态的编程和调试(敲键盘的)。

机械结构设计:

使用solidworks软件进行三维建模。

由于规则限制,腿无法长于20厘米。看着它的小短腿,王宁不禁哭出了声。

模型图

实物图

电子电路设计:

使用Altium Designer进行PCB板绘制。

模型图

实物图

贴片电阻和电容焊接难度较高,焊完板子之后,叶梁杰直呼眼瞎了。

步态编程与调试:

使用Keil对板载STM32F407ZGT6芯片进行编程,控制总线舵机,从而控制狗腿的运动。

其实调好一个能走的步态并不难,王书钰只花了一个月。

本机器人获得2019中国机器人大赛四足循迹项目一等奖、亚军。

这次比赛的优胜,是天时地利人和促成的。在三名队员的记忆里,南航的队伍似乎总是缺少一点运气——上半年的Robomaster比赛因为电容不达标而葬送,电赛的临场展示也远差于场下调试的效果;但是,队员们反思之后,认为所谓的“运气不佳”的本质还是调试不达标、风险控制没有做好。所以,在制造本机器人的时候,严格选用材料和电机,确保其性能发挥稳定——硬件乃机器人立身之本,只有做好硬件,才能将优质的电控水平发挥出来。

机器人的材料:腿——3D打印(树脂材料);躯干——碳纤维板+钣金件;对于连接要求较高的关节处,选用自攻螺丝。

电机:选用RK碳金电刷,该型号电刷尤其适用于关节类伺服电机,可以承受大量的正反转,寿命较长。

比赛共有68个队伍参加。官方价值48000人民币的机器狗性能确实十分优良,都跑出了不错的成绩。总共有12只官方机器狗参赛,队员们自制的机器狗打败了其中的11条,以20秒的差距输给了冠军。队长王宁暗自决定:明年改进电机方案,选用大疆M2006电机,与官方机器狗继续竞争。

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