机器人组装大赛设计方案 .............................................................................................................. 自动拾捡乒乓球机器人 通信10701 班 转载需与作者联系 自动拾捡乒乓球机器人方案设计 本次设计提出了以ATmega128 为核心控制元件，设计一个简易的拾捡乒乓球机器人。方案以ATmega128 单片机为主控核心，采用 CMOS摄像头作为检测装置来获取乒乓球的位置，运用舵机和直流电机作为执行装置来调整机器人位置，并利用舵机构成旋转的机械臂来拾捡乒乓球。 图 1 总体设计功能模式图 CMOS 摄像头 ATm ega 128 核心控制器 机械臂的两路舵机 调整机器人位置 轮子舵机和直流电机 光电开关 调整机器人位置 拾捡乒乓球 自动避障 获取乒乓球位置 一、 总体方案设计思路 1.机器人动作设计：自动避障、拾捡乒乓球。 2.机器人工作过程设计： （1）自动避障过程：机器人会通过两个光电开关来判断其前方是否有障碍物，如果有障碍物机器人会采取相应的策略自动避障，直到调整好位置。 （2）其次通过 CMOS 摄像头采集机器人正前方的环境信息，判断乒乓球是否在机器人的正前方，如果乒乓球在正前方则返回信息给主控制卡，并启动机械臂拾捡乒乓球，接着再次开始检测，否则根据设定好的策略调整机器人的位置，左移、右移、前进或者后退，直到扫描完整个设定的移动区域。 二、 系统各功能模块详细设计 （1） 系统框图 避障部分 （光电开关传感器） 控制中心 （AV R 单片机） 执行机构 （直流电机、舵机） 定位部分 （CMOS 摄像头） 电源 （提供 5.2V ，足够大的电流） 图 2 系统设计框图 （2） 模块说明 ①控制中心：采用机器人套件 MultiFlex 控制板，控制芯片采用 atmega128，控制板电路原理图如下： 图 3 控制电路板原理图 ②定位部分：CMOS 摄像头 通过安装在机器人前部的 CMOS 摄像头，得到由橙色乒乓球和白色路面组成的图像，乒乓球和路面之间的色差体现在其灰度值的大小差异上，摄像头中的图像传感器芯片将各点处图像的灰度转换成与灰度一一对应的电压值通过视频信号端分场逐行输出，利用控制器采样图像中各点的电压值，就可以判断出乒乓球是否在机器人的正前方。 图 4 乒乓球定位图 ③电源部分：电源部分非常重要，需提供 5.2 伏的电压以及足够大的电流，有机器人适配器提供。 ④避障部分：光电开关传感器 光电开关可以检测 20CM 左右...
