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它完全伸展的总高度不得超过 1300mm。
（2）收集机器人的重量不超过 12kg。
（3）收集机器人的移动速度控制在 1m/s 左右。
2.4 收集机器人机械系统简介
为了满足设计指标要求，设计的收集机器人由以下几个组成部分。
机器人的底盘机构：用来固定和支撑机器人的各个部件和重量，带动整个机
器人的运动，底盘设计的好坏关系到整个机器人的结构是否稳固和运动是否稳
定。
机器人的提升机构：提升收集机器人的转动机构，攫取机构安装在转动机构
上，使收集机器人的手爪到达合适的高度攫取包子。
机器人的转动机构：能够转动一个比较精确的角度。
机器人的攫取机构：攫取包塔上的包子，并且放入篮子。
机器人的上台阶机构：能够比较稳定地完成上台阶的任务。
2.5 收集机器人控制系统简介
整个硬件系统可以分为以下四个模块：电源模块，主控模块，信息采集
模块，手臂动作模块。电源模块没有在图2-1中表示出来。
图 2-3硬件系统结构简图
电源模块是整个硬件系统可靠工作的基础。控制系统采用24V锂电池供电，
通过电源模块得到稳定的5Ｖ或24Ｖ电压到控制模块。
本次比赛，学校给予了大力支持与重视，经费较足，决定使用DSP作为本方
案的主控制器，其型号为TMS320F2812。我们选择的是合众达公司的TMS320F2812
嵌入式DSP控制模板SEED-DEC2812,SEED-DEC2812开发板采用32位定点运算，片上
资源丰富，存储器容量巨大，12路PWM通道和6路编码器采集口，方便实现电机控
制，标准的JTAG接口，方便调试。
信息采集模块编码器距离信息和灯板信息的前期处理， 对编码器脉冲进行计
数，转化为机器人的行走距离；并且读取光纤传感器采集到的白线信息。
攫取动作不是直接通过主控模块控制，而是采用手爪驱动模块。FPGA 板子
通过串口与主控板进行通信，控制气缸动作，从而控制手爪的开合。
寻迹传感器 编码器 本科毕业设计说明书（论文）
1-活塞杆；2-活塞；3-单向密封圈；4-端盖
图3-1 单活塞杆双活塞气缸原理图
图3-25为双作用气缸的原理图。双作用气缸指的是两腔可以分别输入压缩空
气，实现双向运动的气缸。当气孔A输入压缩空气时，活塞杆打出；当气孔B输入
压缩空气时，活塞杆收回。此类气缸使用最为广泛。按结构可分为双活塞杆式、
单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。
3.1.2 电磁阀原理
收集机器人上用到两个行程为100mm，缸径为16mm的气缸，两个行程为50mm,
缸径为16mm的气缸。这两种气缸都为双作用气缸，因此，选用两位五通的电磁阀
对气缸的伸缩进行控制。两位五通的电磁阀原理图如下：
图3-2 两位五通电磁阀工作原理图
如图3-26所示，两位五通电磁阀具有1个进气孔(接进气气源)、1个正向动作
出气孔和1个反向动作出气孔(分别提供给目标设备的正反动作的气源)、 1个正向
动作排气孔和1个反向动作排气孔(安装消声器)。两位五通电磁阀一般为双电控
(即双线圈)。线圈电压等级一般采用DC24V、AC220V等。两位五通双电控电磁阀
动作原理：给正向动作线圈通电，则正向动作气路接通(正向动作出气孔有气)，
即使给正向动作线圈断电后正向动作气路仍然是接通的，将会一直文持到给反动
作线圈通电为止。 给反动作线圈通电，则反动作气路接通(反动作出气孔有气)，
即使给反动作线圈断电后反动作气路仍然是接通的，将会一直文持到给正向动作
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