基于arduino的机器人写字系统的设计与实现

《基于arduino的机器人写字系统的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、学院计算机科学与技术系专业实训报告论文(设计)题目基于Arduino的机器人写字系统的设计与实现院系名称计算机科学与技术系专业（班级）计算机科学与技术姓名（学号）指导教师系负责人完成时间word第一章绪论11.1课题的研究背景11.2课题研究的目的和意义11.3国内（外）研究现状11.4论文的主要内容1第二章系统分析32.1需求分析32.2可行性分析3第三章系统设计与实现43.1硬件设计与实现43.1.1主控板模块53.1.2舵机驱动模块63.1.3霍尔传感器模块83.2软件设计与实现93.2.1系统软件模块划分93.2.3起笔、落笔子程序功能实现1

2、13.2.4电机驱动子程序功能实现113.2.5前进、停止子程序功能实现123.2.6转弯子程序功能实现133.2.7轮子行程计数子程序功能实现17第四章软硬件调试214.1硬件调试214.1.1调试方法214.1.2调试结果214.2软件调试224.2.1调试方法224.2.2调试结果22第五章系统测试245.1测试方法245.2测试与结果24结论26参考文献27致谢28附录29word基于ARDUINO的机器人写字系统的设计与实现本文以DOODLEBOT为基础，通过控制小车的运行轨迹，实现写字算法，掌握舵机、霍尔传感器的的原理和控制方法。硬件系统

3、由控制板、舵机、霍尔传感器、电池组组成。各个模块协作完成系统的功能。确定机器人落笔的位置，将要书写的字体的路线规划好，当机器人沿着这些路线行进，就会留下痕迹，从而完成书写功能。程序的书写在电脑上进行，检测无误后下载到板子上运行。计算机和控制板通过串口进行通信。通过设计、调试，系统最后能够实现所有英文字母、阿拉伯数字的书写。通过对字母的不同组合，可以完成单词的书写，进而实现对英文句子的书写。数字是0~9，其余数字通过组合实现。也可以实现对指定汉子的书写。字体的精确度，不仅跟程序中的设计算法有关，在很大程度上取决于硬件器材的精确度。为了提高写字机器人的精

4、确性，需要更精确的硬件器材做支撑。写字机器人可以用在科研、教学上。关键词：舵机；霍尔传感器；写字算法；第一章绪论1.1课题的研究背景写字机器人的“始祖”，早在240年前就出现了。只是当时制造出的写字机器人，采用凸轮和发条实现，没有用到计算机、单片机等。通过凸轮间的运动实现写字动作，改变凸轮的组合，就会实现不同字体的书写[1]。这种书写方式可以看做是这个古老“写字机器人”的写字算法，只是这种算法，在改变字体的时候比较麻烦。2003年11月，重庆大学申请了写字机器人的专利[2]，主要是通过采用复杂的Denavit-Hartenberg方法对运动参数进行运

5、算，实现写字算法[3]。其他典型的研究是关于自由度的研究，思想是确定始点和终点，采用插值算法，对机器人的轨迹进行规划[4]。word1.2课题研究的目的和意义对于业余研究者来说，并不需要严密的写字算法实现简单的写字功能，只要能实现简单的写字算法，一定的误差都是可以允许的，至于写字算法，也就越简单越好。本次设计就是要寻找一种简单的写字算法，在设计和探索过程中，对掌握的知识进行总结，提高自身的综合能力。这种简单的写字算法，不需要学习复杂的计算方法和公式，对写字机器人可以起到一定的推广作用，可以让更多的机器人爱好者去研究写字机器人，算法的实现也增加了写字机

6、器人算法的多样性。对个人而言也是一次提升能力的机会。通过不断的学习，扩展自己的知识面，同时将已存储的知识与新的知识点进行结合，实时更新自己的知识库。1.3国内（外）研究现状我国的写字机器人研究主要在矢量化算法和自由度算法，将字轨迹通过运算，转换成机器人要运动的路径。国外机器人的发展，目的性很强，主要用于军事和家务，对写字机器人的研究资料很少。1.4论文的主要内容第一章：绪论。主讲课题的研究背景、目的和意义。第二章：系统分析。包括分析系统的需求、是否可行。第三章：系统设计与实现。详细介绍整个系统的设计思路。第四章：软硬件调试。介绍编程前的硬件准备情况，

7、如何进行软件调试，软硬件调试结果，以及调试过程出现的问题与解决方法。第五章：系统测试。介绍最终的测试情况，包括结果和分析。word第二章系统分析2.1需求分析本设计要求实现机器人的写字功能，由要求可知在写字过程中需要实现以下功能：提笔和落笔，前进，倒退，转弯。另外，还要能够实现计算机与主控板的通信。2.2可行性分析基于上述对系统的需求分析，用180度旋转的舵机控制起笔和落笔，当舵机臂转到一定的角度后，实现支撑功能，笔尖会离开地面，这样就能实现提笔功能。落笔刚好相反，显然能够实现。用两个360度旋转的舵机控制车轮，给一个参数，通过PWM（Pulse-w

8、idthmodulation）转换、H桥控制，就可以实现舵机的转动，即可以实现前进功能。因为H桥除的防反接电