基于自主导航的校园智能配送机器人设计

【目的】目前市场上的配送机器人存在重量大、造价高、配送数量有限等问题,无法满足高校校园内多单配送的需求。【方法】设计了一款专为高校校园内饮食配送服务的智能配送机器人,采用树莓派微型电脑板作为上位机,STM32单片机作为下位机,配备360°旋转摄像头,结合OpenCV库实现对周围环境的图像识别与分析;同时引入红外光电传感器和激光测距模块,实现障碍物实时识别和智能避障;并搭载北斗定位模块,实现自动定位与导航。【结果】该机器人具备室外工作能力,主体结构防雨,储物结构能保护和保温食品,硬件性能稳定可靠,实现了全自动化,提高了配送效率,降低了人力成本。【结论】该智能配送机器人不仅加快了校园内物品的送达速度,还提供了安全高效的配送服务,极大地提升了校园生活的便利性。

一种红树林智能植树机器人的设计

【目的】大多数植树机器人仅适用于硬质泥土或沙地,而红树林以沿海滩涂地形为主,机器人若以传统轮子作为行进结构,在行进过程中易陷入淤泥,因此需要解决机器人行进困难、车轮受损等问题。【方法】本研究设计了一种新型红树林智能植树机器人,该机器人由同步带行进机构、钻孔机构、树苗安放机构、泥土回填机构等组成。同步带行进机构采取轻量化设计,由一个主动同步带轮、一个从动同步轮和6个托带轮组成,搭载一个三相马达减速器及一个精密转向器;钻孔机构由轴承导柱、丝杆、梅花联轴器、换向器、步进电机、永磁直流电机以及一个可根据种植树苗的根茎大小进行更换的螺纹钻组成;树苗安放结构由树苗安放转盘、步进电机和开门板组成,转盘上孔洞直径180 mm、深250 mm,可安放7棵树苗,中心位置连接步进电机,可精准控制旋转角度,开门板通过齿条完成与步进电机之间的传动,实现开关门功能;泥土回填机构由回填装置主体、压泥板、分别控制压泥板与泥土回填平台高度升降的两部蜗轮蜗杆升降机和减速电机组成。【结果】与传统植树机器人相比,该机器人的泥土回填机构和树苗安放机构在同一竖直面上,当完成树苗植入后可以快速回土,可有效提升树苗成活率,同时钻孔机构位于机器人中部,进行钻孔时保持稳定,大大提高了机器的稳定性。【结论】该智能植树机器人适用于红树林滩涂地形,可全自动完成挖坑、植入树苗、泥土回填一整套种植过程,适用于多种尺寸的树苗。

一种便于回收餐具的餐桌设计

随着餐饮行业的快速发展,人们对饮食的要求越来越高,为了满足大部分顾客在餐厅饮食的喜好,以及便于服务人员高效的服务工作。本文设计了一种能够自由变换餐桌桌面形状大小,且便于餐具的收集智能餐桌。在餐桌结构设计方面,采用曲柄滑块机构与凸轮机构的组合实现餐桌桌面大小变换,其次餐桌的中间是一个连接管道的洞口,在底下是一个可以容纳餐具的容器,服务人员可将餐具推入洞口,实现便利回收餐具的功能。在餐桌控制设计方面,采用了STM32单片机控制减速电机,通过不同按钮实现餐桌桌面的自动开合功能。

基于STM32的全地形越障排爆机器人设计

为实现全地形越障排爆小车的循迹、越障、识别与排爆功能,设计了一套以STM32单片机为核心的全自动控制系统。其机械结构包括滑轮结构、底盘结构和爆破结构,着重于实现越障与减震;程序设计部分包含有循迹、姿态平稳调整、颜色识别与目标爆破几个部分,其中寻迹部分为基于PID算法所写。本设计为全自动机器人,工作时无需人工介入,可自行沿黑线循迹行走,并越过多重障碍物,同时能在指定区域内完成颜色识别与目标气球扎破的任务。

轮式智能格斗机器人的设计

该项目机器人传感器采用红外检测模块与灰度模块,通过合理布局,两者互相搭配实现主要的外部检测功能,且程序设计逻辑清晰,在最低成本下达到较高的稳定性与实用性。共使用14个E18-D80NK红外光电传感器和2个模拟灰度传感器,图像识别系统由一部连接摄像头的“树莓派”电脑板通过运行OpenCV来完成。控制系统为基于STM32F103VCT6芯片的Luby控制器,机器人在整个比赛过程中无需人工介入,能自主完成形势判断以及动作控制。采用BDMC1203驱动器作为电动机驱动模块,通过信号端与信号地端相互连接。在数据采集上使用单片机定时器,对采集的数据运用中值滤波算法,确保数据的准确性。在结构设计上采用SolidWorks三维软件对机器人进行设计构造,机器人主体采用一体成型的3D树脂打印技术,实现有效减少振动并提高整体稳定性的功能,武器设计上采用双段式设计,在铲尖发生磨损时体现便于更换的优点。