机器人制作手记-硬件选型
机械本体
机器人类型选择
从机械结构上对移动机器人进行分类大致可以分为轮式机器人和足式机器人两大类。
为了实现方便,我选择轮式机器人作为实现的平台。
轮式机器人的底盘类型的又有不同的分类。
- 两轮车
- 2主动轮,2从动轮
- 3轮全向
- 4轮全向
- 麦肯纳母轮
底盘的选择
淘宝了一圈,很多都是“2主动轮”的底盘。由于担心机器人的速度比较慢,达不到逗猫咪的目的,再三寻找后,想起了以前自己做过智能车的项目,于是决定选择智能车作为搭载的平台。
动力系统
电机
刚好选择的智能车模型自带了电机与舵机,根据自己逗猫的需要,智能车模型的负载不会太高,所以不需要担心电机和舵机的功率的问题。下面给出车模电机的一些参数。
由于车模电机分成了 3 种,我为了图方便,选择了第 2 种编码电机。电机的接线图入下。
舵机
车模的转向全靠舵机,考虑到智能车不可能有太高的运行速度,所以对舵机的要求也就没那么高了。舵机的选择就比较随意了。
控制系统
上位机:高层决策
上位机的设计主要是想把一些跟运动相关的功能分离开,也是参考了其他机器人的设计。
上位机本来的功能设计包括:
- 目标决策
- 图像采集
- 路径规划
- SLAM
等等。
树莓派3B
我手上刚好有一块树莓派3b,而且刚好树莓派刚好可以改成 ubuntu MATE 然后就可以跑 ROS 来实现机器人的高层功能了。
下面看看给出树莓派系列的参数对比。
摄像头
摄像头就采用树莓派官方提供的摄像头了。要求不高,能看到图像就行。
下位机
下位机的设计主要是完成智能车的运动控制功能。通过接收上位机的运动指令,完成对机器人整体运动的控制。
主控芯片
由于功能相对单一化,结合手上有的板子,决定使用 STM32F103C8T6 作为主控。
动力驱动电路
直流电机的驱动需要 H 桥,为了节约成本,采用了非常便宜的 L298N 迷你驱动板。
其他附属电路
由于智能车的电机自带了编码器,可以用作里程计。刚好我手上又有一块 MPU6050 模块。索性也就把这个模块加上。
电源系统
由于智能车有电池供电,电机的运转会对电路的电流造成影响,所以在设计的时候,把电机的动力供电和控制系统供电分开。
动力电
动力供电由电池直接提供。
控制电
控制电的要求纹波比较小,直接怼模块。
运转会对电路的电流造成影响,所以在设计的时候,把电机的动力供电和控制系统供电分开。
动力电
动力供电由电池直接提供。
控制电
控制电的要求纹波比较小,直接怼模块。