2011年全国职业院校技能大赛（高职组）机器人赛项唯一指定器材ZK中科机器人应用方案—2011年全国职业院校技能大赛高职组机器人赛项指定平台第三版2011年3月引言中科机器人平台，是专门为高职类机器人大赛提供的统一的机器人平台，参赛队可以根据大赛任务的要求，在此平台上进一步设计制作各种抓取、投放机构，利用机器人平台提供的主控制板和编程算法实现整体机器人的控制。设备简介中科机器人平台由无锡职业技术学院机器人研究所与中科机器人研究工作室联合研制，机器人平台共有三种型号，手动平台为CRT-M100型，框架大小600mm*500mm；自动平台有2种，CRT-A100型（框架大小600mm*500mm）和CRT-A200型（框架大小600mm*350mm）。参赛队参加比赛可以有2种组合方案：A方案：1台CRT-M100型手动平台和1台CRT-A100型自动平台；B方案：1台CRT-M100型手动平台和2台CRT-A200型自动平台。自动机器人平台CRT-A100和CRT-A200配备了2台24VDC、150转/分、70W功率的直流减速电机以及16路寻线传感器、寻线传感器信号处理板、处理器控制板、电机驱动板；并提供了完整的机器人寻线算法以及控制程序，可以依靠地面白色引导线实现在比赛场地全场范围内的运动、定位；处理器控制板提供了充足的I/O接口，可以供参赛队使用。手动机器人平台RT-M100配备了2台24VDC、150转/分、70W功率的直流减速电机以及主处理器控制板、电机驱动板；并提供了完整的机器人控制程序和方法。产品特点技术可靠机器人平台所使用的技术都经受了多次机器人大赛的考验，稳定可靠，抗干扰能力强。技术成熟机器人平台在研制中不追求使用过于先进技术，尽量使用成熟技术，所涉及的技术几乎所有高职院校的机械、电子专业都作为主干课程重点讲解。技术开放机器人平台所使用的技术将向参赛队全部开放，并介绍大赛要点，通过对这些技术的消化吸收，可以极大地提高各学校的机器人水平。传感器技术先进自动机器人平台所使用的16路巡线传感器及其信号处理技术是国内目前最先进的，可以很好地适应不同场地背景下的巡线运行。功能介绍机器人平台的总体构成参见图1所示，由包括主动车轮、从动车轮、铝合金框架、直流电机、电池和电路板组成，自动平台的底部安装了16路巡线传感器。图1机器人平台的总体构成机器人平台机械部分1）主动轮机器人平台的主动轮有两只，金属铝芯，橡胶外胎，能够完成向前直走，向后转弯，左转，右转等这些平地上的技术动作。2）从动轮机器人平台有1只从动轮，和两只主动轮形成三角支撑着机器人的结构。从动轮随着主动轮的方向改变自己的方向。众所周知，三点支撑结构是最稳定的结构，从动轮和两个主动轮形成了一个稳定的支撑结构。3）直流电机机器人平台上有两个2台额定电压24VDC、150转/分、70W功率直流减速电机。4）铝合金框架机器人平台的框架使用了铝合金型材制成，参赛队可以很方便地利用配备的专用螺母将设计的上部机构安装在平台上。5）铝板机器人平台上铺设了5块4mm厚的铝板，参赛队可以根据自己的需要在这些铝板上打孔，用于固定安装上部机构，如果不需要这些铝板，参赛队可以自行卸下，以减轻整体重量。机器人平台控制系统自动机器人平台控制系统包括16路巡线传感器、传感器信号处理板、主控制板、电机驱动板和其他待开发扩展部件组成。组成框图如图2所示。图2自动机器人平台控制系统组成框图图2中，虚线框中的部分是机器人平台已经配备的部分，其他部分需要参赛队在设计中根据所设计的上部机构的动作情况自行开发。手动机器人平台控制系统包括主控制板、电机驱动板和其他待开发扩展部件组成。组成框图如图3所示。图3手动机器人平台控制系统组成框图图3中，虚线框中的部分是机器人平台已经配备的部分，其他部分需要参赛队在设计中根据所设计的上部机构的动作情况自行开发1）16路巡线传感器自动机器人平台底部安装了16路巡线传感器，可以准确地探测到地面白色引导线以及白色引导线的十字交叉点。信号发送给传感器信号处理板。2）传感器信号处理板16路巡线传感器将采集到的地面白色引导线信息送入本电路板，对采集的信息进行处理，过滤掉地面背景反射信号，有效信号再送入单片机控制板，同时用发光二极管指示当前某路传感器是否在白色引导线上。3）主控制板主控制板是机器人的大脑，核心是微处理器，考虑到目前全国高职院校的普遍情况，选用了8051核心的单片机。控制板支持两大类输入，既16通道专用巡线传感器输入，和8通道传感器输入。8通道传感器输入接口用于连接光电、接近或者超声传感器等