描述

什么為什么？

我一直想建立自己版本的移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)。

Makibot 現(xiàn)在正在開發(fā)此應(yīng)用程序。基本概念是創(chuàng)建一個(gè)移動(dòng)機(jī)器人，可以移動(dòng)到周圍環(huán)境，使用標(biāo)記找到特定對(duì)象，獲取對(duì)象并轉(zhuǎn)移到指定位置。想象一下，數(shù)百個(gè)機(jī)器人同時(shí)工作以對(duì)在線訂單進(jìn)行分類。隨著我們目前正在經(jīng)歷的危機(jī)（COVID-19）。像這樣的工具將減少人類的身體接觸，以最大程度地降低感染病毒的風(fēng)險(xiǎn)。

Makibot 的初始設(shè)置

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[更新：2020 年 5 月 26 日]

這個(gè)項(xiàng)目需要一個(gè)主要的迭代。因?yàn)槲覀兊哪繕?biāo)是制造一個(gè)將物體運(yùn)送到特定區(qū)域的機(jī)器人，所以提升或抓取物體將需要大量的準(zhǔn)確性和安全性，因此隨著時(shí)間的推移會(huì)使這個(gè)項(xiàng)目變得有點(diǎn)復(fù)雜。我們可以手動(dòng)（或自動(dòng)下降機(jī)構(gòu)）將物體放置在機(jī)器人承載平臺(tái)上，而不是使用叉車或夾具來運(yùn)送物體。然后，當(dāng)它到達(dá)該位置或垃圾箱時(shí)，機(jī)器人將杠桿搬運(yùn)器將物體扔到垃圾箱中。

如何？

由于這個(gè)項(xiàng)目正在開發(fā)中，這個(gè)頁面將作為項(xiàng)目日志和計(jì)劃的平臺(tái)。您將看到該項(xiàng)目的當(dāng)前進(jìn)展和問題。

下面的列表將顯示我們迄今為止所做的事情。

1. Makibot 機(jī)箱

首先，我們?cè)O(shè)計(jì)并制造了我自己的機(jī)器人底盤。主要材料是PCB。最底層是 Arduino 和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器所在的位置。第二層是安裝我的 SBC 的地方，我們目前正在使用 Ubuntu Mate OS 在 Raspberry Pi 上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。第三和第四層是電源系統(tǒng)（電池，DC-DC步進(jìn)模塊，充電模塊）。第二層到第四層是帶有孔的定制 PCB，可容納模塊和電路板，以便更快地集成和安裝。

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注意：我未來的計(jì)劃是將動(dòng)力系統(tǒng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)器放在最低層。當(dāng) SBC 和微控制器位于較低層時(shí)，很難訪問 GPIO。

[更新：2020 年 5 月 25 日]

我觀察到，當(dāng)機(jī)器人的叉車上有一個(gè)盒子時(shí)，盒子會(huì)部分遮擋視線。因此，我決定將相機(jī)放在背面。后部現(xiàn)在是前部進(jìn)行導(dǎo)航，當(dāng)機(jī)器人要拾取東西時(shí)，它會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng) 180 度角，讓叉車正確拾取物體。

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2.動(dòng)力系統(tǒng)

這個(gè)想法是為機(jī)械驅(qū)動(dòng)器和控制器/傳感器/通信模塊提供單獨(dú)的電源。當(dāng)然，每個(gè)電源都是共地的。對(duì)于我當(dāng)前的設(shè)置，Raspberry Pi 和 Arduino 由單個(gè)升壓 18650 鋰離子電池供電。電機(jī)由 3 系列 14600 和降壓轉(zhuǎn)換器供電。

3.單板機(jī)和單片機(jī)

目前，我們以樹莓派 3B 作為主要計(jì)算平臺(tái)。它安裝了 Ubuntu Mate OS 和 ROS。關(guān)于目標(biāo)，我們希望這塊板執(zhí)行機(jī)器視覺功能。話雖如此，OpenCV 已經(jīng)作為 ROS 軟件包的一部分安裝。我們還安裝并測(cè)試了 Aruco 用于標(biāo)記檢測(cè)。測(cè)試代碼已經(jīng)在 Github 上。我們也傾向于使用 NVIDIA Jetson Nano，因?yàn)樗?a href='http://hljzzgx.com/v/tag/557/' target='_blank' class='arckwlink_none'>機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺方面具有更好的性能。

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我們還有 Arduino Nano 來處理機(jī)械驅(qū)動(dòng)和控制。因?yàn)樗膬?nèi)存有限，計(jì)算能力低。我們正在考慮用 ARM 微控制器代替它，或者完全擺脫它，只使用可以在我的 Raspberry Pi 上使用 I2C 或 SPI 協(xié)議進(jìn)行通信的控制板。

4. 相機(jī)

我們正在使用廣角 Rpi 相機(jī)。沒有使用其他相機(jī)傳感器的計(jì)劃。

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5. 電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器。

該機(jī)器人使用 N20 電機(jī)并由 L293D IC 驅(qū)動(dòng)。我認(rèn)為，對(duì)于我目前的設(shè)置來說已經(jīng)足夠了，但是如果我們想要一個(gè)可用的機(jī)器人，則需要一個(gè)重型電機(jī)和大電流 H 橋驅(qū)動(dòng)器。我們還使用帶有全金屬齒輪的伺服電機(jī)。

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6. 3D打印零件

這部分開發(fā)非常有趣且耗時(shí)。我們正在使用 3D 建模應(yīng)用程序和 FDM 3D 打印機(jī)開發(fā)一種簡(jiǎn)單的取放機(jī)制。我的第一個(gè)設(shè)計(jì)是單伺服夾持器。它按原樣工作，但只能處理較小的物體。如果我們需要增加其容量，我們必須增加伺服。不幸的是，我們目前僅限于小型伺服。

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因此，我們研究制造我自己的叉車版本，因?yàn)樗c室內(nèi)移動(dòng)行業(yè)正在使用的行業(yè)很接近。這是第一個(gè)版本。見下圖。但由于它的垂直致動(dòng)范圍較低，因此效果不佳。

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最后一個(gè)設(shè)計(jì)與叉車有點(diǎn)不同。但最后，它工作得非常好。為了測(cè)試這種機(jī)制，我們還準(zhǔn)備了一個(gè)盒子類型的容器。每張臉都會(huì)有一個(gè)標(biāo)記。

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七、功能

我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了使用遠(yuǎn)程控制使機(jī)器人移動(dòng)，利用攝像頭和 aruco_ros 檢測(cè)標(biāo)記，使機(jī)器人導(dǎo)航到該標(biāo)記。讓機(jī)器人拾取物體。

灣。導(dǎo)航到特定位置并放下對(duì)象。

C。回到起始位置

Hardware Upgrade

一個(gè)。添加重要傳感器（MEMS、激光雷達(dá)、電機(jī)編碼器）

灣。重新設(shè)計(jì)機(jī)箱架構(gòu)

C。尋找更好的車輪和電機(jī)

d。購買 NVIDIA Jetson Nano

e. 如果我們?nèi)匀恍枰?MCU，我們可能會(huì)使用 STM32 Bluepill 或 Teensy Board。（如果您遇到此問題，請(qǐng)告知）

我想這就是現(xiàn)在的全部。如果取得重大進(jìn)展，我們將不斷更新此頁面。

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