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北京君合泰測控技術有限公司
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基于myRIO的移動機器人開發(fā)平臺
基于myRIO的移動機器人開發(fā)平臺
本平臺主要針對學生的機器人教學，覆蓋包含機械設計，虛擬儀器編程，控制理論等學科創(chuàng)新，學生可以設計搭建不同用途的機器人，實現高度自定義的項目開發(fā)。NI myRIO作為針對教學和學生創(chuàng)新應用而推出的開發(fā)平臺，特別適合用于控制、機器人、機電一體化、測控及物聯網等應用領域的課程設計或學生創(chuàng)新項目。
本平臺采用模塊化設計，具備通用型接口，主要包括三種移動平臺、多功能機械手、NI myRIO控制器、視覺傳感器、伺服電機等，功能涉及編程與控制邏輯、機器人定位控制、傳感器應用、SLAM構建、機器人視覺等方面，移動機器人發(fā)展方向。可根據需求組成不同結構形式，激發(fā)學生創(chuàng)新思維，編程采用LabVIEW圖形化編程方式。該設備技術涵蓋全面，設計合理可靠，配套資源豐富，適合實訓教學、競賽訓練和能力評價等。
一、實現功能
1、移動機器人平臺
學生可以搭建一個移動機器人平臺，平臺使用兩個齒輪傳動的直流電機執(zhí)行行走動作，一個伺服電機執(zhí)行轉向動作。集成紅外測距傳感器，伺服控制爪等進行拓展功能設計。平臺采用labview編程代碼進行前進，后退，轉向，停止等操作，支持計算機通過有線和無線的方法完成移動機器人控制。基于現有平臺，學生可以自行修改代碼完成詢及跟蹤，無人駕駛等拓展功能。
2、平衡臂機器人
提供了平衡臂機器人的搭建方法。平臺使用紅外測距傳感器和伺服電機進行平衡臂的球體位置控制，同時基于現成的LabVIEW編程代碼實現比例、積分和微分（PID）算法控制球體位置，學生可以結合平衡臂機器人學習相關控制參數的調整和設定，并且通過修改代碼實現平衡臂的自主運動和球體位置自適應功能。
3、自平衡機器人
可以實現自主平衡小車的平臺開發(fā)，其中使用編程的LabVIEW代碼可以實現閉
二、技術參數
1、支持三種不同機器人模型所需要的所有機械鋁合金結構組件。包括增強型齒條齒輪式線性滑軌、鋁墊片、直線運動軸和滑動單元、樞軸臂、小梁和連桿、角撐板和平板等。
2、配置NI LabVIEW學生版軟件：
支持用LabVIEW或 C/C++對ARM進行編程，LabVIEW中包含大量現成算法函數，同時針對NI myRIO上的各種I/O接口提供經過優(yōu)化設計的現成驅動函數，方便快速調用，甚至比使用數據采集（DAQ）設備還要方便；如果對FPGA進行自定義編程，可采用LabVIEW圖形化編程方式進行開發(fā)。
3、工具包1套；
4、配置傳感器套件：智能相機1套、無線遙控手柄1套、USB擴展模塊1套、超聲波測距傳感器7套、陀螺儀1套、IR紅外傳感器2套、光電傳感器2套、急停開關1套、電壓顯示模塊1套、導線若干。配置帶編碼器的12V直流減速電機4套，帶編碼器的12V直流大減速比電機1套。配置5V全金屬數字舵機3套。
5、配置麥克納姆輪胎組件4套；
6、配置直線導軌和滑塊2套；
7、主控制器：NI myRIO內嵌Xilinx Zynq芯片，使學生可以利用雙核ARM Cortex-A9的實時性能以及Xilinx FPGA定制化I/O，學習從簡單嵌入式系統開發(fā)到具有一定復雜度的系統設計,并可進行云端控制。直流供電范圍為6V-16V，易于上手使用、編程開發(fā)簡單，板載資源豐富：共40條數字I/O線，支持SPI、PWM 輸出、正交編碼器輸入、UART和I2C，以及8個單端模擬輸入，2個差分模擬輸入，4個單端模擬輸出和2個對地參考模擬輸出，方便通過編程控制連接各種傳感器及外圍設備。
8、電機和傳感器控制板1套，包含直流減速電機控制模塊、電源模塊、光耦隔離模塊、舵機模塊、傳感器模塊等；6路電機驅動輸出；4路舵機驅動輸出；6路數字量傳感器輸入；3路模擬量傳感器輸入；5路超聲波測距輸入；1路陀螺儀傳感器輸入；單、雙電源選擇供電；A、B、C口全部引出方便擴展使用；雙P34插針接口等方便控制和連接主控制器。
9、金屬和塑料配件及緊固件1套
10、配套移動機器人專用工具：高精度數字萬用表、3mm內六角扳手、2.5mm內六角扳手、2mm內六角扳手、5.5mm開口扳手、一字螺絲刀、十字螺絲刀、偏口鉗、尖嘴鉗、卡簧鉗、套筒螺絲刀、卷尺各1個。12V，6800mAh的鋰電池和充電器2個、電源一分二轉接線2個、電池固定綁帶4個。
11、教學配套：永磁交流電機實訓系統
詳細功能要求：
技術要求：采用5V三相交流發(fā)電機，輸入電源采用+12V，鋁合金固定件固定5V三相發(fā)電機電，源輸入采用12V鋰電池，電位計調節(jié)占空比控制電動機轉速變化，電動機驅動發(fā)電機發(fā)電，面板上安裝內徑為2mm銅質端子用于連接電源端子和示波器檢測端子，電源輸入≤2mm銅制端子。
安全保護：帶蓋箱體保護實訓系統，底盒保護防止控制電路短路，并安裝有6個強磁鐵。
工藝質量：面板采用≤2mm厚玻纖板面板及覆銅板腐蝕電路、貼片元件，配備內徑為≤2mm的鍍鎳銅質端子，固定零部件采用激光數控加工成型，金屬件電鍍金黃色。
12、配套專用工具及安全保護裝備各一套。
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