基于ATmega32的遙控采摘機(jī)器人設(shè)計(jì)

程序主要是對(duì)AVR單片機(jī)I／O口、T／C(定時(shí)器／計(jì)數(shù)器)、PWM調(diào)速、中斷處理及全局變量、宏定義等的處理。程序采用結(jié)構(gòu)化和模塊化編寫思想，使程序的可用性和可讀性達(dá)到較佳狀態(tài)。通過(guò)調(diào)用各個(gè)子程序，修改主程序上的直流電機(jī)的速度和伺服電機(jī)的角度等參數(shù)，調(diào)試到機(jī)器人機(jī)械手到最佳角度，根據(jù)控制策略進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)，編制主程序流程圖如圖4所示。

5 采摘機(jī)器人調(diào)試與試驗(yàn)
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的遙控模擬采摘機(jī)器人伸展后長(zhǎng)為1．2 m，寬度0．38 m，機(jī)器人最大速度為0．5 m／s，最大爬坡角度為45°。紅外遙控器最長(zhǎng)遙控距離為3 m。機(jī)器人機(jī)械臂動(dòng)作由舵機(jī)控制，這里對(duì)機(jī)械臂舵機(jī)進(jìn)行測(cè)試，各個(gè)舵機(jī)角度如表1所示。機(jī)器人組裝測(cè)試后完成后抓取實(shí)物圖測(cè)試效果如圖5所示。

本機(jī)器人采用模塊化設(shè)計(jì)，各模塊功能互補(bǔ)，提供多種不同的采摘模式，可根據(jù)作業(yè)環(huán)境選擇合適的模式進(jìn)行采摘。同時(shí)，功能模塊具有很好的擴(kuò)展性，可通過(guò)編程進(jìn)行模塊擴(kuò)展。同時(shí)，可多種任務(wù)并行工作，提高了采摘效率。

6 結(jié)論
文中設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ATmega32采摘機(jī)器人，機(jī)器人主體使用堅(jiān)固輕巧材料，保證機(jī)器人輕巧，穩(wěn)定。機(jī)器人采用履帶底盤驅(qū)動(dòng)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了雙履帶條結(jié)構(gòu)，采摘結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了二三自由度機(jī)械臂，能夠靈活地抓取實(shí)物。
輸入控制程序后，機(jī)器人通過(guò)外接傳感器，可以實(shí)現(xiàn)半自主控制和紅外遙控。機(jī)器人具有振動(dòng)搖樹和逐個(gè)夾持兩種互補(bǔ)采摘模式。通過(guò)實(shí)際測(cè)試表明這款智能采摘機(jī)器人能夠較好的完成預(yù)期的任務(wù)，本設(shè)計(jì)系統(tǒng)體積小，重量輕。通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，系統(tǒng)的人機(jī)交互能力較強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，控制靈活反應(yīng)迅速，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。尤其是運(yùn)動(dòng)速度快，動(dòng)作靈敏，能夠適應(yīng)復(fù)雜果園環(huán)境，其快速性和穩(wěn)定性都達(dá)到了規(guī)定的要求，機(jī)器人擴(kuò)展性強(qiáng)，功能強(qiáng)大，成本低，具有一定的參考價(jià)值。
當(dāng)然，這只是作為采摘機(jī)器人的一種探索設(shè)計(jì)，離實(shí)際作業(yè)有很大的差距。在以后的研究工作中，還需要根據(jù)實(shí)際作業(yè)，對(duì)掛果果樹的高度和果實(shí)的大小尺寸，以及果實(shí)的脆弱性等實(shí)際情況作深入的研究和改進(jìn)，如果采用完全智能采摘還須加入機(jī)器視覺，以等視頻監(jiān)視模塊，根據(jù)采集的圖像信息饋送到遙控機(jī)器人平臺(tái)，指導(dǎo)機(jī)械手操作，機(jī)械采摘手也應(yīng)設(shè)計(jì)應(yīng)力傳感器，以便智能調(diào)節(jié)張開度，以免損傷果實(shí)。