ROS机器人实战，对标古月老师HRMRP机器人（一）—

ROS机器人实战，对标古月老师HRMRP机器人（一）——机器人总体方案设计

news2024/11/17 7:37:16

咳咳！这个是自己的毕业设计，内容比较多就拆开发。设计实现了一款SLAM移动机器人，加机械臂完成视觉识别抓取的，同时还有语音识别控制、QT上位机控制、Web网页控制。前几年看古月老师的视频，看到古月老师设计的HRMRP（混合实时移动机器人平台），就也来对标一下！机器人演示视频链接如下~

【marm + mbot = 我的毕设资料整理中，预计七月中左右开源，感谢古月老师资料】 https://www.bilibili.com/video/BV1bL4y1K7Rp/?share_source=copy_web

这个系列的博文，会把如何设计机器人的内容分享出来~

机器人具备移动抓取、自主导航、交互控制的多功能智能仓储搬运机器人系统。整个操作系统主要由软体和硬件两部分构成，操作系统架构分为应用层、系统层、驱动层和结构层，具体如下图所示。

整个系统设计分为四层结构，具体为：

（1）结构层采用两轮差速运动底盘实现机器人的运动，通过五轴机械臂+夹爪实现抓取功能。

（2）硬件层由两块驱动板实现，STM32F103RCT6实现SLAM系统的底层驱动功能，通过接收系统发出的空间速度信息，通过PID实现速度转PWM值实现底层控制器功能；Atmega 328P实现机械臂部分的驱动控制，通过接收系统发出的空间关节信息，转为机械臂各个关节角度值执行，机械臂驱动板部分板载一路蜂鸣器报警电路，作为硬件系统提示。供电部分使用XL4016E1实现5V 8A的输出，为系统主机、SLAM底盘、激光雷达进行供电，LM2596S-5.0负责机械臂系统的供电。通过树莓派开发板（4B 2GB版本）作为运算主机，实现系统运算处理。

（3）系统层基于机器人操作系统（ROS，Robot Opearting System）的控制系统设计，实现SLAM同步位置与运动地图建立、运动机器人的主动引导、六轴机械臂正逆运动学解算及目标识别，系统层和应用之间分别通过可达讯飞SDK实现语音识别交互控制、通过ROS和Qt联合开发PC软件交互控制、通过Python Bottle轻服务器框架实现Web交互控制。

（4）应用层是为用户提供的交互界面设计，这里分为基于Qt开发的桌面交互软件、基于Web网页的在线交互界面、基于语音识别的交互控制。

机器人分为SLAM底盘+六轴机械臂+语音识别控制三部分组成。机器人系统采用Raspberry Pi开发板为主控，并采用了Ubuntu Mate 20.04操作系统，并安装了ROS Noetic自动化机器人控制系统。

SLAM底盘部分使用STM32F103RCT6单片机为主控，通过TB6612电机驱动芯片驱动两路直流编码电机M1和M2，同时接入MPU6050六轴陀螺仪传感器实现姿态里程检测。考虑系统整体供电设计，底盘部分使用XL4016E作为电源管理芯片，实现8~40V转5V 8A(Max)输出，如下图所示。