这个易拉罐拾取机构是我为参加一次机器人竞赛开发的,被应用在我的SR04机器人(本文原作者的一个机器人作品,我们将另文介绍 译者注)上。比赛的规则是机器人必须在最短的时间内将指定位置的六个空易拉罐移动到机器人的出发点。

    我最初的设计是在机器人前端加装一个固定的十字臂将易拉罐推到终点,但是我发现这样做容易使易拉罐翻倒,而机器人再去收集它们就要花费数倍的时间,所以这个方案被放弃了。

    现在这个易拉罐拾取机构可以牢牢的握住易拉罐并使其离开地面,即使易拉罐倒地,该机构一样可以抓住易拉罐的底部,或是侧面等任意位置将易拉罐运至终点。拾取机构由安装在上面的碰撞传感器触发,当碰撞传感器接触到易拉罐,机械臂就会自动闭合。而机器人上部的超声传感器和红外传感器用来引导机器人寻找易拉罐。(这个用来捡起棒球或是其他类似的东西都可以,原理都是一样的)


    拾取机构安装在伺服电机输出齿轮上固定的微动开关上,当拾取机构完全闭合时其前端刚好闭合。在这个位置上,如果微动开关没有闭合,控制器就知道拾取机构什么都没有抓到,便再次张开拾取机构的机械臂。当拾取机构的碰撞传感器检测到物体时,机器人的处理器会控制拾取机构以每秒五十次的微动频率关闭机械臂,每一次都要检查微动开关是否闭合。如果微动开关闭合,说明已经抓到了物体,停止闭合机械臂,转而举起被抓住的物体。利用这个算法,任何尺寸的物体都可以被很好的抓取。


机械臂上还安装了两个巡线传感器,每一个传感器由一个发光二极管和一个光敏电阻组成,安装在机械臂上大约2/3处,用来在机器人的行进过程中检测地面的标记线。传感器的信号线现在只是随便的绑在机械臂上,将来我开发下一个版本的时候也会会让电线从机械臂内部穿过,这样从外部便看不到任何电缆了。
 

    下面是拾取装置的单侧机械臂结构图。机械臂由直径为0.16cm的钢丝弯曲而成(你可以在模型商店里找到),末端带有螺纹。微动开关末端粘着一个热缩管。机械臂靠自身末端的螺纹固定在热缩管中,并且外部套上了一个尼龙套管以增加抓取时的摩擦力。微动开关由两个螺栓固定在伺服电机的齿轮上,外面还覆盖了一层黄铜片作为保护。

大卫.安德森
2002年12月    

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