基于arduino系统的智能写字机器人.doc

摘要：以CNC数控技术为基础，通过控制步进电机的运动轨迹，实现写字功能。传统的写字机器人中，只对运动轨迹有大致的判断，且绘制出的字体，图形都不尽人意。此次写字机器人系统由arduino控制板，金属传感器，舵机，步进电机等组成。

本文以探索为青少年学习写字机器人，进一步学习操作机器人以及学习编程指令，深入研究基于CNC数控技术的机械臂书写绘画技术。为了解决传统的DOODLE BOT小车式写字机器人写字不流畅问题，本文通过文字图片处理然后将处理后的结果传到下位机，机器便会在下位机的控制下完成书写或绘画。

此次硬件上选用arduino为控制核心，软件利inkscape将图片转换成矢量图，然后通过GrblController生成相应的G代码，下传到下位机，控制步进电机带动签字笔写字。此次方案对青少年编程能力要求不高，简单易操作，降低了机器人硬件要求，可以达到一定的绘制精度。

关键词：CNC数控技术；arduino控制板；写字机器人；G代码

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1 论文研究的背景与意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.2.1 写字机器人的研究现状-1

1.2.2 我国写字机器人发展现状-2

1.3本文主要研究内容-2

第二章  系统结构设计-3

2.1机械书写控制理论基础-3

2.1.1舵机工作原理及控制方式-3

2.1.2系统控制框图-5

2.2系统硬件设计-5

2.2.1机械结构的选择-5

2.2.2控制器的选择-8

2.2.3电机驱动电路-9

2.2.4传感器的选择-11

2.2.4电机初步调试-12

第三章  软件编程-14

3.1 图像处理及技术分析-14

3.1.1位图矢量化-14

3.2 arduino概述-15

3.2.1 arduino的发展现状及优点-15

3.2.2 arduino硬件及软件开发环境-16

第四章  实验验证-18

4.1实例图片处理-18

4.1.1 inkscape转换矢量图-18

4.1.2 GrblController驱动-19

4.2实例G代码分析-20

第五章  总结与展望-22

结束语-23

致  谢-24

参考文献-25