悬挂式绘图机器人系统设计与实现

针对当前绘图机器人体积较大、绘图平面小、只能工作于水平面等不足，提出了一种基于伺服电机驱动的悬挂式绘图机器人系统设计方法。该系统采用悬挂式设计，由电机驱动模块、图像处理模块和WIFI传输模块构成。基于系统的硬件架构，建立了绘图机器人的几何坐标系，通过对电机力矩及转速分析确立了绘图机器人的运动方程。所要绘制的目标图形经二值化、边缘细化、连续曲线检测等系列处理后转换为适合机器人执行的矢量图，下载至执行机构后便可执行绘图操作。本设计采用了带编码盘的N20金属齿轮电机，以MKR1000单片机作为电机控制器，在Matlab平台下开发了图像处理及控制程序，通过WIFI实现主机与单片机之间的无线通信。实验结果表明，设计的系统可在竖直的白板或墙壁上灵活绘图，具有绘图精度高、绘制面积大、结构简单、体积小、重量轻、成本低等特点。