2021高职智能机器人控制器设计赛项解析

该文档是关于2021年全国职业院校技能大赛高职组"电子产品设计及制作"赛项的赛卷，主题是智能机器人控制器的设计与制作。参赛者需利用给定的技术资料、元器件和器材，完成STM32F103ZET6或STC单片机IAP15W4K61S4的软件设计，以及硬件的制作和调试。 在此次竞赛中，参赛者面临的主要任务包括： 1. 分析智能机器人控制器的工作原理和功能需求，这需要深入理解控制系统的基本概念和工作流程。 2. 使用Altium Designer绘制电路板图，这涉及到电子设计自动化（EDA）软件的熟练运用，以及电路设计规则的理解。 3. 完成印刷电路板的焊接，测试对电子元件焊接技巧的掌握程度。 4. 设计并组装智能机器人控制器的结构，包括开关、电源、电路板和插座的安装，以及内部布线规划，考察工程实践和空间布局能力。 5. 故障排除任务，要求参赛者能够诊断并修复电路板问题，这是电子工程师必备的技能之一。 6. 对控制器进行功能调试，确保其达到技术指标，这需要理解控制系统性能参数和调试方法。 7. 编写STM32或51单片机的软件，实现智能机器人的预定功能，这涉及嵌入式系统编程和算法设计。 竞赛时间总计8小时，要求参赛者在限定时间内高效地完成各项任务。 智能机器人控制器的功能和技术指标包括： 1. 三自由度设计，具备X、Y、Z三个轴的运动控制，其中X、Y轴配备编码器和防撞开关，Z轴带有摄像头和机械手。 2. 机械手的运动由直流减速电机驱动，而舵机用于控制机械手的抓取动作。 3. 通过力传感器检测夹持力度，摄像头进行图像识别，实现工件的抓取或放置。 4. 控制器具有手动和自动两种操作模式，可通过摇杆电位器控制板进行操作，展现了人机交互设计的重要性。 总体而言，这次比赛旨在检验参赛者的电子设计、嵌入式编程、硬件焊接、故障排查和工程实践等多方面技能，是全面评估高职学生电子技术应用能力的重要平台。