2021全国职赛：智能机器人控制器设计与故障排除详解

本次比赛是2021年全国职业院校技能大赛高职组“电子产品设计及制作”赛项的第四卷，主要围绕智能机器人控制器的设计与制作展开。参赛者需要使用Cortex-M3系列STM32F103ZET6或51系列STC单片机IAP15W4K61S4作为核心处理器，完成软硬件设计任务。 1. **竞赛任务**： - 分析并理解智能机器人控制器的工作原理和功能需求，依赖于提供的技术资料。 - 使用Altium Designer设计印刷电路板，遵循提供的原理图和布局约束。 - 焊接电路板，并按照机箱和套件进行结构设计和整机安装，包括电源、电路、插座的布局以及内部走线规划。 - 对一个成品线路板进行故障排查，确保其在机器人控制器中的正常工作。 - 完成控制器功能调试，确保达到预设的技术指标，支持机器人执行抓取或放置特定工件的任务。 - 编写并测试STM32F103或IAP15W4K61S4的控制软件，使之符合智能机器人的功能要求。 2. **时间限制**： - 竞赛时间长达8小时，从早上9点持续到下午5点。 3. **功能和技术指标**： - 智能机器人具有三个自由度，配备摄像头和机械手，通过图像识别抓取或放置工件。 - 使用带编码器的直流减速电机驱动X轴和Y轴运动导轨，配有行程开关和电容式位移传感器，防止碰撞。 - Z轴采用直流电机驱动，机械手的舵机控制，夹持板内置力传感器，机械手下方有摄像头用于识别。 - 控制器需支持手动和自动两种操作模式，通过摇杆电位器控制板实现。 - 软件设计不仅要控制机器人的运动，还要处理图像识别和力度检测，确保机器人能够准确地执行任务。 参赛者需要具备扎实的电子技术基础，熟悉单片机编程、PCB设计和硬件调试，同时还要具备一定的机械设计和系统集成能力，才能在这次竞赛中脱颖而出。此外，理解和应用物联网、AI技术来增强智能机器人的功能也是提升竞争力的关键。