2021全国职赛：智能机器人控制器设计与制作详解

本次比赛是2021年全国职业院校技能大赛高职组的“电子产品设计及制作”项目，具体竞赛任务围绕智能机器人控制器的设计和制作展开。参赛者需使用Cortex-M3系列STM32F103ZET6或51系列STC单片机IAP15W4K61S4作为核心处理器，掌握Altium Designer软件绘制印刷电路板图，完成元器件的焊接和结构设计。竞赛过程包括： 1. **理解工作原理和功能**：选手首先需分析技术资料，明确智能机器人控制器的工作原理，掌握其功能需求，如图像识别、抓取和放置工件等。 2. **电路设计**：根据提供的原理图和PCB约束条件，使用Altium Designer设计电路板布局，确保信号传输和电气性能。 3. **硬件组装**：焊接电路板并安装各种元件，如开关、电源、传感器和舵机，同时规划机箱内的布线，确保机械手臂的顺畅运行。 4. **故障排除**：应对一个成品线路板的故障排查，提升问题解决能力，保证机器人控制器的稳定运行。 5. **功能调试**：对整个控制器进行功能测试，确保其按照技术指标实现预定功能，如通过摇杆电位器控制机器人动作，并实现手动和自动操作模式。 6. **软件编程**：编写STM32F103或IAP15W4K61S4的控制程序，使之能够执行机器人的各种操作指令，满足智能机器人的性能要求。 7. **时间管理**：整个比赛限时8小时，选手需合理安排时间，高效完成各个环节。 技术指标方面，智能机器人具备三自由度运动，通过摄像头和机械手实现图像识别与抓取放置功能，采用编码器和行程开关实现精确位置控制，力传感器监测抓握力度，保证作业的精准性和安全性。摇杆电位器则提供了人机交互界面，便于选手操控。 这场比赛既考察参赛者的硬件设计、焊接技能，也考验了他们的软件编程和系统集成能力，以及故障诊断和解决策略。通过实际操作，参赛者能够提升电子产品的设计、开发和调试能力，适应现代工业生产中的技术需求。