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実験7 四輪全方向メカナムホイール搬送ロボットのデュアル超音波障害物回避

実験の目的:

  1. 条件判断ブロックと演算ブロックを使えるようになります。 2. 超音波センサーの動作原理に基づき、2 つの超音波センサーで障害物を回避します。

機能要件:

ロボットが前進中に物体(障害物)がある場合、まず回避してから元のルートに戻り、前進を続けます。

(1) 障害物がない場合、ロボットは前進します。

(2) 障害物までの距離が 20cm~40cm であることを検出した場合、左側の超音波センサーの方が障害物から遠ければ、左旋回 → 前進 → 右旋回で元の方向に戻ります。右側の超音波センサーの方が障害物から遠ければ、右旋回 → 前進 → 左旋回で元の方向に戻ります。

ハードウェアの準備:

機器名 数量 備考
ESP32 メインボード 1 枚 コア制御ユニット
Type-C データケーブル 1 本 PC に接続してプログラムを書き込みます
2S バッテリーボックス+リチウム電池 1 セット モーターに電源を供給します(モーターの定格電圧に適合)
超音波センサー 2 個 距離を検出するセンサー

プロトタイプ案:

3D モデル図と組み立てマニュアルをダウンロードして、ロボットを組み立ててみましょう。

3D モデル図

四輪駆動メカナムホイールロボット(1 軸グリッパー付き)(四驱麦轮机器人带1轴夹爪1.rar)

組み立てマニュアル

組み立てマニュアルのダウンロード:6. 四輪駆動メカナムホイールシャーシ把持ロボット組み立てマニュアル(6.四驱麦轮底盘抓取机器人的组装手册.pdf)​

回路接続:

ハードウェアモジュール

番号 リンク 重要度 役割
1 Uni ESP32 メインボード・拡張ボード説明【V3.0】​ 必読 開発ボードのインターフェースをすばやく確認できます。
2 バッテリーモジュールの使い方(必読)​ 必読 バッテリーの取り付け・接続・充電方法をすばやく理解できます。
3 OpenBlock ソフトウェア環境の設定と使い方【V3.0】 必読 ソフトウェアの概要、インストール、基本的な使い方を理解できます。
4 電子モジュールの紹介 必要に応じて リンクをクリックして DC モーター(TT モーター)、サーボ、超音波モジュールのパラメーター を確認してください。

ピンの説明

ハードウェア ESP32 ピン
モーター 1 13, 27
モーター 2 14, 25
モーター 3 26, 32
モーター 4 18, 19
グリッパー用サーボ 33
グリッパー揺動制御用サーボ 23
超音波センサー TRIG:0 ECHO:2
超音波センサー TRIG:15 ECHO:12

実機配線

列 1 列 2

次に、2 つの超音波モジュールをロボットのフレームに取り付けます。

接続完了後の全体イメージは以下のとおりです。

ソフトウェア設計

ソースコードのダウンロード

四輪駆動・四輪全方向メカナムホイール搬送ロボットのデュアル超音波回避(四驱四轮全向麦轮搬运机器人双超声波避让.rar)

ブロックコード

操作手順:

  1. グラフィカルプログラムを書き込みます。ESP32 のバージョンを選択し、ESP32 ボードを PC の USB ポートに接続してから、接続してプログラムを書き込みます。

  2. スイッチを入れて実行し、動作を確認します。

実験結果:

ロボットが前進中に物体(障害物)がある場合、まず回避してから元のルートに戻り、前進を続けます。