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一、項目概述

1.1 機器人移動平臺背景與定義

機器人移動平臺項目在機械與電氣工程教育中占據重要地位，作為學生們將理論與實踐相結合的實驗平臺。該項目不僅具有基礎性，還具備綜合性，成為學生工程教育的起點，特別是在智能小車應用領域，展現了學生的創造力和技術實踐能力。

當前市場中的機器人移動平臺發展呈現明顯的二元結構：

• 低端市場：以亞克力板為底盤的移動平臺占據主導地位。其優點包括靈活性高、性價比高、安裝簡便，但缺點是連接部件多，安裝復雜，板材容易變形，尺寸較小。
• 高端市場：采用金屬板底盤的移動平臺更傾向于智能化，具有較高的智能水平、整潔的外觀和簡潔的接線布局，但也有價格高和編程入門門檻高等問題。

在市場調研中，團隊發現，初級智能小車底盤設計趨于同質化，主要采用亞克力板拼接，具備快速安裝和易于學習的優點，但也有連接件繁多、安裝復雜、形變容易等缺點。

1.2 項目設計理念

本項目旨在為教育和科研領域提供一款先進的實驗平臺，旨在為機械學科的學生提供便捷的機器人操作平臺，同時為人工智能學科的學生提供一個可靠的機械結構，促進理論與實踐的深度融合。設計的關鍵創新點如下：

• 結構底盤個性化與高精度設計：確保機器人平臺的穩定性和高精度，能夠可靠運行于多種教育科研場景。
• 智能移動方案與編程框架：采用用戶友好的智能移動方案和易于初學者掌握的編程框架，降低了編程學習門檻。
• 擴展性設計：通過開源文件和可自定義孔位，用戶可以根據需求自由安裝和更換模塊，提供了廣闊的擴展性和未來升級空間。

二、團隊成果展示

2.1 設備程序設計

• 2.1.1 簡易操作與遠程控制
  本設備具備直觀的操作界面，并支持手機遠程操作，能夠實現靈活的移動與轉向功能。設備整合了物聯網技術，學生可以通過手機遠程巡檢實驗室，極大提高操作便捷性和效率。

• 2.1.2 易于二次開發與實驗教具功能
  設備的程序設計簡潔且具有可擴展性，即便沒有深厚技術背景的用戶，也能輕松進行二次開發，滿足教學和科研需求。

2.2 電機驅動系統

本設備使用四個直流電機（130電機），配合L298N電機驅動器進行控制。

電池連接采用并聯后串聯的方式，提高系統可靠性和穩定性。

2.3 控制系統與電路設計 設備使用LM2596S模塊降壓，從7.4V降至5.5V供電，并采用Arduino與ESP8266進行通信和控制。通過模塊化的設計簡化了接線，確保設備高效穩定運行。

三、設備結構設計方案

3.1 總體結構設計

• 設備采用差速轉向方式，實現靈活移動與原地掉頭，適合復雜環境和狹小區域的行駛。
• 設備由電池倉、底盤架、殼體結構、程序控制四部分組成，保證安裝簡便、結構穩固。

3.2 創新點

• 個性化殼體設計：相比市場上的智能小車，采用模塊化設計，提供更加穩定的安裝空間，并可根據需求靈活修改孔位，簡化連接件，提升外觀美感。
• 一體化底盤架設計：通過3D打印技術將底盤、電機架等部件一體成型，減少安裝誤差，增強零部件強度，提高耐用性。

四、控制與遠程操作

• 遠程控制平臺：通過Blinker app實現遠程控制，利用WiFi和ESP8266模塊進行通信，支持靈活的控制界面，操作簡便、穩定性強。
• 傳感器與設備拓展：采用Arduino Uno進行外設控制，滿足多種傳感器和機構的需求，適合初學者和教育應用。