【RT-Thread作品展示】写字机器人-电路设计

简介：
本作品为基于RT-Thread操作系统的写字机器人项目，详细介绍其电路设计方案与实现过程，探索嵌入式系统在创意硬件中的应用。 【RT-Thread作品秀】写字机器人作者：乔城阳 概述（说明应用产生的背景、实现功能） 在实际生产线上，由于效率不及打印机，写字机器人的使用并不广泛。然而，在学习阶段它具有很高的价值，因为其结构简单且成本低廉，并能模仿人手写风格。本设计包含了路径规划、直线插补以及加减速控制等常用电机运动算法；软件方面则会涉及DXF文件解析及OpenCV图像处理技术以生成G代码，为后续对激光切割机、雕刻机和3D打印机的研究奠定基础。 开发环境（所采用的软硬件方案） 硬件：ART-PI、Arduino、TM4C123GXL RT-Thread版本: 3.14 开发工具及版本: MDK-ARM5.31, VSCode 内核部分使用了线程调度和资源分配，组件包括DFS文件系统与UART串行异步通信。除此之外还有CAN通信、UDP通信以及cJSON编解码。 硬件框架（概述应用所采用的硬件方案框图，并对核心部分做介绍） 写字机器人设计分为图像处理模块、运动控制模块及G代码生成模块三大部分。 软件框架说明（介绍应用所采用的软件方案框图，流程图等并加以解说） 在该作品中，Grbl控制器基于ATmega328型芯片输出高速精准电机脉冲，并支持各种标准G代码。为保证grbl缓冲区内始终有16-20个指令以实现平稳加速和无冲击转弯动作，ART-PI需读取其状态并及时发送相应命令。 软件模块说明（介绍应用中关键部分的逻辑、采用的实现方式等） RT-thread实时操作系统通过从SD卡上读取NC文件并与grbl控制器通信来控制设备运行。同时它还提供了丰富的人机交互功能，如显示工作路径和进度，并支持暂停续写等功能。 演示效果 此处省略了图片与视频链接。 比赛感悟：在此次比赛中使用到了RT-thread和Grbl两款开源软件，前者用于人机界面及指令发送，后者则负责运动控制。尽管它们仅需2kB RAM即可运行，但功能却十分强大且模块化设计良好。 为了更好地理解这些工具的工作原理，在图书馆借阅了关于RTOS的相关书籍进行学习，但仍有许多内容未能完全掌握，需要继续努力充实自己。 本次项目让我有机会实现对伺服电机的精准控制，并体验到随着指令变化而产生的声音与动作。这不仅加深了我对运动控制系统及其重要性的认识，还带来了极大的成就感和乐趣。