写字机器人制作过程

概述

写字机器人在实际生产线上由于效率赶不上打印机，应用不是很广，然而由于其结构简单，成本低，并且符合人手写风格，在学习阶段很有价值。写字机器人设计上包含了路径规划、直线插补、加减速控制等常用电机运动控制算法，在软件上也会用到DXF文件解析、openCV图像处理等G代码生成工具，对后期深入研究激光切割机、雕刻机、3D打印机等大型设备有很好的铺垫作用。因此我的作品以写字机器人为题目分享我的制作过程和学习体验，希望对各位小伙伴的学习有所帮助。

开发环境

硬件：ART-PI、arduino、TM4C123GXL

RT-Thread版本：3.14

开发工具及版本：MDK-ARM5.31、VSCode

RT-Thread使用情况概述

内核部分：线程调度，资源分配、同步通信、设备驱动框架

组件：DFS文件系统、UART串行异步通信、CAN通信

其他：UDP通信、cJSON编解码

硬件框架

软件框架说明

在写字机器人设计上我将其分为三个部分：

图像处理模块负责把文本图像和照片等图像文件做预处理，去除杂点，然后以合适的算法将图像二值化，突现主要信息，然后提取轮廓骨架以适合机器书写。

G代码生成模块将图像轮廓序列化后进行路径规划，选取一个适合的加工精度，然后按数控加工常用的G代码规范生成NC加工文件。另外对于标准的DXF文件则通过文件解析的方法生成G代码。

运动控制模块是写字机器人中最杂的一个模块，负责各个运动机构的精准快速移动。收到G代码指令后需要结合前后指令信息生成当前指令的合适初速度、最大运行速度，根据运动轨迹进行直线插补点，最后按SPTA梯形加减速算法向电机发出脉冲。

演示效果

责任编辑：xj

原文标题：【RT-Thread作品秀】写字机器人

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