基于Arduino 的绘图机器人

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基于Arduino 的绘图机器人

作者：陈镔 张兴远

来源：《电脑知识与技术》2016年第17期

摘要：该设计采用Arduino单片机作为处理控制的核心单元，结合使用processing控制软件将位图或者矢量图转化为包含坐标值、尺寸大小、灰度值的信息点单元，通过串口通信发送到Arduino控制器，控制器计算前后的两个坐标之间的线段长度，再将线段分割成若干更细的线条并计算生成新的坐标，通过三角函数将坐标转换为步进电机旋转量，最终达到控制步进电机移动。在绘图方式上有四种选择，绘制变频方形波纹位图、变幅方形波纹位图、随机波纹的位图以及SVG矢量图。该设计方案可靠，成本低廉，同时拥有良好的绘图精度，该机器人能够广泛应用于各种草图的绘制。

关键词：Arduino控制器；信息点单元；processing软件；坐标转换

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）17-0155-05

Abstract： This design uses ATMEGA328 micro controller as the core unit of the treatment and control， the use of processing control software bitmap or vector into coordinates， size and gray value of preview density， the preview density through the serial communication to send to the Arduino controller， the length of the line segment between the two coordinates before and after the controller calculates， segment is divided into a plurality of fine lines， calculation to generate new coordinates， based on trigonometric function will coordinate transformation for the stepper motor rotation， and ultimately achieve the control of stepper motor according to the set of mobile. In the drawing style， there are three options， draw a square wave of the bitmap， random ripple bitmap and SVG vector. This design is reliable， low cost， and with good precision drawing， the robot can be widely applied to various sketch drawing.

Key words： Arduino controller； information point unit； processing software； coordinate transformation

随着计算机及其智能硬件的飞速发展，人们在生活和生产过程中越来越多使用机器人来代替人类的工作，各种各样的机器人也应运而生。绘图技术在人们的生活和工作过程中起着越来越重要的作用。例如工业设计、服装设计、工程设计、游戏素材创作、影视素材创作、教育教学等都需要使用到草图的绘制。矢量绘图技术作为一种新颖的绘图技术被广泛的接受和使用。 但在实际使用过程中，大型打印设备或者绘图仪器价格昂贵，需要专业的技术维护，同时还需要购买相应的配套耗材，普通设计人员和专业工作者无法自行购买。因此研究低成本、结构简单、尺寸大小可调节、并具有良好性能的绘图仪是有十分重要的现实意义和市场价值。 1 绘图机器人硬件实现方案