【正文】 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片電路圖 一種自動(dòng)吸塵機(jī)器人的機(jī)械底盤(pán)設(shè)計(jì)建模，運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算 AT89S52單片機(jī)外圍硬件接線圖 外文資料翻譯 設(shè)計(jì)、計(jì)算說(shuō)明書(shū) 論文各部分內(nèi)容及時(shí)間分配：（共 12 周）第一部分 實(shí)習(xí) (1周) 第二部分 收集資料、進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)查、完成總體設(shè)計(jì) (3周) 第三部分 進(jìn)行詳細(xì)方案設(shè)計(jì)、完成控制系統(tǒng)、電路板的調(diào)試及機(jī)械零件的加工 (4周)第四部分 完成機(jī)器人的總裝及功能調(diào)試 (2周) 第五部分 外文翻譯以及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) (2周)評(píng)閱及答辯 ( 周)備 注 指導(dǎo)教師： 年 月 日審 批 人： 年 月 日 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第Ⅳ頁(yè)摘 要移動(dòng)機(jī)器人是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)綜合學(xué)科，集中了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制以及人工智能等多學(xué)科最新研究成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就。移動(dòng)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中常用來(lái)完成運(yùn)輸和上下料等任務(wù)，同時(shí)也被廣泛用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)療等不同行業(yè)。在移動(dòng)機(jī)器人相關(guān)技術(shù)研究中，路徑規(guī)劃技術(shù)是一個(gè)重要研究領(lǐng)域[17]。本文首先初步討論總結(jié)了目前主要的路徑規(guī)劃技術(shù)。從基于事例、基于環(huán)境模型和基于行為三個(gè)方面全面而系統(tǒng)地綜述了移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)的研究現(xiàn)狀，對(duì)于目前普遍采用的路徑規(guī)劃方法及其實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行了較為詳細(xì)介紹和分析?；谛袨榈姆椒ㄊ怯蒑IT的Brooks在他著名的包容式結(jié)構(gòu)[42]中建立，它是一門(mén)從生物系統(tǒng)得到啟發(fā)而產(chǎn)生的用來(lái)設(shè)計(jì)自主機(jī)器人的技術(shù)，也是本文所重點(diǎn)研究的目標(biāo)。它采用類(lèi)似動(dòng)物進(jìn)化的自底向上的原理體系，嘗試從簡(jiǎn)單的智能體來(lái)建立一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)。將其用于解決移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃問(wèn)題是一種新的發(fā)展趨勢(shì)，它把導(dǎo)航問(wèn)題分解為許多相對(duì)獨(dú)立的行為單元，比如跟蹤、避碰、目標(biāo)制導(dǎo)等。這些行為單元是一些由傳感器和執(zhí)行器組成的完整的運(yùn)動(dòng)控制單元，具有相應(yīng)的導(dǎo)航功能，各行為單元所采用的行為方式各不相同，這些單元通過(guò)相互協(xié)調(diào)工作來(lái)完成導(dǎo)航任務(wù)。基于行為的機(jī)器人學(xué)反對(duì)抽象的定義, 因此采用場(chǎng)景化、具體化的解釋更適合該領(lǐng)域的哲學(xué)思想?；谛袨榈臋C(jī)器人學(xué)的重要研究?jī)?nèi)容是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而不是算法, 基于行為設(shè)計(jì)的機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)化動(dòng)態(tài)環(huán)境中的性能非常優(yōu)越，用基于符號(hào)的機(jī)器人學(xué)設(shè)計(jì)的類(lèi)似的機(jī)器人無(wú)法達(dá)到如下性能:a. 高速度,高靈活性。在動(dòng)態(tài)復(fù)雜環(huán)境中的移動(dòng)速度很快。b. 高魯棒性。 可以承受局部損壞。 c. 高效性。 軟件代碼可以是傳統(tǒng)的幾百分之一,硬件可以是傳統(tǒng)的幾十分之一。 d. 經(jīng)濟(jì)性。價(jià)格是傳統(tǒng)的十幾分之一。 e. 可擴(kuò)展性。很少改變?cè)邢到y(tǒng)便可增加性能。f. 可靠性。分布式自組織并行工作,可靠性強(qiáng)。為進(jìn)一步研究基于行為的規(guī)劃方法，而引入一個(gè)真實(shí)環(huán)境及任務(wù)模型，即IEEE每年舉辦的微型機(jī)器鼠比賽，通過(guò)設(shè)計(jì)基于行為的機(jī)器鼠模型論證該算法的可行性。此項(xiàng)比賽要求機(jī)器人能夠自主在未知環(huán)境中完成迷宮穿越的任務(wù)。針對(duì)機(jī)器鼠比賽項(xiàng)目的環(huán)境模型未知或不確定，以及該機(jī)器人本身的某些限制, 采用基于行為的研究方法, 實(shí)現(xiàn)了自行設(shè)計(jì)的自主式小型移動(dòng)機(jī)器人在未知、動(dòng)態(tài)環(huán)境中的自動(dòng)避障。通過(guò)對(duì)機(jī)器鼠所運(yùn)行的環(huán)境建模，根據(jù)基于行為的方法對(duì)機(jī)器鼠的執(zhí)行任務(wù)、沿墻行走、判斷障礙旋轉(zhuǎn)進(jìn)行分解構(gòu)建，以及對(duì)機(jī)器鼠傳感器布置及機(jī)械平臺(tái)設(shè)計(jì)進(jìn)行理論分析。本文所研究的自主式微小型移動(dòng)機(jī)器人個(gè)體是自行搭建的機(jī)器鼠實(shí)物平臺(tái), 它由兩步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng), 其外形如圖1所示。在機(jī)器鼠正向和側(cè)向共有3個(gè)漫反射式紅外線光電傳感器, 距離為10cm～ 20cm ,兩個(gè)碰撞開(kāi)關(guān)，傳感器位置布置如圖2所示，當(dāng)傳感器前方有障礙物時(shí), 傳感器的輸出為1, 否則為0。 圖1 機(jī)器鼠外形照片采用了ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)控制，小型四相步進(jìn)電機(jī)及專(zhuān)用的PMM8713步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，紅外接近開(kāi)關(guān)作為主要傳感器，差動(dòng)式底盤(pán)結(jié)構(gòu)，初步實(shí)現(xiàn)針對(duì)微型機(jī)器鼠競(jìng)賽的自主移動(dòng)小車(chē)的設(shè)計(jì)。圖2 機(jī)器鼠傳感器布置行為的設(shè)計(jì)與機(jī)器人的能力密切相關(guān)，機(jī)器人的硬件限制了機(jī)器人的某些行為的能力，根據(jù)機(jī)器鼠的比賽任務(wù)，對(duì)機(jī)器鼠的行為中作如圖3分解。圖3 機(jī)器鼠的基本行為組件機(jī)器鼠的設(shè)計(jì)是對(duì)基于行為的規(guī)劃方法的一種驗(yàn)證設(shè)計(jì)，這種算法正廣泛應(yīng)用于家庭服務(wù)類(lèi)機(jī)器人，最典型的實(shí)例是自主吸塵機(jī)器人。在機(jī)器鼠傳感和控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步針對(duì)自主吸塵機(jī)器人提出一種機(jī)械底盤(pán)設(shè)計(jì)方案，使機(jī)器鼠的實(shí)用意義得以提升。關(guān)鍵詞：移動(dòng)機(jī)器人；路徑規(guī)劃；單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；紅外接近開(kāi)關(guān)傳感器；自主吸塵機(jī)器人 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第Ⅴ頁(yè)AbstractThe Mobile Robert is a recently developing synthetic discipline which represents mechanicalelectrical integration and centralizes the latest research of mechanics, electronics, puter, autocontrol artificial intelligence, etc. In production industries the robot is used to transport and loadunload meanwhile it also widely used in others, like agriculture, medicine, and so on. In the relevant researches, the technology of it is a very important field. Firstly this paper make a summary of current technologies of path planning preliminarily, and then from casebased