基于單片機(jī)的智能尋跡小車(chē)畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2024-11-09 11:03 本頁(yè)面
【正文】 ....................................................................... 10 主程序流程圖 ................................................................................................ 10 傳感器數(shù)據(jù)處理及尋跡程序流程 ...................................................................... 11 4 系統(tǒng)測(cè)試 ........................................................................................................................ 12 硬件測(cè)試 ............................................................................................................. 12 硬件與軟件的聯(lián)機(jī)測(cè)試 ..................................................................................... 12 5 測(cè)試數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 .................................................................................................... 13 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 14 1 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 基本要求 小車(chē)可以自動(dòng)尋跡在設(shè)計(jì)好的線路上向前或向后跑。 拍手的聲音可以啟動(dòng)、停止小車(chē)運(yùn)動(dòng)。 線 路兩端有擋板，當(dāng)小車(chē)向一個(gè)方向運(yùn)行到擋板位置停止，然后向反方向 續(xù) 運(yùn)行至擋板位置，如此重復(fù)。 小車(chē)由電池供電，電池采用 1200mah容量，小車(chē)運(yùn)行時(shí)間需要持續(xù) 24小時(shí)以上。 小車(chē)運(yùn)動(dòng)速度要控制在 。 擴(kuò)展 部分 能實(shí)現(xiàn) 語(yǔ)音播報(bào)前后方有障礙物 ； 總體設(shè)計(jì)方案 基本模塊設(shè)計(jì) 方案論證與比較 （ 1）車(chē)體設(shè)計(jì) 方案 1： 購(gòu)買(mǎi)玩具電動(dòng)車(chē)。購(gòu)買(mǎi)的玩具電動(dòng)車(chē)具有組裝完整的車(chē) 架車(chē)輪、電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路。但是一般的說(shuō)來(lái)，玩具電動(dòng)車(chē)具有如下缺點(diǎn)：首先，這種玩具電動(dòng)車(chē)由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。其次，這種電動(dòng)車(chē)一般都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動(dòng)，不能適應(yīng)該題目的方格地圖，不能方便迅速的實(shí)現(xiàn)原地保持坐標(biāo)轉(zhuǎn) 90 度甚至 180 度的彎角。再次，玩具電動(dòng)車(chē)的電機(jī)多為玩具直流電機(jī)，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負(fù)載性能差，不易調(diào)速。而且這種電動(dòng)車(chē)一般都價(jià)格不菲。因此我們放棄了此方案。 方案 2： 自己制作電動(dòng)車(chē)。經(jīng)過(guò)反復(fù)考慮論證，我們制定了左右兩輪分別驅(qū)動(dòng)，后萬(wàn)向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個(gè)轉(zhuǎn)速和 力矩基本完全相同的直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，車(chē)體 前 部裝一個(gè)萬(wàn)向輪。這樣，當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車(chē)的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車(chē)坐標(biāo)不變的 90 度和 180 度的轉(zhuǎn)彎。 2 在安裝時(shí)我們保證兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)同軸。當(dāng)小車(chē)前進(jìn)時(shí)，左右兩驅(qū)動(dòng)輪與后萬(wàn)向輪形成了三點(diǎn)結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車(chē)在前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過(guò)低而使左右兩驅(qū)動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)力不夠的情況。為了防止小車(chē)重心的偏移， 前 萬(wàn)向輪起支撐作用。 對(duì)于車(chē)架材料的選擇，我們經(jīng)過(guò)比較選擇了有機(jī)玻璃。用有機(jī)玻璃做的車(chē)架比塑料車(chē)架更加牢固，比鐵制小車(chē)更輕便，美 觀。 (2) 電機(jī)的選擇 對(duì)于 智能小 車(chē)來(lái)說(shuō)，其驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇就顯得十分重要。由于本 題目要實(shí)現(xiàn)對(duì) 尋跡路線 的準(zhǔn)確定位和精確測(cè)量，我們綜合考慮了一下兩種方案。 方案 1： 采用步進(jìn)電機(jī)作為該系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于其轉(zhuǎn)過(guò)的角度可以精確的定位，可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)前進(jìn)路程和位置的精確定位。雖然采用步進(jìn)電機(jī)有諸多優(yōu)點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車(chē)等有一定速度要求的系統(tǒng)。經(jīng)綜合比較考慮，我們放棄了此方案。 方案 2： 采用直流減速電機(jī)。直流減速電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，體積小 ，重量輕，裝配簡(jiǎn)單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動(dòng)機(jī)提供原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力 ，價(jià)格比步進(jìn)電機(jī)要便宜好多 。 我們所選用的直流電機(jī)減速比為 1： 74，減速后電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 100r/min。我們的車(chē)輪直徑為 6cm，因此我們的小車(chē)的最大速度可以達(dá)到 V=2πrv=2***100/60=，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求，因此我們選擇了此方案。 (3) 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 模塊 由于電動(dòng)車(chē)采用了前面使用萬(wàn)向輪，兩個(gè)后輪各一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，所以可使電動(dòng)車(chē)旋轉(zhuǎn) 360 度，這樣即使 前后方都碰到障礙物的時(shí)候 ，電動(dòng)車(chē)也可以通過(guò)在原地不斷旋轉(zhuǎn)的方式找到 避免撞擊障礙物的線路 。在電動(dòng)機(jī)的控制上有兩種方案可供選擇。 方案 1:利用 901
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