基于單片機的智能尋跡小車畢業(yè)設(shè)計-文庫吧
2024-11-09 11:03 本頁面
【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)測試 ........................................................................................................................ 12 硬件測試 ............................................................................................................. 12 硬件與軟件的聯(lián)機測試 ..................................................................................... 12 5 測試數(shù)據(jù)及實驗結(jié)果 .................................................................................................... 13 參考文獻 ............................................................................................................................ 14 1 1 系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計要求 基本要求 小車可以自動尋跡在設(shè)計好的線路上向前或向后跑。 拍手的聲音可以啟動、停止小車運動。 線 路兩端有擋板，當小車向一個方向運行到擋板位置停止，然后向反方向 續(xù) 運行至擋板位置，如此重復。 小車由電池供電，電池采用 1200mah容量，小車運行時間需要持續(xù) 24小時以上。 小車運動速度要控制在 。 擴展 部分 能實現(xiàn) 語音播報前后方有障礙物 ； 總體設(shè)計方案 基本模塊設(shè)計 方案論證與比較 （ 1）車體設(shè)計 方案 1： 購買玩具電動車。購買的玩具電動車具有組裝完整的車 架車輪、電機及其驅(qū)動電路。但是一般的說來，玩具電動車具有如下缺點：首先，這種玩具電動車由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。其次，這種電動車一般都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動，不能適應(yīng)該題目的方格地圖，不能方便迅速的實現(xiàn)原地保持坐標轉(zhuǎn) 90 度甚至 180 度的彎角。再次，玩具電動車的電機多為玩具直流電機，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負載性能差，不易調(diào)速。而且這種電動車一般都價格不菲。因此我們放棄了此方案。 方案 2： 自己制作電動車。經(jīng)過反復考慮論證，我們制定了左右兩輪分別驅(qū)動，后萬向輪轉(zhuǎn)向的方案。即左右輪分別用兩個轉(zhuǎn)速和 力矩基本完全相同的直流電機進行驅(qū)動，車體 前 部裝一個萬向輪。這樣，當兩個直流電機轉(zhuǎn)向相反同時轉(zhuǎn)速相同時就可以實現(xiàn)電動車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實現(xiàn)小車坐標不變的 90 度和 180 度的轉(zhuǎn)彎。 2 在安裝時我們保證兩個驅(qū)動電機同軸。當小車前進時，左右兩驅(qū)動輪與后萬向輪形成了三點結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)使得小車在前進時比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)后輪過低而使左右兩驅(qū)動輪驅(qū)動力不夠的情況。為了防止小車重心的偏移， 前 萬向輪起支撐作用。 對于車架材料的選擇，我們經(jīng)過比較選擇了有機玻璃。用有機玻璃做的車架比塑料車架更加牢固，比鐵制小車更輕便，美 觀。 (2) 電機的選擇 對于 智能小 車來說，其驅(qū)動輪的驅(qū)動電機的選擇就顯得十分重要。由于本 題目要實現(xiàn)對 尋跡路線 的準確定位和精確測量，我們綜合考慮了一下兩種方案。 方案 1： 采用步進電機作為該系統(tǒng)的驅(qū)動電機。由于其轉(zhuǎn)過的角度可以精確的定位，可以實現(xiàn)小車前進路程和位置的精確定位。雖然采用步進電機有諸多優(yōu)點，步進電機的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于小車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。直流減速電機轉(zhuǎn)動力矩大，體積小 ，重量輕，裝配簡單，使用方便。由于其內(nèi)部由高速電動機提供原始動力，帶動變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力 ，價格比步進電機要便宜好多 。 我們所選用的直流電機減速比為 1： 74，減速后電機的轉(zhuǎn)速為 100r/min。我們的車輪直徑為 6cm，因此我們的小車的最大速度可以達到 V=2πrv=2***100/60=，達到設(shè)計要求。 能夠較好的滿足系統(tǒng)的要求，因此我們選擇了此方案。 (3) 電機驅(qū)動 模塊 由于電動車采用了前面使用萬向輪，兩個后輪各一個電機驅(qū)動的驅(qū)動方式，所以可使電動車旋轉(zhuǎn) 360 度，這樣即使 前后方都碰到障礙物的時候 ，電動車也可以通過在原地不斷旋轉(zhuǎn)的方式找到 避免撞擊障礙物的線路 。在電動機的控制上有兩種方案可供選擇。 方案 1:利用 901
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