【正文】 ................................................................................49 定時(shí)器的計(jì)算 .......................................................................................................................49 鍵盤掃描接線圖 ...................................................................................................................52設(shè)計(jì)總結(jié).....................................................................................................................................................53致謝.............................................................................................................................................................54參考文獻(xiàn).....................................................................................................................................................55附錄 1：程序流程圖..................................................................................................................................57第一章 緒論 選題的目的和意義人類對(duì)月球的科學(xué)探測(cè)和研究始于 20 世紀(jì) 50 年代，1957 年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星并于 1961 年把加加林送上近地軌道之后，人類便開始將火箭和衛(wèi)星技術(shù)用于探測(cè)月球，于探測(cè)月球，1959 年 10 月完成繞月飛行。 unningmachinery turns the direction , runs and goes across the obstacle。 design calculation and elucidation 。 imitating the real sport。產(chǎn)品具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，不僅能鼓舞廣大青少年探索宇宙的興趣和愛好，同時(shí)也是對(duì)機(jī)器人知識(shí)的一種很好的普及?！暗窃萝嚒蹦Ｐ屯婢叩南嚓P(guān)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要月面巡視探測(cè)器簡稱月球車，是探月工程探測(cè)器系統(tǒng)的重要組成部分。本設(shè)計(jì)要求對(duì)“登月車”機(jī)器人模型玩具進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核、選型，以實(shí)現(xiàn)玩具廠家指定的功能，并整理成書面報(bào)告；要求繪制“登月車”模型玩具的整車裝配圖或結(jié)構(gòu)圖；要求獨(dú)立繪制車體部分裝配圖或部分組成部件的元件圖；要求獨(dú)立設(shè)計(jì)“登月車”模型玩具的電子控制系統(tǒng)，并繪制相應(yīng)的電路圖，編制相應(yīng)的控制程序。 the analysis and realizing of the key technique。 subfooting of this design.Design request of the moonrobot: calculating in the way of laying up the machine arm of moonrobot, its length is smaller or same as 300mm,the width is smaller or same as 300 mm, the height is smaller or same as 300 mm。 Heating up the machine hand 。 　　隨即，一場(chǎng)以月球探測(cè)為中心的空間科學(xué)技術(shù)競(jìng)賽在前蘇聯(lián)和美國之間展開。在這些探月行動(dòng)中，科學(xué)家有針對(duì)性地研究了月球背面和表面的放射性及土壤成分等。隨后從 1969 年 11 月至1972 年 12 月，美國宇航員又 5 次登月。其中，1994 年美國發(fā)射了“克萊門汀”號(hào)無人駕駛飛船，對(duì)月球進(jìn)行了新的地貌測(cè)繪。　　美國還于 2022 年 4 月提出一項(xiàng)撞擊月球南極的計(jì)劃。將于 2022 年開始執(zhí)行的“月球探索戰(zhàn)略”列舉了從事人類和機(jī)器人月球探索的各種理由，其中包括需要維持人類在月球的生存，戰(zhàn)略同時(shí)要求促進(jìn)國際合作及為人類與機(jī)器人飛向火星和其他星球作準(zhǔn)備?！　?022 年俄羅斯也制訂了三階段的探月計(jì)劃，前兩個(gè)階段主要是繪制月球全圖、發(fā)射月球車采集月球巖石并運(yùn)回地面進(jìn)行分析，以確定礦物含量及礦藏所在地。日本將在 2022 年發(fā)射月球探測(cè)器“月球Ａ” ，它可通過在月球表面打入的地震計(jì)，根據(jù)月球發(fā)生的“地震”探測(cè)其內(nèi)部構(gòu)造，載有高清晰度照相機(jī)、繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)的探測(cè)器“月神”計(jì)劃在 2022 年發(fā)射。2022 年８月 10 日起，中國繞月探測(cè)工程正式轉(zhuǎn)入發(fā)射實(shí)施階段。 2022 年 4 月 23 日，上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì) 23 日宣布，由上海承擔(dān)的中國月球車研制工作歷經(jīng)概念樣機(jī)、原理樣機(jī)、工程樣機(jī)的三個(gè)階段攻關(guān)，在月球車行走系統(tǒng)工程和月球車總體研究兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研制項(xiàng)目上取得重大進(jìn)展。產(chǎn)品具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，不僅能鼓舞廣大青少年探索宇宙的興趣和愛好，同時(shí)也是對(duì)機(jī)器人知識(shí)的一種很好的普及。信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、海洋技術(shù)、航空航天技術(shù)等都取得了重大突破，極大地提高了社會(huì)生產(chǎn)力?！　∪藗兂３?huì)問為什么要發(fā)展機(jī)器人？我們說機(jī)器人的出現(xiàn)并高速發(fā)展是社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然，是為了提高社會(huì)的生產(chǎn)水平和人類的生活質(zhì)量，讓機(jī)器人替人們干那些人干不了、干不好的工作。有人認(rèn)為機(jī)器人是人，形狀必須像人，不像人怎么能叫機(jī)器人，然而現(xiàn)實(shí)中絕大多數(shù)的機(jī)器人樣子不像人，這使很多機(jī)器人愛好者大失所望。根本原因主要是因?yàn)闄C(jī)器人涉及到了人的概念，成為一個(gè)難以回答的哲學(xué)問題。　　1886 年法國作家利爾亞當(dāng)在他的小說《未來夏娃》中將外表像人的機(jī)器起名為“安德羅丁” （android） ，它由 4 部分組成：　　1，生命系統(tǒng)（平衡、步行、發(fā)聲、身體擺動(dòng)、感覺、表情、調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)等） ；　　2，造型解質(zhì)（關(guān)節(jié)能自由運(yùn)動(dòng)的金屬覆蓋體，一種盔甲） ；　　3，人造肌肉（在上述盔甲上有肉體、靜脈、性別等身體的各種形態(tài)） ；　　4，人造皮膚（含有膚色、機(jī)理、輪廓、頭發(fā)、視覺、牙齒、手爪等） 。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對(duì)人類社會(huì)的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關(guān)注，被當(dāng)成了機(jī)器人一詞的起源。機(jī)器人發(fā)覺人類十分自私和不公正，終于造反了，機(jī)器人的體能和智能都非常優(yōu)異，因此消滅了人類?！　】ㄅ蹇颂岢龅氖菣C(jī)器人的安全、感知和自我繁殖問題?！　∵@是給機(jī)器人賦予的倫理性綱領(lǐng)。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了用自動(dòng)性、智能性、個(gè)體性、半機(jī)械半人性、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動(dòng)性等 10 個(gè)特性來表示機(jī)器人的形象。這里描述的不是工業(yè)機(jī)器人而是自主機(jī)器人。　　1987 年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動(dòng)控制的操作和移動(dòng)功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。結(jié)合這些領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，人們發(fā)展了各式各樣的具有感知、決策、行動(dòng)和交互能力的特種機(jī)器人和各種智能機(jī)器，如移動(dòng)機(jī)器人、微機(jī)器人、水下機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、軍用機(jī)器人、空中空間機(jī)器人、娛樂機(jī)器人等。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國際上重新認(rèn)識(shí)機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。示教再現(xiàn)型機(jī)器人 通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人 機(jī)器人能“體會(huì)”工作的經(jīng)驗(yàn)，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工作中。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。不僅在國民經(jīng)濟(jì)中扮演了重要的角色，而且在深海探測(cè)，科學(xué)研究，太空計(jì)劃等前沿領(lǐng)域得以大展身手。 （1）輕小型機(jī)械及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 登月車的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)體現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕的特點(diǎn)，同時(shí)與之配套的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)具備很好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的爬坡和翻越障礙的能力。時(shí)延使連續(xù)遙操作閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。 （4）傳感技術(shù) 自主導(dǎo)航的前提是登月車配備完善的傳感系統(tǒng)，充分、細(xì)致地感知外部環(huán)境，同時(shí)將遙測(cè)數(shù)據(jù)傳回地面控制臺(tái)。運(yùn)用對(duì)登月車的控制系統(tǒng)進(jìn)行電子電路硬件設(shè)計(jì)，并用單片機(jī)進(jìn)行編程。 設(shè)計(jì)要求（1）登月車以收起機(jī)械臂計(jì)，其長度小于或等于 300mm、寬度小于或等于 300mm、高度小于或等于 300mm。（2）場(chǎng)地細(xì)節(jié)見圖 11，圖中障礙管采用市售 216。160PVC 塑料管。（5）紅旗旗桿尺寸：216。虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是各種現(xiàn)代制造技術(shù)與系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 虛擬設(shè)計(jì)與制造環(huán)境的總體結(jié)構(gòu)虛擬設(shè)計(jì)與制造環(huán)境的總體框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。虛擬設(shè)計(jì)與加工環(huán)境通過系統(tǒng)主控制界面來調(diào)用參數(shù)化CAD／CAM 系統(tǒng)。通過將參數(shù)化CAD／CAM系統(tǒng)與虛擬設(shè)計(jì)，裝配和加工環(huán)境相結(jié)合，使用戶可擁有一個(gè)完整的設(shè)計(jì)環(huán)境來發(fā)揮其設(shè)計(jì)潛能。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)虛擬的三維環(huán)境，當(dāng)利用參數(shù)化CAD／CAM 系統(tǒng)完成零件的初次設(shè)計(jì)時(shí)，便可以將該模型引入到虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境中，對(duì)零件相關(guān)的參數(shù)修改和評(píng)價(jià)，當(dāng)用戶對(duì)最終的設(shè)計(jì)意時(shí)，便可以退出虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境，修改后的零件數(shù)據(jù)將傳回CAD／CAM 系統(tǒng)中。另外當(dāng)用戶進(jìn)行零件裝配時(shí)，可以記錄具體的裝配路徑這樣便可以重現(xiàn)整個(gè)裝配或拆卸過程，對(duì)裝配的難易程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。用戶可抓起工件并把它放在虛擬加工機(jī)床上，利用CAD／CAM 系統(tǒng)所生成的NC代碼，在虛擬機(jī)床上進(jìn)行模擬加工。1 虛擬設(shè)計(jì)和制造環(huán)境總體結(jié)構(gòu)圖21 虛擬設(shè)計(jì)和制造環(huán)境總體結(jié)構(gòu)2．3 系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OMT)對(duì)虛擬環(huán)境的功能進(jìn)行分析，將系統(tǒng)分解為一系列獨(dú)立的對(duì)象類，類之間通過一定的接口機(jī)制進(jìn)行消息的傳送。與機(jī)床相關(guān)的各個(gè)類的關(guān)系如圖2所示。幾何模型是對(duì)設(shè)備形狀提取的約束信息被用于指導(dǎo)裝配規(guī)劃人員在拆卸過程中做出適當(dāng)?shù)牟鹦兑?guī)劃。這些幾何模型在虛擬運(yùn)動(dòng)模型控制下，根據(jù)外部輸人的控制數(shù)據(jù)做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)可以表示物理設(shè)備的實(shí)際行為，如工作臺(tái)的進(jìn)給，主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)等。從描述裝配模型的裝配樹中獲取CAD／CAM 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)情況，對(duì)其進(jìn)行分類，將有一定運(yùn)動(dòng)關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)獨(dú)立為一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，然后再依據(jù)該結(jié)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行進(jìn)一步的劃分。Pro／Engineer系統(tǒng)帶有一個(gè)用于二次開發(fā)的模塊Pro／Develop和Pro／ToolKit。虛擬環(huán)境采用Sense8公司出的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件WorldToolKit軟件工具包作為底層的三維開發(fā)平臺(tái)，用戶可以通過一系列稱作Sensor對(duì)象的輸人設(shè)備，并通過計(jì)算機(jī)屏幕或HMD來體驗(yàn)其所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境。利用Visual C++和WorldToolKit來實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)床的各項(xiàng)功能。從而能夠在虛擬設(shè)計(jì)階段，即對(duì)產(chǎn)品的外觀和性能進(jìn)行全面的檢測(cè)。特別是對(duì)一個(gè)新產(chǎn)品來說，運(yùn)用虛擬設(shè)計(jì)和虛擬裝配對(duì)進(jìn)行周密和細(xì)致前期設(shè)計(jì)，可以避免后續(xù)的反復(fù)修改，節(jié)約大量的時(shí)間和資金。具體地說，登月車模型是由兩輛能夠獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的大、子車構(gòu)成統(tǒng)一的整體，大車稱為橋梁車如圖 31 所示，子車稱為登陸車如圖 32 所示，橋梁車與登陸車各有所長，擁有不同的功能，在完成動(dòng)作的過程中，二輛車互相協(xié)作，有機(jī)的結(jié)合在一起。在登月車未遇到障礙物之前，橋梁車裝載著登陸車一起運(yùn)動(dòng)，此時(shí)登陸車不起用任何的驅(qū)動(dòng)裝置；在遇到障礙物（PVC 管）時(shí)，橋梁車的前側(cè)板和頂板能通過曲柄連桿組合機(jī)構(gòu)的控制按要求展開成為如圖 34 所示的坡面，然后裝載在橋梁車車身上的登陸車在自身動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下借助這段斜面順利地上坡并且利用本身的動(dòng)能撞倒橋梁車的頂板，使橋梁車的頂板成為另一段登陸車翻越障礙的坡面，如圖 35 所示，此后橋梁車將駐扎在原地，等待登陸車的返回。機(jī)械鉗在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下自由張合，使機(jī)械手可以模擬人手完成取物等動(dòng)作。但是這樣的設(shè)計(jì)不僅使得機(jī)械手非常笨重，加大了上下翻轉(zhuǎn)電機(jī)的負(fù)載，而且容易和上下翻轉(zhuǎn)的動(dòng)作形成干涉。 （此時(shí)，請(qǐng)注意：木塊高為 40mm，而夾持塊下端離旋轉(zhuǎn)軸只有 15mm,由于重力原因木塊會(huì)帶動(dòng)夾持塊繞旋轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn) 180 度。有履帶在，前后輪之間的間隙不會(huì)陷在障礙上，而且履帶可以使同側(cè)的輪子同時(shí)運(yùn)動(dòng)，就像坦克那樣子，同時(shí)采用履帶式容易實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向半徑小，且控制易實(shí)現(xiàn)。由于兩側(cè)的電機(jī)是同一規(guī)格的，所以前進(jìn)時(shí)比較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向較為容易。后輪軸有一個(gè)凸起的臺(tái)階，安裝時(shí)一端頂住車殼，設(shè)計(jì)的目的是為了防止后輪在軸向的竄動(dòng)，同時(shí)也保證了后輪與車殼之間保持一定的距離，防止后輪卡在車殼上。另一段和前輪連接，同樣采用了緊定螺釘使軸和前輪固定。能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，行走平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向靈活，順利完成行走、越障等動(dòng)作。母車的主要功用是協(xié)助子車完成翻越障礙的動(dòng)作，母車通過車體的變形為子車的翻越障礙構(gòu)造坡面?？刂品绞揭来螢椋鹤笥覂呻姍C(jī)同時(shí)正轉(zhuǎn)，子車前進(jìn)。因此對(duì)應(yīng)這四種簡單的不同的運(yùn)動(dòng)方式，需設(shè)置四個(gè)按鍵來操控，并傳送命令到單片機(jī)（MCU） ，M