【正文】 p=temp1。 } void write24c02_byte(uchar date) { uchar i,temp。 } void init24c02() { sda=1。amp。 } void respons24c02() //應答 { uchar i。 scl=1。 sda=0。 } void start24c02() //開始信號 { sda=1。b0。 } void delay_800m(void) //誤差 { unsigned char a,b,c。b0。 } void delay_500m(void) //誤差 { unsigned char a,b,c。 void delay() { unsigned char d。 sbit l_s_i=P3^2。 sbit steering_gear_3_u=P2^6。 sbit steering_gear_1_u=P2^2。 sbit r_b_m=P1^3。 sbit w_password_led=P0^7。//P0^0、 P0^ P0^ P0^3 用于 MT8870 雙音頻檢測芯片的輸出檢測。 uchar password[4]。所以進一步改成其自身通過圖形識別去執(zhí)行指令是 未來 的設計目標。還能夠完成飼料的投喂，寵物的監(jiān)控等特殊功能。 在設計過程中想到過各種不同的方案，但經(jīng)過考慮后選擇了可行性最高，最有可能讓我親自完成制作的方案。同 時其擴展功能還包括對寵物進行監(jiān)控以及互動。要想產(chǎn)生對應的脈寬則可通過對應舵機變量值與 x 進行比較，來得到對應的脈寬。 根據(jù)這一原理，得到 程序 見附錄 2。到 180176。 17 4. 6 舵機控制程序設計 要編寫舵機控制程序，首先要了解舵機的控制原理。 如程序 所示 ， 當按鍵“ 2”被按下后，觸發(fā)執(zhí)行前進子程序，左電機前進與右電機前進被置低，驅動 PNP 三極管 S8550 導通，使得前進繼電器動作，繼而電機得電工作。右轉時，左電機向前進，右電機向后退。 4. 5 電機控制程序設計 電機控制程序需要控制的是 電機 的前 、 后 、 左 、 右 運動 ，每個動作都是由兩個 電機 同時運動而得到的。 ： 這一部分的程序，都是當需要用到的時候，才在其他程序中調用。 *號鍵為二級程序輸入，當按下 *號鍵后，進入二級鍵 識別 程序，二級 鍵識別 程序中 ， 0 號鍵為修改密碼， 1 號鍵為退出系統(tǒng)。 6 號鍵控制機器人的右轉。 2 號鍵控制機器人的前進。 num_word[]數(shù)組中的值的選取，是為了在調試程序的時候，方便使用數(shù)碼管顯示而設定的。當 signal_s接受到高電平時，即有電話打入時，就會進入到子程序中， 口就會被拉低，手機識別為接通，為保證接通順利，低電平會被延時一段時間，保證其不會因為過早斷掉信號而導致沒接通，同時延時的時間不應太長，防止手機接通后直接進入掛機狀態(tài)。當判斷有電話接入后，就 給 手機特有的音頻線上的按鍵開關觸點 模擬加入一個低電平，讓其自動接通。工作時 R11 與 R15 為一對電阻， R11 阻值為 15K， R15 阻值為 47K，電源電壓為 5V，所以根據(jù)公式 計算 得到 基準電壓為 。在線圈兩個引腳上反向并聯(lián)了一個二極管，是 為了 防止在通斷的 時 產(chǎn)生 不同方向的 電壓 ，疊加后 擊穿三極管，造成電路的損壞。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，用三極管或場效應管搭建時，當 電流比較大時，芯片會大量地發(fā)熱，導致能量大量損失，有時如果散熱不足還會出現(xiàn)燒掉芯片的問題。 它的外圍電路同樣非常的簡單，參考官方的說明書中的電路后，得到電路如圖 35 所示 。當完成一次信號識別，芯片中的 CID 腳會輸出一個高電平，用以確認。我們平時打電話的時候聽到的按鍵音就是雙音頻信號，每一個音都由一個高音頻與一個低音頻組成，雖然我們人耳無法分辨出來，但是通過芯片電路就能夠檢測識別出來，從而 識別對應出鍵盤上 每一個 鍵。舵機的控制信號輸入端為~ 口，輸出端為 ~ 口。 手部的舵機尚且空置 ，如要添加，在后面可以使用串口通信的方式進行串行控制 。串行通信用 和 口，編碼器輸入端用 和 口，手機模擬摘機用 口。 然后 根據(jù)控制要求，對單片機的 I/O 進行了分配。 3. 2 51 單片機 主控 系統(tǒng)部分電路設計 51 單片機 主控 系統(tǒng) 是根據(jù) 51 單片機最小系統(tǒng)擴展得到的 [3]。 為了做到控制系統(tǒng)與動力系統(tǒng)的電源隔離，所以設計最小系統(tǒng)與 串行 PROME2 存儲器件 供電共用一塊，舵機控制系統(tǒng)使用兩塊，雙音頻控制系統(tǒng)及舵機控制系統(tǒng)共用一塊，傳感器模塊與擴展系統(tǒng)共用一塊。整體結構如圖 25 所示 圖 25 手部結構 9 第 3 章 電路部分設計 3. 1 電源部分電路設計 整個電路部分需要電源的部分有單片機 、 雙音頻檢測 芯片、儲存芯片、直流 馬達 、 以及舵機等?？刂?Z 軸的舵機軸心與水平面垂直 ， 用于 控制手部 大臂 在水平面上的轉動。 因此 在兩個舵機的相互作用下，它的活動范圍就會近似一個半球 ， 能讓手機平臺在 機器人上 靈活地觀測到周圍的事物，讓人們 知道如何下達下條 指令，完成指定的動作。所以它能夠輕易地托起一臺手機，將其轉換各種角度。工作的時候，一開始，旋轉開口盤的開口沒有對著固定開口盤，料無法下落。 6 圖 22 飼料盒 落料的震動開合機構是一段圓管狀的出料口 ， 結合飼料盒的前面板大小，以及內部的開合機構用的舵機大小，最后選擇了直徑為 mm30? ，厚度為 的 PVC 圓管作為主體。 由圖可知，整個長方體結構是由 8 塊薄板拼接而成。 兩種結構的工程圖 見附錄 1。 前部與 后部 的長度，主要取決的是 四個部分的長度，分別是 兩個直流電機 及其減速器的長度，以及 兩個連軸器 的長度，還有就是主動輪軸的長度， 最后 還要 加上 安裝和調試 的時候要 留空 的位置 。為了 能夠 使整體結構緊湊輕便，所以鋁合金支架結構盡量 做短，做到恰好能夠使得 ABS 板材緊固，所以最后其長度選擇為 mm172 。 為了能夠充分地減少 ABS 板材安裝后擺動，在板材上設計的螺釘安裝孔 為 5 個。這樣的履帶輪一共兩組，左右各一組。足部就是機器人的履帶輪支撐結構， 身部結構就是機器人的機身支架結構。 同步帶輪工程圖見附錄 1。 圓弧形的同步帶與梯形齒的同步帶相比，它工作時的應力集中會更加的少 ，更有利與減少帶與輪間的摩擦，提高 其工作的效率。 為了能夠方便制作與加工出本機器人的 部件，所以就決定使用結構 與履帶類似，但結構 相對簡單，且市面上比較容易購買 到的同步帶 ， 來替代結構比較復雜的小型履帶結構。 同時它的結構也相對地簡單，直接使用兩個直流電機就能夠完成前后左右的運動。而三輪結構雖然有很好的轉彎性能，但是它的穩(wěn)定性比較差，很容易出現(xiàn)傾翻現(xiàn)象。兩輪驅動的結構最為簡單，但它轉彎半徑 比較大，而且通過性與動力性也比較低。但是它也是有缺點的，因為是球狀的結構，所以單件少量地制造會比較復雜，手工制作比較困難，同時因為是類球形 ，所以內部的驅動結構會比較復雜，需要運用到陀螺儀等結構平衡內部的結構。同時還要考慮到機器人的靈活性與穩(wěn)定性，最終得出了幾套行進機構設計的構想。 舵機與電機控制部分中，首先是舵機控制部分，使用的是小型單片機制作的輔助系統(tǒng)，可以將主控部分發(fā)過來的控制信號進行處理，進而通過四個輸出 I/O 輸出到舵機控制線中，進而控制舵機轉動角度。 （ 6） 通 過無線藍牙串口與上位機 進行 通信。 （ 2） 處理電機編碼器發(fā)過來的電信號。 所以初步設想利用舵機進行控制，實現(xiàn)目的。 投喂機構的設計，因為設定的寵物類型為小型犬或貓，其主要的糧食為顆粒狀的狗糧或貓糧，體積，外形尺寸較小。 2 本設計方案的確立 機械部分的設計方案 機械結構的設計包括有幾部分，分別是行進機構的設計，投喂機構的設計，頭部機構的設計， 手部機構的設計等。通過互聯(lián)網(wǎng) ， 將本地的電腦與遠程的電腦進行連接 ,由 遠程的電腦 來 控制機器人本體 的運動 以及監(jiān)視寵物 反饋圖像給遠程的計算機 [1]。 家庭寵物喂養(yǎng)機器人的發(fā)展概況 國內研究發(fā)展概況 國內關于家庭寵物喂養(yǎng)機器人的研究已經(jīng)有了初步的發(fā)展。 如果專門請人進行寵物的照看，費用也是一筆比較大的開支。因此問題就出現(xiàn) 了，有很多的家庭因為早出晚歸的問題，寵物放于家中就無法管理。從前是一有空就會呆在家里與家人共天倫，和左鄰右舍一齊吃下飯，聊下家常。 16 4. 6 舵機控制程序設計 16 4. 4 密碼讀取、寫入及驗證部分程序設計 15 4. 2 按鍵檢測部分程序設計 10 3. 4 雙音頻檢測電路部分設計 9 3. 1 電源部分電路設計 7 第 3 章 電路部分設計 3 行進機構部分設計 2 第 2 章 機械結構部分設計 1 本設計方案的確立 1 國內研究發(fā)展概況 有了這臺機器人， 當人們不在家中時 能夠遠程地進行寵物的喂養(yǎng) ， 同時能夠對寵物的狀態(tài)進行監(jiān)控，以了解其在家中的狀態(tài)。 I 摘要 隨著 社會的不斷發(fā)展，人們的生活節(jié)奏 不斷加快，壓力也隨之增 大 ，因此 ，越來越多的 家庭就會飼養(yǎng)寵物，以增加生活的樂趣，緩解生活 壓力。 通過手機對機器人進行遠程遙控，控制其行進的前后、左右的動作，以及的頭部的運動，還有投喂寵物的出料機構的運動。 telecontrol III 目 錄 摘要 I Abstract III 第 1 章緒論 5 料斗結構設計 9 3. 3 舵機控制部分電路設計 15 4. 1 自動鈴音檢測及摘機部分程序設計 17 IV 結論 20 附錄 1 21 附錄 2 21 附錄 3 38 附錄 4 39 1 第 1 章 緒論 課題背景 當今社會的飛速發(fā)展，科技的極大進步，人們的生活方式已經(jīng)有了很大的不同。而養(yǎng)寵物當中，有很大一部分人養(yǎng)的就是小貓和小狗。如果早上就準備好了寵物的食物，寵物又可能會因此早上和吃得不平均而出現(xiàn)飽一頓，餓一頓的狀況。 所以，結合了當今視頻電話通信技術的便捷性 、安全性與穩(wěn)定性 ，以及電子技術的發(fā)展能力， 就萌生了設計制作一個家庭寵物喂養(yǎng)機器人的想法，以解決愛寵人士的 這 一大難題。 驅動系統(tǒng)用于控制機器人本體 的 移動 ， 喂食模塊用于根據(jù)控制指令打開其納置有寵物食糧的喂食盒。 同時國外也有使用手機短信及互聯(lián)網(wǎng)進行遠程控制的投喂器，人們只需要通過手機按動手機上的一個按鈕就能完成遠程投喂動作。而履帶結構能夠很好地適應各種的地形環(huán)境，同時其平穩(wěn)性也比較高，所以初定起行進的方式為履帶驅動式。 其要求能夠在兩個自由度方向上進行轉動，達到水平的旋轉與上下 擺動的目的。 單片機主控部分 是以 51 單片機為核心的單片機控制系統(tǒng)， 其處理的 主要 內容包括： （ 1） 處理雙音頻檢測電路發(fā)過來的編碼信號 ，進行識別 與 調用對應子程序 。 （ 5） 輸出報警、指示信號。 信息掉電保護部分使用的是 24C02 芯片進行掉電儲存。同時因為用于喂養(yǎng)寵物，與寵物進行交流，所以也要具有一定的強度，以防止寵物將機器人損壞。同時因為它的整體結構是類球形，所以當遇到寵物的沖撞時，能夠很好地進行移動，不至于因為動量過大而損 壞。普通的四輪結構分為兩輪驅動，四輪驅動以及四輪單獨驅動 。的轉彎，這樣使得機器人本體能夠原地向各個方向移動，但此種結構相對復雜，而且對與控制部分的要求也很高。同時它的底盤可以做得很低，所以此種結構具有很好的穩(wěn)定性 ，能夠有效地抵抗寵