【正文】 。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 35 第九章 參考文獻(xiàn) [1] 李廣弟 朱月秀 冷祖祁 編著 .《單片機(jī)基礎(chǔ)》（第 2 版）北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [2]卓晴 黃開勝 邵貝貝 等編著 .《學(xué)做智能車 挑戰(zhàn)飛思卡爾杯》北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [3]邵時(shí) 編著《微機(jī)接口技術(shù)》（第 2 版）北京：清華大學(xué)出版社， [4] 熊友倫 主編 .《機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》武漢：華中科技大學(xué)大學(xué)出版社， [5][美 ]Duane Hanselman, Bruce Littlefield 著 .朱仁峰 譯 .《精通 Matlab 7》北京：清華大學(xué)出版社， 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 36 附錄一： 0100h main: mov r2,50 again3: lcall clear djnz r2 ,again3 lcall clear0 setb setb clr clr setb setb mov r2 ,10 begin1: lcall delay6 djnz r2,begin1 lcall zhuaqu mov r2 ,10 begin2: lcall delay6 djnz r2,begin2 lcall tujiao1 lcall tujiao2 lcall tujiao3 lcall tujiao4 lcall tujiao5 lcall rengqiu lcall clear start: clr setb setb clr jnb ,turnl 。 在項(xiàng)目的完成過程中，我們遇到了許多問題，經(jīng)過老師的幫助、各組之間的探究以及同組成員的討論，我們克服了這些困難 ，最終完成項(xiàng) 目任務(wù) 。在整個(gè)過程中，我們遇到了許多困難，有些問題很難查出原因，但是我們堅(jiān)持了下來，很好的鍛煉了我們的耐心和 毅力。 第八章 項(xiàng)目心得 這次項(xiàng)目我們充分發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)合作精神，在組長的帶領(lǐng)下，我們分工明確，積極，努力認(rèn)真的完成了此次項(xiàng)目。運(yùn)行性能良好，可靠性高，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力不錯(cuò)。智能循線和避障是基于智能導(dǎo)引小車系統(tǒng)。可在惡劣的環(huán)境下工作，具有路徑識別和智能駕駛功能，簡單實(shí)用、能適應(yīng)對硬件要求相對較低的特點(diǎn)，是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的可行性和廣闊的應(yīng)用前景的智能車技術(shù)。因其價(jià)格并不高，初步定位在 200~400/輛 之間。因其不用專用適配器，可以直接燒寫程序，方便易用。由于工業(yè)現(xiàn)場中大多數(shù)惡劣環(huán)境和危險(xiǎn)環(huán)境中仍采用的人工的操作方式，這促使了我們對智能車研究和開發(fā)。運(yùn)行性能良好，可靠性高， 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力 不錯(cuò)。智能循線和避障是基于智能導(dǎo)引小車系統(tǒng)?？稍趷毫拥沫h(huán)境下工作，具有路徑識別和智能駕駛功能，簡單實(shí)用、能適應(yīng)對硬件要求相對較低的特點(diǎn)，是一項(xiàng)具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的可行性和廣闊的應(yīng)用前景的智能車技術(shù)。 因此為了使智能小車工作在最佳狀態(tài)，進(jìn)一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。 在智能車輛領(lǐng)域，智能 小車自動(dòng)行駛功能的研究將有助于智能車輛的研究。而機(jī)器人可以進(jìn)入或穿過這些危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行維護(hù)和探測工作，且不需要得到像對人一樣的保護(hù)。智能輪椅主要有口令識別和語音合成、機(jī)器人自定位、動(dòng)態(tài)隨機(jī)避障、多傳感器信息融合、實(shí)時(shí)自適 應(yīng)導(dǎo)航控制等功能。 在瓦斯、地壓檢測方面，瓦斯和沖擊地壓是井下作業(yè)中的兩個(gè)不安全的自然因素，一旦發(fā)生突然事故，是相當(dāng)危險(xiǎn)和嚴(yán)重的。智能小車及其所代表的輪式機(jī)器人，再加上可控機(jī)械臂，可以在特定的程序下實(shí)現(xiàn)無人操作，最適合在那些人類無法工作的環(huán)境中工作。 第六章 成本分析 見附錄二 第七章 市場前景調(diào)查分析 社會(huì)需求 隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用到生產(chǎn)自動(dòng)化上，其中視覺傳感器成為自動(dòng)行走和駕駛的重要部件。 解決方法 ：傳感器的距離及其方向不對，調(diào)整傳感器后方的螺釘并且調(diào)節(jié)兩個(gè)傳感器之間的夾角，然后并不停的測驗(yàn)，知道 使檢測距離適中 為止 。本次項(xiàng)目要求主要有紅外避障走迷宮的測試、黑白循跡的測試、 “ S”軌跡涂膠功能、開關(guān)按動(dòng)功能、采摘蘋果功能。 注意事項(xiàng)： 路面要保持清潔黑白線要分明。原地左轉(zhuǎn)： ， ，左輪反轉(zhuǎn)， ， 置位，右輪正轉(zhuǎn)。 小車轉(zhuǎn)彎的實(shí)現(xiàn)：小車轉(zhuǎn)彎有兩種方式，一種是一個(gè)輪停轉(zhuǎn)，另一輪轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎；另一種是一個(gè)輪正轉(zhuǎn)，另一個(gè)輪反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)彎。 Vss 接邏輯電路的電源，常用 +5V。由于采用該有交流分量的調(diào)制信號，則可大幅度減少外界干擾；另外紅外發(fā)射接收管的最大工作電流取決于平均電流，如果采用占空比小的調(diào)制信號，在平均電流不變的情況下，瞬時(shí)電流很大，則大大提高了信噪比。由于采用該有 交流分量的調(diào)制信號，則可大幅度減少外界干擾；另外紅外發(fā)射接收管的最大工作電流取決于平均電流，如果采用占空間比小的調(diào)制信號，在平均電流不變的情況下，瞬時(shí)電流很大， 50~100mA，則大大提高了性噪比。 權(quán)衡兩 方案優(yōu)缺點(diǎn)最終決定采用方案二 ，電路圖如下 圖 供電電源線路圖 傳感器的選擇 循跡傳感器的選擇 探測路面黑線的基本原理：光線照射到路面并反射，由于黑線與白紙對光的反射系數(shù)不同，可根據(jù)接收到的反射光強(qiáng)弱來判斷黑線，可實(shí)現(xiàn)的方案有一下幾種： 方案一：采用普通發(fā)光二極管及光敏電阻組成的發(fā)射接收方案，該方案在實(shí)際使 用時(shí)，容易受到外界光源的干擾，有時(shí)甚至檢測不到。這樣可以使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所造成的干擾徹底消除，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但是多一組電池，增加了車身重量，增大了小車慣性。 方案三：采用采用四個(gè)大功率晶體管組成 H橋電路，四個(gè)大功率晶體管分為兩組，交替導(dǎo)通和截止，用單片機(jī)控制使之工作在開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。但是電阻網(wǎng)絡(luò)只能實(shí)現(xiàn)有級 調(diào)速，而數(shù)字電阻的元器件價(jià)格比較昂貴，且可能存在干擾。另一顯著特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換精度高，正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)控制靈活。加速度時(shí)間曲線 39。 ylabel(39。) a3=6**t +2* 。v3/m/s39。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 18 subplot(2,2,2) plot(t,v3) grid on xlabel(39。)。 ylabel(39。 f3= *t.^3 + *t.^2 135*pi/180。 a1=0。加速度時(shí)間曲線 39。 ylabel(39。) a3 =2* 6**t。v2/m/s39。 subplot(2,2,2) plot(t,v3) grid on xlabel(39。)。 ylabel(39。 f3= *t.^2 *t.^3 + 90*pi/180。 a0=0*pi/180。 [a1 a2 ]=solve(f1, f2,a1,a2 )。 sin(a3)*sin(b3) cos(a1)*sin(b3) cos(b3) d3*cos(b3)。 sin(a2)*sin(b2) cos(a2)*sin(b2) cos(b2) d2*cos(b2)。 sin(a1)*sin(b1) cos(a1)*sin(b1) cos(b1) d1*cos(b1)。 sin(a3)*sin(b3) cos(a1)*sin(b3) cos(b3) d3*cos(b3)。 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 13 sin(a2)*sin(b2) cos(a2)*sin(b2) cos(b2) d2*cos(b2)。 sin(a1)*sin(b1) cos(a1)*sin(b1) cos(b1) d1*cos(b1)。 機(jī)械爪的設(shè)計(jì) 由于項(xiàng)目過程中機(jī)械爪涉及的功能不復(fù)雜，只需要實(shí)現(xiàn)簡單的抓取動(dòng)作即可，燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 11 所以我們采用如圖 4的結(jié)構(gòu)形式，如下圖 圖 機(jī)械爪 結(jié)構(gòu) 機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)分析 圖 機(jī)械臂坐標(biāo)系的建立 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 12 表 機(jī)械臂參數(shù) 連桿參數(shù) i ai1(176。 方案一：機(jī)械臂方案主要由前、后兩臂組成。在其中我們得到的分析問題，解決問題，學(xué)科交叉的能力必將為以后拓展職業(yè)生涯奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。例如 :在工業(yè)生產(chǎn)中，它可 以完成貨物搬運(yùn)，裝卸；在軍事上，它可以代替人完成排雷，偵查等任務(wù)；在航天領(lǐng)域中，可以完成外星球的礦藏勘探等科學(xué)任務(wù)。它可 以按照預(yù)先設(shè)定的模塊在一個(gè)特定的環(huán)境里自動(dòng)的運(yùn)行，可運(yùn)用于科學(xué)勘探等用途，無需人為的管理，便可以完成預(yù)期所要達(dá)到的或更高的目標(biāo)。在智能車設(shè)計(jì)的初級階段，是對小車進(jìn)行組裝， 組裝的前提是必須了解電路圖，及其構(gòu)造的可行方案；在中級階段，是對小車進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)壁障和循跡；在最終階段，不僅要把機(jī)械臂、機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖實(shí)物化，并且實(shí)現(xiàn)小車及其 采摘機(jī)器人循跡、壁障、爬坡、畫“ S”線、蘋果采摘等功能，這就是此次項(xiàng)目的最終目標(biāo)，通過所學(xué)的知識及其團(tuán)隊(duì)的合作，使智能車和采摘機(jī)器人達(dá)到此目的！ 燕 山 大 學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 7 前沿 對智能車的遙控控制是對智能小車功能的進(jìn)一步開發(fā)。機(jī)械學(xué)院的計(jì)算機(jī)中心上班時(shí)間免費(fèi)對本院學(xué)生開放。 （ 7）最終提交的文檔：主要內(nèi)容包括機(jī)械圖紙一套，電氣原理圖一套，設(shè)計(jì)說明書一套。 （ 3）機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) : 按任務(wù)及參數(shù)要求設(shè)計(jì)可行走智能車、機(jī)械臂、手部 — 智能移動(dòng)機(jī)器人，將機(jī)器人分解為車身結(jié)構(gòu)、機(jī)械臂、手爪和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)等若干部分，分別對各個(gè)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部件進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)并校核，繪制機(jī)器人總裝圖和關(guān)鍵零部件圖。 燕山大學(xué) 課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書 題目： 智能車及多功能機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 學(xué)院（系）： 機(jī)械工程學(xué)院 年級專業(yè)： 10級機(jī)電 3 班 組 號： 01 組 學(xué)生姓名： 馬玉棟 史成 張振 張磊磊 組內(nèi)分工： 張磊磊： 機(jī)械臂制作、程序調(diào)試 、 軌跡規(guī)劃 張振： 機(jī)械臂制作、 車體安裝、 說明書 、電路圖繪制 史成： 機(jī)械臂制作 程序 編寫及 調(diào)試 二維圖繪制 馬玉棟： 機(jī)械臂制作 三維圖繪制 PPT二維圖繪制 指導(dǎo)教師： 史艷國 李艷文 姚建濤 張慶玲 楊彥東 陳子明 李富娟 史曉華 劉曉飛 丁乙 日 期： 燕山大學(xué)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 院（系）：機(jī)械工程學(xué)院 基層教學(xué)單位：機(jī)械電子工程系 組號 01 學(xué)生姓名 馬玉棟 史成 張振 張磊磊 設(shè)計(jì)題目 智能車及多功能機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作 設(shè) 計(jì) 要 求 在課程研究項(xiàng)目智能移動(dòng) 小車的基礎(chǔ)上，自主設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械臂和抓手，并裝配或安裝到原有的小車上，完成機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制作，進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制規(guī)劃，完成如下具體功能：（ 1） 按動(dòng)開關(guān)，啟動(dòng)生產(chǎn)線； (2) 從地面的指定位置撿起直徑為 70120mm 的球； (3) 到涂膠工位完成涂膠； (4) 找到迷宮入口，進(jìn)入迷宮 —— 實(shí)現(xiàn)穿越迷宮； (5)尋跡 —— 到采摘工位車體或機(jī)械臂旋轉(zhuǎn) —— 手爪張開 —— 實(shí)現(xiàn)對指定物體采摘控制機(jī)器人完成一系列復(fù)雜的動(dòng)作，如智能循跡和避障、手爪張合、車體回轉(zhuǎn)、協(xié)同作業(yè)等任務(wù)。 （ 2）機(jī)器人總體設(shè)計(jì) : 確定機(jī)器人的具體任務(wù)要求，根據(jù)任務(wù)初步擬定機(jī)器人的技術(shù)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)形式、驅(qū)動(dòng)方案、傳動(dòng)方案、控制方案等。 （ 6）編制課程設(shè)計(jì)說明書。同學(xué)們也可到學(xué)校的圖書館查找紙質(zhì)期刊資料。在制作過程中，使理論和實(shí)踐結(jié)合起來，讓學(xué)的知識得以應(yīng)用?！爸悄堋弊鳛楝F(xiàn)代社會(huì)的新產(chǎn)物，是未來的發(fā)展方向。 如果將以上技術(shù)引用到現(xiàn)實(shí)生活中，可以使我們的生活變得更加智能，操作也會(huì)變得更加方便。 本次綜合訓(xùn)練是我們擴(kuò)展思路，進(jìn)行鍛煉的另一次機(jī)會(huì)。關(guān) 節(jié)可采用移動(dòng)關(guān)節(jié)，也可以采用轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。 圖 移動(dòng)副、轉(zhuǎn)動(dòng)副機(jī)械臂 方案選擇 ： 方案一占地空間小，可達(dá)工作空間大 方案二占地空間