【正文】 [14] 譚建成編，《新編電機控制專用集成電路與應(yīng)用》，北京：機械工業(yè)出版社，2005年。[6] 胡漢才編著，《單片機原理及其接口技術(shù)》，北京：清華大學(xué)出版社，1995年[7] 宗光華等編著，《機器人的創(chuàng)意與實踐》，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004年。通過這次設(shè)計，自己的動手能力、與人交流的能力、以及學(xué)習(xí)新知識、應(yīng)用舊知識的能力都得到了增強，另外，作為一名機械電子專業(yè)的學(xué)生，“電”的方面一直是自己的弱項，而這次設(shè)計要牽涉很多“電”方面的知識，經(jīng)過這次設(shè)計，自己在“電”方面的能力大大增強了。要把一個機器人加工出來，需要資金支持、實驗條件支持以及老師的指導(dǎo)。由于基于行為的路徑規(guī)劃法是面向服務(wù)機器人，在論文的中基于機器鼠的控制方案，提出了一種自主吸塵機器人的底盤設(shè)計方案，使機器鼠的研究結(jié)論接近于實際的生產(chǎn)生活，有一定的實用價值。進一步可以降低服務(wù)機器人的成本，使機器人快速進入需求巨大的服務(wù)市場。而如何用數(shù)學(xué)方程來描述這樣一個系統(tǒng)，是當(dāng)前這一領(lǐng)域研究的主要內(nèi)容，所以建立一個能夠反映系統(tǒng)特性的簡單而又實用的數(shù)學(xué)模型，對干設(shè)計機器人的控制算法具有重要的意義[33]。自主吸塵機器人的任務(wù)是清掃地面. 地面的材質(zhì)差異很大,包括硬質(zhì)地板(硬木、水泥、大理石等)和軟質(zhì)地板(短毛、中毛、長毛地毯等) 。本設(shè)計中的機器鼠裝置實際是基于行為的算法的一種驗證機型，在控制方面，在設(shè)計之初就考慮更廣泛的應(yīng)用前景。在電路設(shè)計時，就考慮到傳感器與中斷的連接。定時方法是利用單片機系統(tǒng)中的定時器定時功能產(chǎn)生任意周期的定時信號，從而可方便地控制系統(tǒng)輸出CP脈沖的周期．當(dāng)定時器啟動后，定時器從裝載的初值開始對系統(tǒng)及其周期進行加計數(shù)，當(dāng)定時器溢出時，定時器產(chǎn)生中斷，系統(tǒng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行定時中斷子程序．將電機換向子程序放在定時中斷服務(wù)程序中，定時中斷一次， 電機換向一次，從而實現(xiàn)電機的速度控制．由于從定時器裝載完到重新啟動開始至定時器申請中斷止，有一定的時間間隔，造成定時時間增加，為了減少這種定時誤差，實現(xiàn)精確定時，需對重裝的計數(shù)初值作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，調(diào)整的重裝初值主要考慮兩個因素：一是中斷響應(yīng)所需的時間；二是重裝初值指令所占用的時間，包括在重裝初值前中斷服務(wù)程序中的其它指令。Infrared remote control switch controller。在機器鼠正向和側(cè)向共有3個漫反射式紅外線光電傳感器, 距離為10cm～ 20cm ,兩個碰撞開關(guān)，傳感器位置布置如圖2所示，當(dāng)傳感器前方有障礙物時, 傳感器的輸出為1, 否則為0。很少改變原有系統(tǒng)便可增加性能。在動態(tài)復(fù)雜環(huán)境中的移動速度很快。本文首先初步討論總結(jié)了目前主要的路徑規(guī)劃技術(shù)。在周倫老師的支持和指導(dǎo)下，完成了實物制作（包括電路板設(shè)計制作和機械加工）。在機器鼠控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了一種吸塵機器人機械底盤設(shè)計方案，結(jié)合控制系統(tǒng)初步可以完成室內(nèi)吸塵任務(wù)的要求：能夠按照預(yù)先設(shè)定的算法，自動按照一定的路徑行駛，行駛過程中可以自動的識別并繞開障礙物，達到對房間進行無人自動吸塵的目的。從基于事例、基于環(huán)境模型和基于行為三個方面全面而系統(tǒng)地綜述了移動機器人路徑規(guī)劃技術(shù)的研究現(xiàn)狀，對于目前普遍采用的路徑規(guī)劃方法及其實際應(yīng)用情況進行了較為詳細介紹和分析。b. 高魯棒性。f. 可靠性。 圖1 機器鼠外形照片采用了ATMEL公司的AT89S52單片機控制，小型四相步進電機及專用的PMM8713步進電機驅(qū)動方案，紅外接近開關(guān)作為主要傳感器，差動式底盤結(jié)構(gòu)，初步實現(xiàn)針對微型機器鼠競賽的自主移動小車的設(shè)計。Autonomous cleaning robots目 錄第1章 緒論 1第2章 移動機器人路徑規(guī)劃方法的分類及現(xiàn)狀 5 基于事例的學(xué)習(xí)規(guī)劃方法 5 基于環(huán)境模型的規(guī)劃方法 6 基于行為的結(jié)構(gòu) 7第3章 自主式小型移動機器人設(shè)計任務(wù)及方案分析 10 微型鼠競賽介紹 10 設(shè)計任務(wù)分解 11 機器鼠任務(wù)分析及基于行為設(shè)計 12 巡視通道，沿墻行走行為 13 判斷通道，觸發(fā)旋轉(zhuǎn)行為 19 機械平臺 21 機器人移動機構(gòu)方案選擇 21 車輪的安裝與選擇 26 車輪的選擇 27 多傳感器的配合使用 28 傳感器在機器人學(xué)科應(yīng)用 28 機器人紅外傳感器 30 34第4章 機器鼠四相步進電機及驅(qū)動電路設(shè)計 38 步進電機控制概況 38 反應(yīng)式步進電動機的結(jié)構(gòu)及工作原理 39 步進電機功率的確定 43 驅(qū)動電源 45 步進電動機的控制 47 機器鼠所使用的步進電機驅(qū)動電路 49 單片機控制 53 單片機控制程序流程圖 64第5章 基于機器鼠控制系統(tǒng)的一種實用自主吸塵機器人機械部分設(shè)計 69 70 驅(qū)動輪機構(gòu)組成 74 隨動輪機構(gòu)組成 79結(jié) 論 81致 謝 83參考文獻 85附錄一： C語言單片機控制程序 88附錄二： PCB印刷圖 88附錄三： 外文翻譯 88附錄四： 實習(xí)報告 88圖436 中斷查詢擴展為使傳感器與單片機連接方便，且可以多種組合，采用外插方式，可以變換傳感器配置。綜合這兩個因素后，重裝計數(shù)初值的修正量取8個機器周期，即要使定時時間縮短8個機器周期。具體分配見表46。經(jīng)過參考已有資料，在機器鼠所采用的單片機控制和傳感方式完全適用于自主吸塵機器人（但還應(yīng)包括回航系統(tǒng)，規(guī)劃路徑等部分）。工作對象為地面垃圾,包括灰塵、紙屑以及其他一些小尺寸物體,而大尺寸物體不作為吸塵機器人的處理對象。由于移動機器人本體情況的復(fù)雜性，可以將整個機器人本體視為一個剛體，車輪視為剛性輪，在運動速度不是太快而轉(zhuǎn)彎半徑較大時，不考慮輪胎與地面?zhèn)认蚧瑒拥那闆r。為進一步研究基于行為的規(guī)劃方法，而引入一個真實環(huán)境及任務(wù)的模型，即微型機器鼠比賽，通過設(shè)計基于行為的機器鼠模型論證該算法的可行性。限于能力和客觀條件，在研究工作中仍然存在很多不足，還有如下諸多問題需要解決：，不適合做基于視覺等更高層次的導(dǎo)航方法。周倫老師為我提供了無私的幫助，自始至終為我提供技術(shù)上的指導(dǎo)。所有的這一切，都是緣于周倫老師對我的幫助，在這里，再次向他表示感謝！通往科學(xué)的道路是崎嶇的，也是充滿風(fēng)險的，既然我們選擇了它，就應(yīng)當(dāng)義無反顧地走下去。[8] （美）Fred G. Martin著，劉榮等譯，《機器人探索——工程實踐指南 Robotic Explorations A Handson Introduction to Engineering》,北京：電子工業(yè)出版社，2004年。[15] 胡宗武,徐履冰,石來德主編. 非標(biāo)準機械設(shè)備設(shè)計手冊. 機械工業(yè)出版社,北京, 2003年[16] ， [17] 孫立寧,黃博. . 23 　No. 7[18] 吳建平, 殷戰(zhàn)國. . Vol130 .No16[19] 、[20] 邱鐵, 葉希貴. 基于51 型單片機的自動巡線輪式機器人控制系統(tǒng)設(shè)計. 年第3期[21] 蔡自興,周 翔,／.[22] 程君實,李小海. [23] 范紅 ，. [24] 陸新華，張桂林. . Vo l. 25,No. 1[25] 武傳宇，沈衛(wèi)平. 未知環(huán)境中移動機器人基于行為的自主導(dǎo)航與環(huán)境構(gòu)建. [26] 謝少榮，龔振邦. [27] 李國棟,劉春陽. 差動驅(qū)動式移動機器人的運動規(guī)劃. . No19[28] 朱世強,劉瑜,龐作偉,金波. 自主吸塵機器人的研究現(xiàn)狀. . Vol. 26 No. 6[29] 譚定忠，王啟明. 。[13] 吳紅星主編，《電機驅(qū)動與控制專用集成電路及應(yīng)用》，北京：中國電力出版社，2006年。[4] 張福學(xué)，《機器人學(xué)——智能機器人傳感技術(shù)》，北京：電子工業(yè)出版社，1996年[5]（美）Joseph L Jones著，原魁 鄒偉等譯，《機器人編程技術(shù)——基于行為的機器人實戰(zhàn)指南》，北京：機械工業(yè)出版社，2006年。而我們所設(shè)計制作的機器人，很多東西都是要自己從頭考慮得，是沒有