【正文】 圖像的采集 所謂圖像采集 ]13[ 是指機器人視覺系統獲取數字視頻圖像的過程 ,目前用于獲取圖像的視覺傳感器主要有 CCD 和 CMOS 兩種，它們都是通過接受外界的激勵而產生響應，然后把模擬的響應轉換為電信號，從而獲取客觀世界的圖像。由于永磁材料的加工問題，致使無刷直流電機一般的容量都在 100kW 以下。但是，異步電動機有許多無法克服的缺陷，以致電機技術發(fā)展緩慢。 RC0～ RC7（ 15～ 18， 23～ 26 引腳）： RC 是一個輸入 /輸出可編程的雙向端口。 （ 12）通用同步 /異步發(fā)生器 USART 模塊：用于實現二線式串行通信，可以定義為兩種工作方式，即全雙工異步方式和半雙工同步方式。 （ 5）端口 RE 模塊：是一個具有 3 條引腳的輸入 /輸出可編程的端口。 RAM可以隨機地被 CPU 讀寫，斷電后存儲的內容消失； ROM 種的信息只能讀不能寫。彈性件可根據使用要求選用不同硬度的聚氨酯橡膠、鑄型尼龍等材料制造。常見的有以下幾類： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 22 （ 1） 彈性套柱銷聯軸器 這種聯軸器的構造與凸緣聯軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷代替了聯接螺栓。結構簡單、緊湊、適用于小功率、高轉速而無劇烈沖擊處。 根據機器人的要求及經濟實惠的原則，本次設計選擇深溝球軸承和角接觸球軸承 聯軸器的選擇 無彈性元件的撓性聯 軸器 這類聯軸器因具有撓性，故可補償兩軸的相對位移。 減速器傳動中心距為已知，可取減速器從動軸危險截面直徑 adl )( ?? 式中 ld— 減速器從動軸危險截面直徑， mm； a— 該級傳動的中心距， mm。 分度圓直徑 d mmdmm 60,12 21 ?? 中心距 a=36mm 齒寬 b mmbmm 12,15 21 ?? 齒數 小齒輪 24，大齒輪 120 模數 m= 軸的設計 軸 ]6[ 是減速器的主要零件之一，軸的結構決定軸上零件的位置和有關尺寸。/500。 （ 2） 機器人為一般機器，速度不高，故選用 8級精度。 本次設計選用的電動機轉速為 1500r/min，額定功率為 40W 根據設計要求電動機所需轉矩和轉速查手冊 . 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 11 表 電機參數 電動機型號 額定功率W 額定轉速（ r/min） 總傳動比 FBL60K03151RS 40 1500 15 圖 31 電機外形尺寸 圓錐圓柱減速器的設計 機器通常由原動機、傳動裝 置、和工作機等三部分組成。因此，機器人的移動速度定為V=按工作要求和條件，選用直流無刷電機 ]3[ ，電壓 12V. 電動機功率的選擇 ]11[ 減速器輸出軸的轉速 n=100rpm,驅動輪直徑 D=100mm, 60 1000nDv ?? ? =(31) 機器人的設計負重 為 30 公斤，動摩擦因數為 ， F=45N, T=，考慮到機器人會攜帶上位機等設備，所以取 T=3N/m， WKWTnP wW 5 5 010039 5 5 0 ???? (32) 傳動裝置的總傳動比： 54321 **** ?????? ?a (33) （式中 54321 , ????? 分別為聯軸器、滾動軸承、圓錐齒輪傳動、圓柱齒 輪傳動和驅動輪的效率。 移動機器人的視覺系統設計方案 機器人的視覺系統 ]10[ 一般包括硬件與軟件兩個部分 ,前者是系統的基礎 ,后者主要包括實現圖像處理的基本算法以及一些實現人機交互的接口程序 . 基于計算機視覺的移動機器人導航實驗系統的 硬件 部分由計算機、攝像頭、 機器人地盤 組成。 單片機有 8 位， 16 位， 32位等，這里的位指單片機 CPU 每次處理能力 ,8 位是指單片機一次可以計算 8 位數據 ,16 位是指單片機一次可以計算 16 位數據 ,依次類推，在此次設計中用 8 位單片機完全可以完成對機器人的控制，另考慮經濟等方面，本次設計選擇 8位單片機 . 控制器的軟件設計 ]9[ 在歸納了移動機器 人各種運動行為的基礎上，我們總結了機器人的如下運動方式 : :兩個電機啟動。 單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統、定時器 /計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、 A/D 轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。超聲波傳感器應用起來原理簡單，也很方便，成本也很低。具有結構緊湊、效率高、壽命長等特點 。 方案 2 采用 12V 蓄電池為直流電機供電，將 12V 電壓降壓、穩(wěn)壓后給單片機系統和其它芯片供電。 缺點為轉彎半徑大、驅動輪易打滑、導向輪方向不易精確控制。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 5 2 視覺移動機器人方案的確定 設計任務概述 此處省略 NNNNNNNNNNNN 字。國防科技大學、哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、中國科技大學、中科院自動化研究所、沈陽自動化研究所等正在開展有關月球探測自主機器人的相關研究。每自主前進一步都需要停下來花費大量的時間進行計算，因此在實際應用中通常采取遙控的方式。在同一時代，美國噴氣推進實驗室也研制了月球車 (Lunar rover),應用于行星探測的研究。 智能機器人的發(fā)展 智能機器人的定義 自機器人問世以來，人們就很難對機器人下一個準確的定義，歐美 國家認為機器人應該是“由計算機控制的通過編程具有可以變更的多功能的自動機械”；日本學者認為“機器人就是任何高級的自動機械”；我國科學家對機器人的定義是：“機器人是一種自動化的機器，所不同的是這種機器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動作能力和協同能力，是一種具有高度靈活性的自動化機器。可以預見在未來的人類社會里，移動機器人將會出現在我們生活中的每一個角落，成 為時代發(fā)展的主流。 ”機器人能夠利用各種傳感器采集機器人所在環(huán)境的特征，通過各種環(huán)境特征可以自動地規(guī)劃自己的行動路徑，實現尋跡、避障等智能行為。 移動機器人技術一直是人類長期科學研究的熱點。 內容包括： ：機器人采用兩輪獨立驅動的履帶結構，動力源采用直流無刷電機，減速和傳動裝置采用齒輪傳動，利用差 速移動平臺實現機器人的轉向，選用增量式光電編碼器進行對機器人速度的檢測，實現機器人的定位。近年來人們對它的研究有了更大的關注。s own in interior hit the target plicated environment pleteness. And can make robotic under the unknown environment, gradually, estimate oneself location and move status by the fact that oneself sensor measures the environment data coupling back the signal arrives at the monolithic machine, makes the monolithic machine can look for trace according to giving stable black the guidance line arbitrarily stable according to that the predetermined job pattern controls a handcart uses a handcart. Contents Include: 1. Design of mechanical structure: the robot driven by two independent track structures, the power source using brushless DC motor, gear reducer and gear belt transmission by using differential steering mobile robot platform, use incremental photoelectric encoder for speed detection of robots, robot positioning. 2. Design of control structure: control part of the model using AT89C51 microcontroller for receiving orders and generates drive signals， the driving part is L293D motor control chip, chip microcontroller using the received signals to control motor speed. 3. Sensor parts: the robot using vision sensors for collect images, and send the images to upperputer for image processing. Key words： mobile robot， motion control， single chip， vision sensor ， image processing 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................I Abstract .................................................................................................................... II 1 移動機器人 ............................................................................................................. 1 移動機器人的研究歷史 .................................................................................. 1 課題的現實意義 .............................................................................................. 1 智能機器人的發(fā)展 .......................................................................................... 2 智能機器人的定義 .................................. 2 國外機器人的發(fā)展 .................................. 3 國內機器人的發(fā)展 .................................. 3 2 視覺移動機器人方案的確定 ............................................................................ 5 設計任務概述 .................................................................................................. 5 視覺移動機器人機械結構設計方案 .................................. 錯誤 !未定義書簽。 現在，國際上對機器人的概念已經逐漸趨近一致。對移動 機器人的設計包括機械結構、傳感器、運動學方程、控制系統、路徑規(guī)劃以及各種算法的分析與設計。機器人帶動了工業(yè)技術的革新，社會的發(fā)展以及其他領域的革命。它的出現標志著智能機器人研究的正式開始。由于當時計算機性能的限制， CART每一次規(guī)劃都需要耗時約 15 分鐘?！熬盼濉逼陂g又研制了軍用“智能機器人平臺 2號，道路自主駕駛的最高速度為 74Km/h。沈陽自動化所研制的自行輸送小車已投入生產現場，此外還研制了“多功能排險防暴機器人”和“蛇形機器人”。 最終方案：本次設計使用直流無刷電機。 方案 2：采用 12V 蓄電池為直流電機供電。根據傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動帶傳動具有結構簡