【正文】 由于永磁材料的加工問(wèn)題，致使無(wú)刷直流電機(jī)一般的容量都在 100kW 以下。但是，異 步電動(dòng)機(jī)有許多無(wú)法克服的缺陷，以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。 RC0～ RC7（ 15～ 18， 23～ 26引腳）： RC 是一個(gè)輸入 /輸出可編程的雙向端口。 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 28 （ 12）通用同步 /異步發(fā)生器 USART 模塊：用于實(shí)現(xiàn)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(gè)具有 3 條引腳的輸入 /輸出可編程的端口。 RAM 可以隨機(jī)地被 CPU讀寫(xiě)，斷電后存儲(chǔ)的內(nèi)容消失； ROM 種的信息只能讀不能寫(xiě)。mm ； T－所受的扭矩， N （ 3）驗(yàn)算軸的彎扭組合強(qiáng)度 軸在載荷作用下，將會(huì)產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形，若變形量超過(guò)允許的限度，將會(huì)影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器的工作性能。 所以此軸段 mmd 103 ? ④ 4d 此軸段為軸環(huán)， mmhdd )~()~(210234 ?????? 由結(jié)構(gòu)考慮取 mmd ? ⑤ 5d 此段安裝圓螺母，取 mmd ? ⑥ 6d 此段裝有軸承，取 mmd 106 ? ⑦ 7d 此段裝有 小齒輪 ， mmd 127 ? （ 3)確 定軸的各段長(zhǎng)度： ① 1l 此段裝有帶輪 mmdl )12~9(6)2~()2~( ???? ，考慮實(shí)際情況取mml 111 ? ② 2l 其上裝有氈圈，軸承端蓋，氈圈寬度 2mm，考慮結(jié)構(gòu)選 mml ? ③ 3l 此段安裝軸承、防塵環(huán)，軸承寬度 9mm，防塵環(huán)寬度 1mm，取 mml 103 ? ④ 4l 此段為軸環(huán)長(zhǎng)度取 mml 34 ? ⑤ 5l 此段裝圓螺母和止動(dòng)墊圈，取 mml 65 ? 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 23 ⑥ 6l 此段裝有軸承跟防塵環(huán)，取長(zhǎng)度 mml 96 ? ⑦ 7l 此段安裝 小齒輪 ，根據(jù) 小齒輪寬度 選取 mml 177 ? ，其中包括 2mm 的退刀槽。因此實(shí)際的軸大多做成階梯型的。 3) 取抗彎疲勞安全系數(shù) ?FS ， 所以 : [ F? ] M P aSK FEFN 2 5 0 ???? ? [ F? ] M P aSK FEFN 22 ???? ? 4) 計(jì)算載荷系數(shù) ?????? ?FavA KKKKK 5) 查的齒形系數(shù) , 21 ?? FaFa YY 6) 查取應(yīng)力校正系數(shù) 7 8 ,5 7 21 ?? SaSa YY 7)計(jì)算大 ,小齒輪的 ? ?FSaFaYY?并加以比較 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 19 ? ? 0 1 3 1 2 15 7 111 ???FSaFa YY ? ? ? 0 1 5 4 5 2 7 8 222 ???FSaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值大 (2)設(shè)計(jì)計(jì)算 ? ? 1 5 4 )(2 323 21 1 ???????FSaFadYYzKTm ?? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 ,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m略大于由齒根彎疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) ,由于齒輪模數(shù) m的大小取決于抗彎強(qiáng)度所決定的承載能力 ,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力 ,僅與齒輪直徑有關(guān) ,可取由抗彎強(qiáng)度算得的模數(shù) ,并就近圓為標(biāo)準(zhǔn)值 mmm ? ,按接觸強(qiáng)度算得的分度直徑 mmd ? ,由 ??? mdz 1 2 024512 ???? izz 四、 幾何尺寸計(jì)算 1)計(jì)算分度圓直徑 mmmzd ???? , mmmzd ??? 2)計(jì)算中心距 mmdda 362/)6012(2/)( 21 ????? 3)計(jì)算齒輪寬度 mmdb d 121211 ???? ? 圓整 ,取 mmbmmb 15,12 12 ?? 軸的設(shè)計(jì) 軸的設(shè)計(jì)包括軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容。min。 mm） 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 14 TI= 106PI/nI= 106 =191N最后，運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)識(shí)別的路徑信息，調(diào)用直行或轉(zhuǎn)彎功能模塊使機(jī)器人做相應(yīng)的移動(dòng)。 :兩個(gè)電機(jī)以相同的速度和轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)。相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備。 視覺(jué)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 9 控制系統(tǒng)的選擇 PLC ( Programmable logic Controller)，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。超聲波是一種振動(dòng)頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。根據(jù)傳動(dòng)原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動(dòng)的摩擦型帶傳動(dòng)，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動(dòng)的同步帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn) ， 且其造價(jià)低廉、不需潤(rùn)滑、維護(hù)容易等特點(diǎn)。 最終方案 ：履帶結(jié)構(gòu)能適應(yīng)更為復(fù)雜的環(huán)境 ，本次設(shè)計(jì)選用履帶式結(jié)構(gòu) 電源的 論證與選擇 由于本系統(tǒng)需要電池供電，我們考慮了如下集中方案為系統(tǒng)供電。因此用好步進(jìn)電機(jī)卻非易事，它涉及到機(jī)械、電機(jī)、電子及計(jì)算機(jī)等許多專業(yè)知識(shí)。作為補(bǔ)償機(jī)器時(shí)，改變勵(lì)磁電流可以改善電網(wǎng)功率因數(shù)，調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓。無(wú)刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、制造成本更低。適合應(yīng)用在調(diào)速范圍大的情況。而且無(wú)刷直流電機(jī)采用方波電流供電，所用 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 直流電機(jī) 無(wú)刷直流電機(jī) 采用方波電流供電，所用電機(jī)的轉(zhuǎn)矩/體積比更高。 7．多智能體（ multiagent）調(diào)控制技術(shù)：這是目前機(jī)器人研究的 一個(gè)嶄新領(lǐng)域。機(jī)器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于 PC 機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。 1999 年日本索尼公司推出犬型機(jī)器人愛(ài)寶 (AIBO),當(dāng)即銷售一空 ,從此娛樂(lè)機(jī)器人成為目前機(jī)器人邁進(jìn)普通家庭的途徑之一。加藤一郎長(zhǎng)期致力于研究仿人機(jī)器人 ,被譽(yù)為 仿人機(jī)器人之父 ?；羝战鹚勾髮W(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室研制出 Beast 機(jī)器人。 1959 年德沃爾與美國(guó)發(fā)明家約瑟夫 1948 年諾伯特 上述方面的三個(gè)問(wèn)題，也就是說(shuō)機(jī)器人發(fā)展的三個(gè)理由。那么這種奴隸就是代替人們?nèi)ツ軌驈氖聫?fù)雜和繁重的體力勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)不可達(dá)世界的認(rèn)識(shí)和改造，這也是人們?cè)诳萍及l(fā)展過(guò)程中的一個(gè)客觀需要。s platform to choose the solidaxes photoelectric encoder and the detection rate of robot, robot localization. 2 control structure design: the control part AT89C51 singlechip model for accept orders and produce, motor driver drive signal control chip, L293D part adopts chip using SCM to receive signals to control motor speed. 3 parts: using visual sensor sensor, send images supreme image processing machine Key words： Mobile robot, motion control, the singlechip microputer control, the visual system 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） III 目 錄 摘 要 ........................................................... I ABSTRACT .......................................................... II 1 緒論 ............................................................. 1 機(jī)器人的研究背景 .................................................... 1 機(jī)器人的研究意義 .................................................... 1 機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景 .......................................... 2 2 視覺(jué)機(jī)器人設(shè)計(jì)方案的確定 ........................................... 5 視覺(jué)移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 ...................................... 5 視覺(jué)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ...................................... 8 移動(dòng)機(jī)器人的視覺(jué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 ....................................... 10 3 機(jī)器人 機(jī)械部分的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ........................................ 11 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 ................................................. 11 減速器的選擇與計(jì)算 ................................................. 12 4 機(jī)器人 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選型 ......................................... 27 單片機(jī) PIC16F877 ................................................... 27 直流無(wú)刷電機(jī) ....................................................... 28 開(kāi)關(guān)電壓調(diào)節(jié)器 LM7805............................................... 29 5 移動(dòng)機(jī)器人的圖像處理技術(shù) .......................................... 30 圖像的采集 ......................................................... 30 彩色圖像 灰度化 ..................................................... 30 灰度圖像的平滑處理 ................................................. 31 顏色模型轉(zhuǎn)換 ....................................................... 32 總 結(jié) .......................................................... 33 致 謝 .......................................................... 34 參考文獻(xiàn) .......................................................... 35 附 錄 1 ......................................................... 36 附 錄 2 ......................................................... 39 青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 1 1 緒論 機(jī)器人的研究 背景 “機(jī)器人 ”一詞出自捷克文，意為勞役或苦工。青島理工大學(xué)琴島學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） I 摘