【正文】 .........................................................................21 子車的機(jī)械臂轉(zhuǎn)動部分及機(jī)械手開合部分電路設(shè)計方案 ...............................................21 子車變速控制兩種方案的比較 ...........................................................................................22 方案一：改變電樞回路外串電阻值，控制電機(jī)運(yùn)動速率 ...............................................22 方案二：晶體管脈寬調(diào)制（PWM）系統(tǒng) .........................................................................24 單片機(jī)模擬 PWM 控制信號設(shè)計 ................................................................................................29 理論方案 ...............................................................................................................................29 單片機(jī)資源的分配 ...............................................................................................................30 母車控制系統(tǒng)設(shè)計........................................................................................................................31第五章 登月車機(jī)械部分計算說明書.....................................................................................................32 設(shè)計的原始數(shù)據(jù)............................................................................................................................32 子車的行走部分設(shè)計計算............................................................................................................32 基于 PROE 的子車重量計算。 designing Chien39。 月球車是多學(xué)科、高技術(shù)集成的復(fù)雜系統(tǒng)工程，涉及到機(jī)器人技術(shù)、無人駕駛技術(shù)、材料科學(xué)、信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)、工藝技術(shù)等多個領(lǐng)域，對提升中國的自主創(chuàng)新能力，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，推進(jìn)月球探測、火星探測工程將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。3 D conjecture assemble。 The key of the moonrobot’s main technique problem is:totightly cliping and turning over of the holding and clipping machinery。從 20 世紀(jì) 50年代末到 70 年代初，蘇聯(lián)共向月球發(fā)射了 32 個探測器，這些探測器或逼近或登陸月球，取得了豐碩的成果。然而，人類還是抵擋不住月球獨(dú)特自然環(huán)境和資源的誘惑，再加上現(xiàn)代航天技術(shù)的發(fā)展為人類提供了進(jìn)一步探測月球的可能性，20 世紀(jì) 90 年代后期，人們又把目光投向了月球。這一項目將利用美宇航局計劃于 2022 年 10 月發(fā)射的“月球環(huán)形山觀測與感知衛(wèi)星”來撞擊月球。此計劃將于 2022 年啟動?！　|京時間 2022 年 9 月 14 日 10 時 31 分（北京時間同日 9 時 31 分） ，日本“月亮女神”繞月探測衛(wèi)星搭乘 H2A－13 火箭，從日本南部種子島宇宙中心升空，開始了它為期一年的探月之旅。 機(jī)器人 20 世紀(jì)的偉大發(fā)明隨著 2022 年新年鐘聲的敲響，人們邁著堅實(shí)的步伐跨進(jìn)了 21 世紀(jì)。服務(wù)機(jī)器人還可以為您治病保健、保潔保安；水下機(jī)器人可以幫助打撈沉船、鋪設(shè)電纜；工程機(jī)器人可以上山入地、開洞筑路；農(nóng)業(yè)機(jī)器人可以耕耘播種、施肥除蟲；軍用機(jī)器人可以沖鋒陷陣、排雷排彈……　　現(xiàn)在社會上對機(jī)器人有很多迷惑，有人認(rèn)為機(jī)器人無所不能。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊，才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間　　其實(shí)并不是人們不想給機(jī)器人一個完整的定義，自機(jī)器人誕生之日起人們就不斷地嘗試著說明到底什么是機(jī)器人。后來，羅薩姆公司取得了成功，使機(jī)器人具有了感情，導(dǎo)致機(jī)器人的應(yīng)用部門迅速增加。雖然科幻世界只是一種想象，但人類社會將可能面臨這種現(xiàn)實(shí)。　該定義強(qiáng)調(diào)了機(jī)器人應(yīng)當(dāng)仿人的含義，即它靠手進(jìn)行作業(yè)，靠腳實(shí)現(xiàn)移動，由腦來完成統(tǒng)一指揮的作用。在研究和開發(fā)未知及不確定環(huán)境下作業(yè)的機(jī)器人的過程中，人們逐步認(rèn)識到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)是感知、決策、行動和交互技術(shù)的結(jié)合。一般的分類方式見表：表 11 機(jī)器人分類分類名稱 簡要解釋操作型機(jī)器人 能自動控制，可重復(fù)編程，多功能，有幾個自由度，可固定或運(yùn)動，用于相關(guān)自動化系統(tǒng)中。我國的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。 我國登月車需要解決的主要關(guān)鍵技術(shù)我國深空探測急需解決的技術(shù)是：① 深空通信[7]和測控網(wǎng)；[8]② 登月軌道設(shè)計及實(shí)現(xiàn)技術(shù)；[9]③ 軟著陸登陸技術(shù)；④ 月球探測機(jī)器人遙感科學(xué)技術(shù)[10]。 （3）自主導(dǎo)航、定位與控制 登月車應(yīng)同時具備自主與遙操作兩種工作方式。2）登月車將紅旗插在指定地點(diǎn)的旗樁上并站立。90、216。圖 11 場地第二章 產(chǎn)品設(shè)計思路－虛擬設(shè)計技術(shù) 虛擬制造隨著計算機(jī)軟硬件技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造業(yè)中許多新概念、新觀點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生，虛擬制造(virtual manufacturing)就是其中之一，它代表了一種全新的制造體系和模式。主控制界面用于幫助用戶在各個子環(huán)境之間進(jìn)行切換。Pro／Engineer作為新一代的自動化設(shè)計軟件被工業(yè)界廣泛運(yùn)用。根據(jù)真實(shí)加工環(huán)境構(gòu)建相應(yīng)的虛擬加工環(huán)境，它包含有數(shù)控銑床和數(shù)控車床，這些虛擬加工設(shè)備具有真實(shí)設(shè)備相應(yīng)的功能。如虛擬加工環(huán)境中的車間、機(jī)床以及機(jī)床上相關(guān)的部件。虛擬環(huán)境與Pro／Engineer之間的數(shù)據(jù)交換是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成的關(guān)鍵。系統(tǒng)采用的裝配模型來自CAD／CAM據(jù)：通過系統(tǒng)提供的二次開發(fā)接口直接訪問設(shè)計數(shù)據(jù)；也可以通過某種標(biāo)準(zhǔn)格式的交換文件進(jìn)行。因此我們利用Visual C++編程環(huán)境采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)構(gòu)建虛擬設(shè)計與加工環(huán)境。此外，Pro/ E 的參數(shù)化特征造型技術(shù)大大減輕了設(shè)計人員的繪圖工作量,提高了產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量,利用 Pro/ E 相應(yīng)的開發(fā)工具及技術(shù)開發(fā)沖壓模具計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD) 系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)零件設(shè)計、裝配設(shè)計、加工設(shè)計等同時進(jìn)行,從而達(dá)到縮短模具的生產(chǎn)制造周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。登陸車的主要功能是翻越障礙、物體的拾取及翻面。當(dāng)?shù)顷戃嚸撾x橋梁車接近到達(dá)插旗點(diǎn)時，啟動翻轉(zhuǎn)電機(jī)，使機(jī)械手上翻至一定角度，停轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)電機(jī)，通過微調(diào)行進(jìn)使登陸車機(jī)械鉗中的旗幟剛好在插旗點(diǎn)上方，此時，機(jī)械鉗張開，旗幟即落在插旗點(diǎn)連接臂的作用是把各個電機(jī)串聯(lián)起來，從而方便擴(kuò)展電機(jī)的數(shù)量。圖 36 圖 37 母車和子車行走部分方案設(shè)計 子車行走部分方案設(shè)計首先想到的是像汽車那樣的輪子式的，但那是只適合在平地行使，翻越障礙能力較差，后又想到了機(jī)械腿，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。最后，采用軸輪分離的辦法，后輪軸和減速電機(jī)的輸出軸通過連軸器連接上，再將后車輪安裝到后輪軸上，這樣很好解決了所有問題，具體結(jié)構(gòu)如下圖 310。由于設(shè)計中前后輪的安裝精度都較高，履帶在行走中受平衡力的作用不會跑掉。單片機(jī)印刷電路板安裝在子車上，手柄采用 3*4 矩陣式鍵盤，手柄通過7 根信號線和子車上的單片機(jī)系統(tǒng)保持通信。機(jī)械手采用的是絲杠傳動和四桿機(jī)構(gòu)傳動相結(jié)合的方法進(jìn)行開合，因此只需要控制機(jī)械手電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)既可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的開合。，逐級切除電阻的方法由于需要數(shù)斷電阻來達(dá)到加速的目的，就需要設(shè)置 N 個開關(guān)量來實(shí)現(xiàn)對加減電阻的控制，反映在 MCU 控制系統(tǒng)上就需要增加 N 個 I/O 通道, 增加了硬件的負(fù)擔(dān)和成本，反映在控制手柄上就需要增加 N 個很多開關(guān)量，使操作非常麻煩。PWM 控制的基本原理很早就已經(jīng)提出，但是受電力電子器件發(fā)展水平的制約，在上世紀(jì) 80 年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。三相交流電源經(jīng)過整流濾波變成電壓恒定的直流電壓，VT1~VT4 為四只大功率晶體三極管，工作在開關(guān)狀態(tài)，其中，處于對角線上的一對三極管的基極，因受到同一控制信號而同時導(dǎo)通或截止。此時雖然 Ub2，Ub3 為正，但受到 V2和 V3 正向壓降的限制，VT2 和 VT3 在電源電壓 Us 和反電勢 E 的作用下即可導(dǎo)通，電樞電流 ia 將沿著回路 3（經(jīng)過 VT3 和 VT2）從 A 流向 B，電動機(jī)工作在反接制動狀態(tài)。?=24.2186。連續(xù)地改變脈沖寬度，即可實(shí)現(xiàn)直流電動機(jī)的無級?調(diào)速。主電路決定采用 H 型脈寬放大電路，控制電路決定采用單片機(jī)模擬 PWM 信號輸出。PWM 控制技術(shù)就是以該結(jié)論為理論基礎(chǔ)，對半導(dǎo)體開關(guān)器件的導(dǎo)通和關(guān)斷進(jìn)行控制，使輸出端得到一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖，用這些脈沖來代替正弦波或其他所需要的波形。 方案一：改變電樞回路外串電阻值，控制電機(jī)運(yùn)動速率控制方法：采用逐級加上或切除電阻的方法，來達(dá)到減速或加速的目的。因此對應(yīng)這四種簡單的不同的運(yùn)動方式，需設(shè)置四個按鍵來操控，并傳送命令到單片機(jī)（MCU） ，MCU 經(jīng)過運(yùn)算處理后輸出四種不同的信號，經(jīng)過放大后驅(qū)動兩個電機(jī)分別運(yùn)動。母車的主要功用是協(xié)助子車完成翻越障礙的動作，母車通過車體的變形為子車的翻越障礙構(gòu)造坡面。另一段和前輪連接，同樣采用了緊定螺釘使軸和前輪固定。由于兩側(cè)的電機(jī)是同一規(guī)格的，所以前進(jìn)時比較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向較為容易。 （此時，請注意：木塊高為 40mm，而夾持塊下端離旋轉(zhuǎn)軸只有 15mm,由于重力原因木塊會帶動夾持塊繞旋轉(zhuǎn)軸翻轉(zhuǎn) 180 度。機(jī)械鉗在電機(jī)的驅(qū)動下自由張合，使機(jī)械手可以模擬人手完成取物等動作。具體地說，登月車模型是由兩輛能夠獨(dú)立運(yùn)動的大、子車構(gòu)成統(tǒng)一的整體，大車稱為橋梁車如圖 31 所示，子車稱為登陸車如圖 32 所示，橋梁車與登陸車各有所長，擁有不同的功能，在完成動作的過程中，二輛車互相協(xié)作，有機(jī)的結(jié)合在一起。從而能夠在虛擬設(shè)計階段，即對產(chǎn)品的外觀和性能進(jìn)行全面的檢測。虛擬環(huán)境采用Sense8公司出的虛擬現(xiàn)實(shí)軟件WorldToolKit軟件工具包作為底層的三維開發(fā)平臺，用戶可以通過一系列稱作Sensor對象的輸人設(shè)備，并通過計算機(jī)屏幕或HMD來體驗其所創(chuàng)建的虛擬環(huán)境。從描述裝配模型的裝配樹中獲取CAD／CAM 系統(tǒng)的運(yùn)動情況，對其進(jìn)行分類，將有一定運(yùn)動關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)獨(dú)立為一個子節(jié)點(diǎn)，然后再依據(jù)該結(jié)構(gòu)各部分的運(yùn)動情況進(jìn)行進(jìn)一步的劃分。幾何模型是對設(shè)備形狀提取的約束信息被用于指導(dǎo)裝配規(guī)劃人員在拆卸過程中做出適當(dāng)?shù)牟鹦兑?guī)劃。1 虛擬設(shè)計和制造環(huán)境總體結(jié)構(gòu)圖21 虛擬設(shè)計和制造環(huán)境總體結(jié)構(gòu)2．3 系統(tǒng)開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)(OMT)對虛擬環(huán)境的功能進(jìn)行分析，將系統(tǒng)分解為一系列獨(dú)立的對象類，類之間通過一定的接口機(jī)制進(jìn)行消息的傳送。另外當(dāng)用戶進(jìn)行零件裝配時，可以記錄具體的裝配路徑這樣便可以重現(xiàn)整個裝配或拆卸過程，對裝配的難易程度進(jìn)行評價。通過將參數(shù)化CAD／CAM系統(tǒng)與虛擬設(shè)計，裝配和加工環(huán)境相結(jié)合，使用戶可擁有一個完整的設(shè)計環(huán)境來發(fā)揮其設(shè)計潛能。 虛擬設(shè)計與制造環(huán)境的總體結(jié)構(gòu)虛擬設(shè)計與制造環(huán)境的總體框架結(jié)構(gòu)如圖1所示。（5）紅旗旗桿尺寸：216。（2）場地細(xì)節(jié)見圖 11，圖中障礙管采用市售 216。運(yùn)用對登月車的控制系統(tǒng)進(jìn)行電子電路硬件設(shè)計，并用單片機(jī)進(jìn)行編程。時延使連續(xù)遙操作閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。不僅在國民經(jīng)濟(jì)中扮演了重要的角色，而且在深海探測，科學(xué)研究，太空計劃等前沿領(lǐng)域得以大展身手。學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人 機(jī)器人能“體會”工作的經(jīng)驗，具有一定的學(xué)習(xí)功能，并將所“學(xué)”的經(jīng)驗用于工作中。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國際上重新認(rèn)識機(jī)器人技術(shù)的作用和影響?！　?987 年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織對工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了定義：“工業(yè)機(jī)器人是一種具有自動控制的操作和移動功能，能完成各種作業(yè)的可編程操作機(jī)。從這一定義出發(fā)，森政弘又提出了用自動性、智能性、個體性、半機(jī)械半人性、作業(yè)性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等 10 個特性來表示機(jī)器人的形象?！　】ㄅ蹇颂岢龅氖菣C(jī)器人的安全、感知和自我繁殖問題。該劇預(yù)告了機(jī)器人的發(fā)展對人類社會的悲劇性影響，引起了大家的廣泛關(guān)注，被當(dāng)成了機(jī)器人一詞的起源。根本原因主要是因為機(jī)器人涉及到了人的概念，成為一個難以回答的哲學(xué)問題。　　人們常常會問為什么要發(fā)展機(jī)器人？我們說機(jī)器人的出現(xiàn)并高速發(fā)展是社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展