【正文】 。其次，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。Motion Control System運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)作為采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)中不可或缺的部分為機(jī)器人實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的采摘工作提供了必要的保證。、。它利用CCD攝像機(jī)和光電傳感器識(shí)別果實(shí)，從樹冠外部識(shí)別蘋果的識(shí)別率達(dá)85％，速度達(dá)5 s/個(gè)。要想讓采摘機(jī)器人真正造福于人，必須進(jìn)行更深入廣泛的研究，改進(jìn)目前采摘機(jī)器人存在的問題與不足，完善采摘機(jī)器人的新功能、新特點(diǎn)，確保機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。（4）考慮到使用機(jī)器人采摘的果實(shí)的初衷是用機(jī)械代替人工從而提高工作效率。機(jī)械臂機(jī)、械末端方面，由于自由度選擇和傳感器技術(shù)的進(jìn)步、以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)。以日本Kondo N等人研制的番茄采摘機(jī)器人為例，、。為此本設(shè)計(jì)的番茄采摘機(jī)器人采用的是四輪式底盤結(jié)構(gòu)。減速比即為減速箱的齒輪比，通過查找減速箱datasheet查找一般的減速比和減速效率。一般取。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)的介紹（1）FAULHBER3863型號(hào)電機(jī)有如下特點(diǎn)：1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)電壓低、空載電流??；2 最高轉(zhuǎn)速達(dá)20200rpm，適當(dāng)提高電壓可獲更高的速度并對(duì)電機(jī)壽命無影響；3 ~48VDC，功率最大226W，直徑范圍6~38mm，長(zhǎng)度12~63mm；4 最大輸出扭矩1290ｍNｍ，配減速箱后，最大輸出扭矩高達(dá)20Nm；。電源模塊對(duì)于番茄采摘機(jī)器人的底盤控制系統(tǒng)來說極其重要，關(guān)系到整個(gè)底盤系統(tǒng)是否能夠正常工作，因此在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)應(yīng)該選好合適的電源。優(yōu)勢(shì)：開關(guān)穩(wěn)壓電源的功耗極低，其平均工作效率可達(dá)70％～90%。設(shè)脈沖寬度為t，脈沖周期為T，電機(jī)的平均轉(zhuǎn)速為；式中, 稱為占空比，占空比越大，轉(zhuǎn)速越高，反之就越低。單個(gè)達(dá)林頓對(duì)的集電極電流500mA。要使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使對(duì)角線上的一對(duì)三極管導(dǎo)通。采用單片機(jī)產(chǎn)生不同的信號(hào)來控制閃光LED燈和蜂鳴器完成聲光報(bào)警提示， 其主要應(yīng)用于番茄采摘機(jī)器人在遇到障礙物時(shí)的自動(dòng)警報(bào)功能。 點(diǎn)缺其利用紅外原理制成的，這也就決定其在對(duì)物體探測(cè)過程中對(duì)溫度依賴過大，對(duì)溫度相同的物體不能做出準(zhǔn)確的判斷。8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會(huì)聚調(diào)整時(shí)的功能控制。CC2電容值取530pF，電容的大小可以起頻率微調(diào)作用，外部時(shí)鐘電路的XTAL1接地，XTAL2接外部振蕩器，一般頻率低于12MHz的方波信號(hào)。LED燈與電阻組成光報(bào)警；蜂鳴器與驅(qū)動(dòng)電路組成的聲報(bào)警。為此設(shè)計(jì)中采用了 CD4069 六非門反相器來增強(qiáng)超聲波的發(fā)射功率，由于非門實(shí)質(zhì)上是放大倍數(shù)很大的反相放大器，如果給非門加上合適的負(fù)反饋電阻，就能夠使它從飽和區(qū)進(jìn)入線性放大區(qū)?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率 38KHz與本設(shè)計(jì)中超聲波頻率 40KHz較為接近，所以利用它來制作超聲波檢測(cè)接收電路。但C1 的改變會(huì)影響到頻率特性，一般在實(shí)際使用中不必改動(dòng)，典型參數(shù)R1= ，C1=1μF。首先小車進(jìn)行上電初始化程序，屏幕顯示小車初始狀態(tài)，后小車開始前進(jìn)，前進(jìn)過程中單片機(jī)通過超聲波模塊不斷檢測(cè)距前方障礙物。避障系統(tǒng)的程序思路是：發(fā)現(xiàn)障礙物后，番茄采摘機(jī)器人停止動(dòng)作，等待排除障礙再運(yùn)動(dòng)。下面為八拍模式下以單片機(jī)的P0口的低四位為控制端口的正序和反序的控制碼。仿真采用按鍵代替番茄采摘機(jī)器人采摘結(jié)構(gòu)提供的信號(hào)，用于控制后輪電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并將電機(jī)的狀態(tài)信息顯示出去。一番風(fēng)雨路三千，通過近一個(gè)學(xué)期的努力，終于在曲折中的完成了番茄采摘運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)這一畢業(yè)設(shè)計(jì)。在畢業(yè)論文階段完成的過程中，導(dǎo)師傾注了大量的心血，在學(xué)習(xí)和生活上都給了我諄諄教誨和無微不至的關(guān)懷，令我終生難忘。 sbit L=P3^1。 uc scan_key3,scan_key4。*/static speed。uc YUAN[]={//。uc code M[]={//名0x00,0x40,0x20,0x10,0x08,0x27,0x44,0x84,0x44,0x24,0x14,0x0C,0x04,0x00,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x02,0x7E,0x23,0x23,0x22,0x22,0x22,0x22,0x22,0x7E,0x00,0x00,0x00,}。*/uc code YUN[]= //運(yùn) {0x40,0x41,0xCE,0x04,0x00,0x20,0x22,0xA2,0x62,0x22,0xA2,0x22,0x22,0x22,0x20,0x00,0x40,0x20,0x1F,0x20,0x28,0x4C,0x4A,0x49,0x48,0x4C,0x44,0x45,0x5E,0x4C,0x40,0x00,}。uc code ZZ[]={//左0x00,0x00,0x00,0x20,0x20,0xA0,0x60,0x1F,0x10,0x90,0x90,0x90,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x08,0x24,0x22,0x21,0x21,0x21,0x1F,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x00,0x00,}。uc code WU[]={0x80,0x40,0x70,0x40,0xFF,0x20,0x40,0x20,0xF8,0x26,0xE0,0x20,0x20,0xE0,0x00,0x00,0x04,0x04,0x04,0x02,0x3F,0x01,0x12,0x09,0x04,0x02,0x11,0x10,0x0E,0x01,0x00,0x00,}。 //轉(zhuǎn)步 void run1()。 //開顯示 設(shè)置 wcode(0xc0)。 //讀操作前先進(jìn)行一次空讀操作 ，接下來才能讀到數(shù)據(jù) while(!Busy)。 // }//*******************把顯示數(shù)據(jù)寫到內(nèi)存單元中 *****************void wdata(uc dat) //寫顯示數(shù)據(jù){ chkbusy()。 if(col64) // 左半平面 { L=1。i64col。i++) //寫字 右半平面 wdata(*(temp+i))。 }}//*********************供調(diào)用 ****子程序 *************//****************************************void display( uc page,uc col,uc *temp){ disrow( page, col, temp)。R=1。 //寫字 顯示 L=0。 wcode(LCDPAGE+page)。 //使能LCD RW=0。 //寫等待 P2=0xff。 //清屏 wcode(0x06)。void stop()。 void chkbusy(void)。uc code ZHUAN[]={//轉(zhuǎn)0x00,0x90,0x70,0x98,0xEE,0x88,0x08,0xA0,0xA0,0xFE,0x50,0x50,0x50,0x40,0x40,0x00,0x04,0x05,0x05,0x04,0x3F,0x02,0x00,0x00,0x16,0x25,0x52,0x0E,0x00,0x00,0x00,0x00,}。uc code QIAN[]={//前0x08,0x08,0xE8,0xA8,0xA9,0xAE,0xEA,0x08,0x08,0xC8,0x0C,0x0B,0xEA,0x08,0x08,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x04,0x24,0x44,0x3F,0x00,0x00,0x1F,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,}。uc code Li[]={//立0x00,0x10,0x10,0x90,0x10,0x10,0x11,0x16,0x10,0x10,0xF0,0x50,0x10,0x10,0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x40,0x43,0x4E,0x40,0x60,0x58,0x47,0x40,0x40,0x40,0x60,0x40,0x00,}。uc code ZI[]={//。本文件為1616點(diǎn)陣中文字庫文件,字的橫向8點(diǎn)構(gòu)成一字節(jié),左邊點(diǎn)在字節(jié)的高 //位,字符點(diǎn)陣四角按左上角→右上角→左下角→右下角取字uc code HE[]={//。step2。 //右半平面 sbit SPEAK=P0^6。是他們的辛勤勞作，才有了我的不斷進(jìn)步。在整個(gè)完成過程中，不僅提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、CAD制圖、Proteus仿真等知識(shí)，并且使我的抗壓能力、思維分析能力都有了很大提高，這必將成為我今后生活中不可多得的經(jīng)驗(yàn)。顯示的是后輪電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)，顯示屏顯示為“停止”。顯示模塊的關(guān)鍵之處是了解顯示的指令。本運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)速度的精度無特殊要求，控制直流電機(jī)方法相對(duì)簡(jiǎn)單。是否有采摘任務(wù)開始初始化信息顯示調(diào)用采摘程序N小車前進(jìn)小車停止前進(jìn)Y 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)總程序流程圖開始比較避障并處理計(jì)算距離發(fā)射超聲波脈沖接受超聲波脈沖 超聲波測(cè)距模塊流程圖主程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行初始化之后，超聲波測(cè)距程序設(shè)置定時(shí)器 T0 為 16位定時(shí)器，開中斷允許位 EA，清零顯示端口 P0 和 P2。5腳：該腳與電源間接入一個(gè)電阻，用以設(shè)置帶通濾波器的中心頻率F0，阻值越大，中心頻率越低。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)及電路連接圖。用這種推挽形式將方波信號(hào)加到超聲波換能器兩端可以提高的另一個(gè)電極。報(bào)警模塊是依據(jù)避障部分提供的信號(hào)而動(dòng)作的。通過某種方式，使單片機(jī)內(nèi)的寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作稱為復(fù)位。功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。它有折射和反射現(xiàn)象，且在傳播過程中有衰減。視覺傳感器優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，價(jià)格合理，在一定的寬度和視覺域內(nèi)可以測(cè)量定多個(gè)目標(biāo)，并且可以利用測(cè)量的圖像根據(jù)外形和大小對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類。易于多目標(biāo)測(cè)量和分類，分辨率好。果實(shí)識(shí)別與采摘采用視覺傳感器、位置傳感器、力傳感器，系統(tǒng)導(dǎo)航采用電磁傳感器，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)避障采用超聲波傳感器。本設(shè)計(jì)的顯示模塊目標(biāo)是能夠顯示出電機(jī)的正反轉(zhuǎn)停等信息。按圖中電流箭頭所示，該流向的電流將驅(qū)動(dòng)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 ULN2003A的極限參數(shù)項(xiàng)目符號(hào)數(shù)值單位最大輸入電壓Vi(max)30V集電極發(fā)射極電壓Vo(max)50V最大基極輸入電流IB(MAX)25mA輸出電流Io500mA貯存溫度Ts65～150℃結(jié)溫Tj175℃引線耐焊接溫度TD300℃（2）后輪電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊所示為一個(gè)典型的直流電機(jī)控制電路。用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)脈沖寬度調(diào)制是很容易的，只要改變電機(jī)定子繞組電壓的通、斷電時(shí)間，即可達(dá)到調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。因此，開關(guān)穩(wěn)壓電源可大大減少散熱片體積和PCB板的面積，甚至在大多數(shù)情況下不需要加裝散熱片，從而減少了對(duì)MCU工作環(huán)境的有害影響。在設(shè)計(jì)中，我用一個(gè)直流電源（24V，10A）為機(jī)器人系統(tǒng)供電，其中，控制電路需要的5V電壓也是由24V電源提供的。鑒于番茄采摘機(jī)器人的本職工作是順利完成采摘工作，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)處于輔助的地位而并不需要像搶險(xiǎn)救災(zāi)機(jī)器人等機(jī)器人精于路況處理的智能機(jī)器人那樣處理復(fù)雜的實(shí)時(shí)環(huán)境問題。電動(dòng)機(jī)的輸出功率按下式計(jì)算： （9）故 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)的額定功率只需要略大于即可。根據(jù)力矩方面進(jìn)行選擇1 計(jì)算力矩M M＝軸上的力矩/(減速比*減速箱效率) （1） ＝靜態(tài)摩擦力*輪半徑/(減速比*減速箱效率) ＝靜態(tài)摩擦系數(shù)小車質(zhì)量*g*輪半徑/(減速比*減速箱效率)2 計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)速n ｎ=(線速度*60*減速比)/(2*pi*軸半徑) （2）3 計(jì)算功率P0 （3）4 根據(jù)最選擇功率合適的電機(jī)，要求電機(jī)的輸出功率滿足Pmax≥P0