【正文】 ,一般選擇2 P0≥Pmax≥ P05 進(jìn)一步驗(yàn)證電機(jī)選擇是否合適，驗(yàn)證方法： （4）從力矩的角度來(lái)為機(jī)器人選擇驅(qū)動(dòng)電機(jī)：M＝15**(14*80)= n=(2*60*14)/(2*pi*)=3600rpmP0=*3600*2pi/60=73W因此，~146Ｗ之間。前后輪各用一個(gè)電機(jī)進(jìn)行控制，前輪用步進(jìn)電機(jī)控制方向；后輪采用的是直流電機(jī)控制車體的前進(jìn)后退暫停。 Kondo N等研制的番茄采摘機(jī)器人 番茄采摘機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖圖 是番茄采摘機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖。研究?jī)?nèi)容：結(jié)合實(shí)際的果實(shí)采摘工作，研究番茄采摘機(jī)器人整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)；研究傳感器應(yīng)用及避障系統(tǒng)的功能要求；研究運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的功能需求和電機(jī)控制策略。果實(shí)采摘機(jī)器人在技術(shù)層面的發(fā)展，就視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)、機(jī)械臂、機(jī)械末端、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)方面都有了豐碩的成果。隨著研究中遇到的問(wèn)題和難題一一解決和攻破，果實(shí)采摘機(jī)器人將不斷完善。我國(guó)機(jī)器人技術(shù)雖然起步較晚，但在改革開(kāi)放的推動(dòng)下發(fā)展迅速。此款機(jī)器人的采摘準(zhǔn)確率為70%，速度為15s/個(gè)果實(shí)[4]。從1983年的第一臺(tái)西紅柿采摘機(jī)器人在美國(guó)誕生以來(lái)，采摘機(jī)器人的研究和發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了近30年[2]，但我國(guó)在該領(lǐng)域中的研究還處于起步階段，因此我們必須加快對(duì)采摘機(jī)器人的研究腳步以早日趕超國(guó)際水平，使其為我國(guó)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展做出重大。ImplementationABSTRACTThis paper starts from the mechanical structure of robot to analyse and design the motion control system of Tomato Picking Robot .Firstly, with reference to the new research of the domestic and foreign picking robot, it analyses the tomato picking robot mechanical structure and design mechanical structure of the motion control system . Secondly, analysis and designs the motion control system. It is also based on the picking robot working environment, and bined the damand of picking robot self motion and the coordination of other mechanical to design. Mainly it prises a power supply module, motor control module and display module and so on.Thirdly, The sensor of the picking robot is analyzed and designing the obstacle avoidance of the motion control system , mainly including: the selection of sensor, obstacle avoidance module, alarm module designing. Picking robot sensor selection is based on the tomato picking robot working environment as well as the current market, which has several mon sensor performance, price and can plete the function chosen for parison. At last, it designs the obstacle avoidance system.Finally, the accuracy of the motion control system in this design is verified correctly by simulation. The obstacle avoidance function can realizing in the simulation .KEY WORD: mechanical structure。主要包括：電源模塊、電機(jī)控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、顯示模塊等。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)部分立足于采摘機(jī)器人的工作環(huán)境，并結(jié)合采摘機(jī)器人自身運(yùn)動(dòng)方面的需求和其它機(jī)械部分的需求來(lái)設(shè)計(jì)。Design And國(guó)際上，日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始研究采摘機(jī)器人，并取得很多成果。采用具有冗余度的7自由度機(jī)械手是為了能夠靈活避開(kāi)障礙物。該機(jī)器人末端執(zhí)行器下方安裝有果實(shí)收集袋，縮短了從采摘到放置的時(shí)問(wèn)，提高了采摘速度[7]。未來(lái)的采摘機(jī)器人將真正做到一機(jī)多用，不僅可以采摘多種果實(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多種用途[13]。所以要求系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要好。機(jī)器人已由一開(kāi)始的無(wú)法準(zhǔn)確判斷和避開(kāi)枝蔓[18]，發(fā)展到快速而準(zhǔn)確的避開(kāi)枝蔓采摘果實(shí)。其自由度為7，由下到上，第一個(gè)自由度為水平移動(dòng)，第二個(gè)自由度是升降自由度，第三個(gè)為旋轉(zhuǎn)自由度，后面三個(gè)為機(jī)械臂的軌跡規(guī)劃自由度，最后一個(gè)是機(jī)械末端的自動(dòng)調(diào)整自由度。前輪是控制車體轉(zhuǎn)向，后輪是控制車體前后運(yùn)動(dòng)。我們選用14:1，其減速效率一般為80%。 其中=——主動(dòng)輪與場(chǎng)地之間的摩擦在機(jī)器人行走時(shí)，主動(dòng)輪是采用橡膠材料，與地面的靜摩擦系數(shù)約為,在計(jì)算中選擇02；——作用在主動(dòng)輪上的支持力 （6），則工作機(jī)的最大線速度取為由以上推斷，可以得 （7）式中，為電動(dòng)機(jī)到主動(dòng)輪的傳動(dòng)總效率而 （8）滾動(dòng)軸承效率:輪箱效率:齒輪效率則。 FAULHBER3863型號(hào)電機(jī)性能參數(shù)正常電壓24V極限電阻 Ω最大輸出功率220W效率85%空載轉(zhuǎn)速6700rpm空載電流靜止轉(zhuǎn)矩1250mNm摩擦轉(zhuǎn)矩速度常數(shù)287rpm反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)轉(zhuǎn)矩常數(shù)電流常數(shù)nM曲線斜率轉(zhuǎn)子電感130μH機(jī)械時(shí)間常數(shù)6ms轉(zhuǎn)子慣量110gcm最大轉(zhuǎn)速8000rpm最大轉(zhuǎn)矩110mNm（2）35BY48HJ120減速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)， 35BY48HJ120減速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)型號(hào)相數(shù)步距角扭矩Nm電壓V電流A電阻Ω轉(zhuǎn)速rpm驅(qū)動(dòng)方式35BY48HJ1202/41245642第三章 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)本章講述了番茄采摘機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。機(jī)器人系統(tǒng)電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要使用24V電壓供電，單片機(jī)系統(tǒng)、超聲波傳感器避障系統(tǒng)等必須在5V電壓下才能夠正常工作。在相同電壓降的條件下，開(kāi)關(guān)電源調(diào)節(jié)器件與線性穩(wěn)壓器件相比具有少得多的“熱損失”。對(duì)于特定的電機(jī)，其最大是確定的，因此控制平均轉(zhuǎn)速就要控制占空比。達(dá)林頓管并聯(lián)可以承受更大的電流。如所示，當(dāng)Q1管和Q4管導(dǎo)通時(shí)，電流就從電源正極經(jīng)Q1從左至右穿過(guò)電機(jī)，然后再經(jīng)Q4回到電源負(fù)極。采摘機(jī)器人中傳感器主要應(yīng)用于果實(shí)的識(shí)別、系統(tǒng)的導(dǎo)航、以及避障。 點(diǎn)紅外傳感器超聲波視覺(jué)價(jià)格合理，使用方便價(jià)格合理，可以測(cè)死物，夜間不受影響。方案二：視覺(jué)傳感器在物體識(shí)別系統(tǒng)中使用得非常廣泛，比如本機(jī)器人視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)中的圖像獲取。超聲波避障模塊躲避障礙物子模塊測(cè)量距離子模塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)子模塊聲光警示子模塊 超聲波避障模塊框圖（3）超聲波障礙檢測(cè)原理超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，其頻率超過(guò)20KHz，分橫向振蕩和縱向振蕩兩種，超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。功能包括對(duì)會(huì)聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會(huì)聚調(diào)整控制，會(huì)聚測(cè)試圖控制，紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與主板CPU通信等。復(fù)位電路。聲報(bào)警部分的驅(qū)動(dòng)是由8050構(gòu)成的放大電路。單片機(jī)I/O產(chǎn)生的 40KHz 方波信號(hào)一路經(jīng)以及反向器反相后送到超聲波換能器的一個(gè)電極，另一路經(jīng)兩級(jí)反相器反向后送入超聲波換能器。實(shí)驗(yàn)證明 CX20106A 接收超聲波具有很高的靈敏度和較強(qiáng)的抗干擾能力。3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應(yīng)靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動(dòng)大，易造成誤動(dòng)作。當(dāng)檢測(cè)距離小于程序設(shè)定的避障安全距離時(shí)判定前方有障礙物，此時(shí)小車停止前進(jìn)，與此同時(shí)聲光報(bào)警器動(dòng)作，發(fā)光 LED不斷閃爍與此同時(shí)單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)完成避障操作完，避障動(dòng)作完成后小車?yán)^續(xù)前進(jìn)并檢測(cè)前方障礙物。是否有障礙物入口停止前進(jìn)聲光報(bào)警等候返回YN 避障系統(tǒng)程序流程圖本設(shè)計(jì)用了兩個(gè)電機(jī)：前輪控制車體轉(zhuǎn)向的步進(jìn)電機(jī)；后輪控制車體前進(jìn)的直流電機(jī)。正序：0x01，0x03，0x02，0x06，0x04，0x0c，0x08，0x09； 反序：0x09，0x08，0x0c，0x04，0x06，0x02，0x03，0x01。前輪電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，也是通過(guò)按鍵來(lái)模擬采摘機(jī)構(gòu)提供的信號(hào)來(lái)完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，感受到實(shí)踐結(jié)合理論的重要性。在此，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示衷心的感謝和崇高的敬意！同時(shí)感謝在大學(xué)四年所有教授過(guò)我課程的老師， //左半平面 sbit R=P3^0。 uc step1。 //速度參數(shù) //。院 0xFE,0x02,0x32,0x4A,0x86,0x0C,0x24,0x24,0x25,0x26,0x24,0x24,0x24,0x0C,0x04,0x00,0xFF,0x00,0x02,0x04,0x83,0x41,0x31,0x0F,0x01,0x01,0x7F,0x81,0x81,0x81,0xF1,0x00,}。uc code F[]={//馮0x00,0x02,0x0C,0xC0,0x38,0x02,0x82,0xFA,0x82,0x82,0x82,0xF2,0x8E,0x80,0x00,0x00,0x02,0x02,0xFF,0x00,0x04,0x04,0x04,0x05,0x04,0x04,0x44,0x84,0x40,0x3F,0x00,0x00,}。uc code XIN[]= //行 {0x10,0x08,0x84,0xC6,0x73,0x22,0x40,0x44,0x44,0x44,0xC4,0x44,0x44,0x44,0x40,0x00,0x02,0x01,0x00,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,}。uc code YZ[]={//右0x00,0x20,0x20,0x20,0x20,0xA0,0x60,0x1E,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x00,0x00,0x10,0x10,0x08,0x04,0x02,0x3F,0x12,0x12,0x12,0x11,0x19,0x07,0x00,0x00,0x00,0x00,}。//////////////////函數(shù)聲明 **************//////////************************************************void iniLCD(void)。 //正轉(zhuǎn) void run2()。 //設(shè)置顯示啟動(dòng)為第一行 wcode(0x01)。 //等待，不忙退出 } //***************************************** //*****************寫指令代碼*****************//***********************************************void wcode(uc cd) //寫指令 代碼 { chkbusy()。 //寫等待 P2=0xff。R=0。i++) //減去左邊數(shù)，從右半平面第一位開(kāi)始顯示 wdata(*(temp+i))。 } } else { L=0。 //顯示上半字 dis