【正文】 我們采用了定頻調(diào)寬方式，因?yàn)椴捎眠@種方式，電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)比較穩(wěn)定；并且在采用 單片機(jī)產(chǎn)生 PWM 脈沖的軟件實(shí)現(xiàn)上比較方便。在進(jìn)行寫操作時(shí)比較簡(jiǎn)單， MCU 先把 CSN 拉低，然后在 MOSI 線上輸出寫命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)即可。 圖 217 PT2272 接收電路 PT2262/2272 是一對(duì)帶地址、數(shù)據(jù)編碼功能的無線遙控發(fā)射 /接收芯片 ，如圖 217。247。若以兩個(gè)頻率相同，振幅 1? 和 2? 不等，波程差為 d 的兩個(gè)波干涉為例，該兩個(gè)波合成振幅為 212122211 )λπ2c osξξ2ξξ(ξ d++= ， 其中 ? 為波長(zhǎng)。超聲波的頻率越高，越與光波某些特性相似。再利用余弦定理求取關(guān)節(jié)角 ，如圖 21 212 所示 。 外圍電路 框圖 如圖 24 所示。其中 31 個(gè) 32 位的寄存器， 6 個(gè)狀態(tài)寄存器。然后，介紹下生物蛇運(yùn)動(dòng)的思想和各模塊的運(yùn)行原理。同理，對(duì)直流減速電機(jī)進(jìn)行輸出控制，實(shí)現(xiàn)蛇身的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，補(bǔ)充一個(gè)自由度，繼而實(shí)現(xiàn) 3 維運(yùn)動(dòng)。 如果開發(fā)出多臺(tái)分散的自律機(jī)器蛇，群體協(xié)調(diào)動(dòng)作，這樣不但可以在單純作業(yè)的場(chǎng)合通過多臺(tái)機(jī)器蛇的并列處理來提高工作效率，還能減少局部故障對(duì) 整體的影響，并且 2 在開發(fā)時(shí)逐漸擴(kuò)展系統(tǒng)，也比較容易使機(jī)器蛇的各關(guān)節(jié)連在一起，后為確保整體的協(xié)調(diào)性需要采用分布式并行計(jì)算機(jī)技術(shù)，并開發(fā)運(yùn)動(dòng)控制軟件利用從各種傳感器得到的信息控制其運(yùn)動(dòng)使它躲避障礙物或越過崎嶇的地形。蛇形機(jī)器人分為四個(gè)模塊：電源、控制 器 、機(jī)械模塊和無線傳輸模塊。這些機(jī)器人的出現(xiàn)并逐步應(yīng)用，使我們能強(qiáng)烈地感受到機(jī)器人應(yīng)用范圍之廣、影響程度之深，并且機(jī)器人的研究領(lǐng)域已經(jīng)從結(jié)構(gòu)環(huán)境下的定點(diǎn)作業(yè)中走出來，向著非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的自主作業(yè)方向發(fā)展。近來，大家對(duì)仿生學(xué)的興趣空前上漲，而仿生機(jī)器學(xué)也隨之而受到在機(jī)器人領(lǐng)域的特別關(guān)注，對(duì)于地震、雪災(zāi)、泥石流、海嘯、火山、有毒氣等危險(xiǎn)的地方和一些地面障礙物比較多、崎嶇不平、以及狹窄難以通過的地形及環(huán)境，類似于蛇形機(jī)器人的機(jī)器有相當(dāng)大的運(yùn)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，可以滿足各種各樣的需求?，F(xiàn)主要從以下方面進(jìn)行介紹： 本論文總共包括四章內(nèi)容，各個(gè)章節(jié)的順序參照設(shè)計(jì) 工程中 工作 流程 方法 ， 其 大致安排如下： 第二章 ：主控制器簡(jiǎn)介和各模塊理論。分為 P0[31:0]和 P1[31:16],其中， 沒有使用， 僅僅作為輸出口使用。 8 （ 4）總共有專用 寄存器 21 個(gè) 。比較適用于凸凹不平的地面。超聲波具有聚束、定向及反射、投射等特性。聲波的反射系數(shù)和透射系數(shù)可以分別由 (27)、 (28)兩式求得： 1121122ρ2ραcosβcosρραcosβcosccccR+= (27) 11221122ρρβcosαcosρρ2ccccT+= (28) 式中： β,α —— 分別為聲波的入射角和反射角； 2211 ρ,ρ cc —— 分別為兩介質(zhì)的特征阻抗，其中 21,cc 為反射波和折射波的速度。超聲波測(cè)距 系統(tǒng) 適 合 于精 確 度 相對(duì)較高 的中長(zhǎng)距離 的 測(cè)量 ，本次設(shè)計(jì)測(cè)距的范圍是 0 到 255 厘米，而超聲波最小可以測(cè)得的距離是 厘米，最大測(cè)的距離為 255 厘米，恰巧滿足此次條件 。其編碼時(shí)序波形如圖所示。 NRF905 有 3 個(gè)引腳用于狀態(tài)輸出，分別是： CD(載波檢測(cè) )、 AM(地址匹配 )DR(數(shù)據(jù)就緒 )，均為高電平有效。這就是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理。 21 3 蛇體的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 蛇形機(jī)器人的設(shè)計(jì)是在材料選擇、結(jié)構(gòu)確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，加之各傳感器模塊，來檢測(cè)實(shí)時(shí)的信息，同時(shí)就蛇體而言 ，它自身也處于不斷地運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，故需適時(shí)加以控制，本節(jié)將介紹蛇形機(jī)器人各部件的聯(lián)系及其控制。 因此，電樞一經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，由于換向器配合電刷對(duì)電流的換向作用，直流電流交替地由導(dǎo)體 ab 和 cd 流入，使線圈邊只要處于 N 極下，其中通過電流的方向總是由電刷 A 流入的方向，而在 S 極下時(shí)，總是從電刷 B 流出的方向。 NRF905 有兩種節(jié)能模式和兩種工作模式，分別為掉電模式、待機(jī)模式、 ShockBurst 接收模式和 ShockBurst 發(fā)送模式。 表 22 無線遙控引腳說明 名稱 管腳 說 明 A0A11 1 1013 地址管腳 ,用于進(jìn)行地址編碼 ,可置為 “0”,“1”,“f”(懸空 ), D0D5 7 1013 數(shù)據(jù)輸入端，有一個(gè)為 “1”即有編碼發(fā)出，內(nèi)部下拉 Vcc 18 電源正端（＋） Vss 9 電源負(fù)端（－） TE 14 編碼啟動(dòng)端，用于多數(shù)據(jù)的編碼發(fā)射，低電平有效； OSC1 16 振蕩電阻輸入端，與 OSC2 所接電阻決定振蕩頻率； OSC2 15 振蕩電阻振蕩器輸出端； Dout 17 編碼輸出端（正常時(shí)為低電平） 圖 214 4 路遙控引腳 圖 215 遙控時(shí)序圖 PT2262/PT2272 工作原理： PT2262IR 發(fā)射芯片地址編碼輸入有 “1”、 “0”和 “開路 ”三種狀態(tài)，數(shù)據(jù)輸入有 “1”和 “0”兩種狀態(tài)。 因?yàn)? 15 超聲波的速 度還 與溫度有關(guān) 系 ， 就必須考慮溫度對(duì)其產(chǎn)生的影響，但就一般情況而言，我們所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都在室溫下 進(jìn)行， 溫度 的 變化 相對(duì)來說 不大， 我們 可 以 認(rèn)為 溫度對(duì) 聲速 的影響 基本 保持 不變 ，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，也證實(shí)了這一點(diǎn) 。 2 超聲波的物理性質(zhì) 當(dāng)超聲波傳播到兩種特性不同的介質(zhì)的平面上時(shí)，一部分被反射；另一部分透射過 13 圖 213 反射及折射圖 界面 ，在相鄰的介質(zhì)內(nèi)部繼續(xù)傳播；這樣的兩種情況稱之為超聲波的反射和折射，如圖213 所示。因此，我國(guó)對(duì)超聲波的研究特別活躍。 10 圖 27 蛇的蠕動(dòng)圖 28 眼鏡蛇式運(yùn)動(dòng) （ 4）橫波運(yùn)動(dòng) 大多數(shù)蛇利用這種運(yùn)動(dòng)方式，身體的每一部分都非常成功的經(jīng)過地面上的同一點(diǎn)，沒有靜止的接觸。 （ 2）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)的內(nèi)存大小為 128B， 52 系列的有 256B 的 RAM。 X T A L 162X T A L 261P 0 .0 /T x D0/ P W M 119P 0 .1 /Rx D0/ P W M 3 /E I N T 021P 0 .2 /S CL0 /C A P 0 . 022P 0 .3 /S DA 0 /M A T 0 .. 0 /E I N T 126P 0 .4 /S CK 0 /CA P 0 .1 / A D 0 . 627P 0 .5 /M I S O 0 /M A T 0 .1 /A D 0 . 729P 0 .6 /M O S I 0 /CA P 0 .2 / A D 1 . 030P 0 .7 /S S E L 0 /P W M 2 / E I N T 231P 0 .8 /T x D1/ P W M 4 / A D 1 . 133P 0 .9 /Rx D1/ P W M 6 /E I N T 334P 0 .1 0 /RT S 1 /CA P 1 .0 / A D 1 . 235P 0 .1 1 /CT S 1 /CA P 1 .1 / S C L 137P 0 .1 2 /DS R1/ M A T 1 .0 / A D 1 . 338P 0 .1 3 /DT R1/ M A T 1 .1 /A D 1 . 439P 0 .1 4 /DCD 1 /E I NT 1 /S D A 141P 0 .1 5 /RI 1 /E I NT 2 /A D1 . 545P 0 .1 6 /E I NT 0 /M A T 0 .2 /CA P 0 . 246P 0 .1 7 /CA P 1 .2 /S CK 1 / M A T 1 . 247P 0 .1 8 /CA P 1 .3 /M I S O 1 /M A T 1 . 353P 0 .1 9 /M A T 1 .2 /M O S I 1 /C A P 1 . 254P 0 .2 0 /M A T 1 .3 /S S E L 1 /E I N T 355P 0 .2 1 /P W M 5 /A D1 . 6 / C A P 1 . 31P 0 .2 2 /A D1. 7 /CA P 0 .0 / M A T 0 . 02P 0 .2 358P 0 .2 5 /A D0. 4 /A O U T9P 0 .2 7 /A D0. 0 /CA P 0 .1 / M A T 0 . 111P 0 .2 8 /A D0. 1 /CA P 0 .2 / M A T 0 . 213P 0 .2 9 /A D0. 2 /CA P 0 .3 / M A T 0 . 314P 0 .3 0 /A D0. 3 /E I NT 3 /CA P 0 . 015V323RS T57V RE F63VSS6V S S A59P 1 .1 6 /T RA CE P K T 016P 1 .1 7 /T RA CE P K T 112P 1 .1 8 /T RA CE P K T 28P 1 .1 9 /T RA CE P K T 34P 1 .2 0 /T RA CE S Y N C48P 1 .2 1 /P I P E S T A T 044P 1 .2 2 /P I P E S T A T 140P 1 .2 3 /P I P E S T A T 236P 1 .2 4 /T RA CE C L K32P 1 .2 5 /E X T I N 028P 1 .2 6 /RT C K24P 1 .2 7 /T DO64P 1 .2 8 /T DI60P 1 .2 9 /T C K56P 1 .3 0 /T M S52P 1 .3 1 /T RS T20V343V351VSS18VSS25VSS42VSS50RT X C13RT X C25V 3 A7V B A T49P 0 .3 117P 0 .2 6 /A D 0 . 510U?L P C21 3 1 圖 21 LPC2131 結(jié)構(gòu)圖 6 LPC2131 的主要功能： （ 1）擁有完全自主的軟硬件設(shè)計(jì)及其仿真調(diào)試功能； （ 2）支持 ARM 的編程環(huán)境 集成開發(fā)環(huán)境及其菲利普公司所有的 ARM 系列微控制器； （ 3）可以進(jìn)行 GPIO 口的控制性試驗(yàn)，例如鍵盤輸入、 LED 控制模擬 ISP； （ 4）與上位機(jī)可以通過 RS232 轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行直接通訊，完成 串口實(shí)驗(yàn)； （ 5）可以用提供的人機(jī)界面，進(jìn)行實(shí)時(shí)時(shí)鐘和串口通信等的調(diào)試； （ 6）有向量中斷功能； （ 7）有 CAT1025 自帶的復(fù)位功能； （ 8）使用鎖存器 74HC595 芯片，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受功能； （ 9）自帶 a/d 轉(zhuǎn)換功能，可以進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換； （ 10）具有 6 路 PWM 波，可以利用占空比控制輸出； （ 11）可以進(jìn)行遠(yuǎn)程的 MODEM 通訊； （ 12）可以對(duì) SD 進(jìn)行讀寫操作； （ 13）可以通過 USB 進(jìn)行串口通信； （ 14）具有看門口和實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 機(jī)械部分主要是蛇的架構(gòu)及其連接問題，蛇身用內(nèi)徑為 6CM 的 UPVC 管截成 8CM長(zhǎng)的小塊，通過用 3DMAX 軟件對(duì)架構(gòu)的設(shè)計(jì)及其仿真，形成了最終的便捷、可行性方案，即每個(gè)部件采雙 U 形結(jié)構(gòu)制成，并用舵機(jī)作為連接件，采用鉚釘結(jié)構(gòu)固定，每?jī)蓚€(gè)部件為一個(gè)單元，蛇身共有 5 個(gè)單元，可以充分顯示出蛇的各個(gè)規(guī)定動(dòng)作。在我國(guó)范圍內(nèi)，上海交通大學(xué)的教授崔顯世、顏國(guó)正等人也創(chuàng)造出了我國(guó)第一臺(tái)小型蛇形機(jī)器人。s moves is depended on dc gear motor and MG955 steering gear. Switching power supplies 12v and 5v voltage for dc gear motor and steering gear, battery provided power for controller. Mechanical module use UVPC tube as raw materials, and divides into the snake unit structure of the body. Wireless is controlled by NRF905 for data transmission, remote control uses wireless digital controller . The subject int