【正文】 該器件采用抗干擾產品的設計。其中EXT1 圖 319 近開關連接結構圖 Fig319 The frame of approaching switch 己被超聲波測距系統(tǒng)使用。 2)距離計算與多路選通控制設計 障礙的距離由收發(fā)的時間間隔計算得到。 超聲波傳感器系統(tǒng)主要由超聲波發(fā)生電路、超聲波接收電路等模塊組成，整個系統(tǒng)主要是由主單片機來控制，從而完成超聲波信號的發(fā)射與接收。反之，如果兩電極間沒有外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。 OPTO為共陽接法。此種換 16 向方式叫做單脈沖方式。三個構件中可任意固定一個，其余兩個一為主動一為從動，可實現(xiàn)減速或增速 (固定傳動比 )，也可以變換成兩個輸入一個輸出，組成差動傳動。當繞組內電流不變時，靜轉矩隨失調角在一個齒距角范圍內變化一個周期，在近似分析中視矩角特性為正弦曲線。 (2)位移與輸入脈沖信號相對應，步距誤差不長期積累。 內部 RAM。于是我們選擇 ATMEL[8]公司 AT89 系列中經(jīng)濟低價的AT89C2051 產品，它與 MCS51 結構基本一致，區(qū)別是減少了 P0 和 P2 端口，增加了一個模擬比較器。 4)主單片機和從單片機之間的串行通訊 串行數(shù)據(jù)通信是指數(shù)據(jù)以位為單位按先后順序傳送。具備串行設備接口； SPCE061A的結構如圖 32所示。在主從式控制結構中，有上下兩級計算機，其中上位機利用它的運算能力和龐大的系統(tǒng)資源，如 :內存容量，磁盤容量等等，完成坐標變換、軌跡插補 ，圖形仿真等功能，并把數(shù)據(jù)傳遞給下位機 。兩自由度云臺安裝在機械臂上，云臺上的攝像機可完成全方位圖像采集作業(yè)。這種未來的警用機器人雖不具備電影《機械戰(zhàn)警》中描述的智能和強大功能，但是對于執(zhí)行一些特殊任務卻具有非常重要作用，并將掀起一場警用和軍用器械革命。按控制體系結構分，可分為功能式 (水平 )結構機器人、行為 (垂直 )結構機器人和混合式機器人 。機器人從爬行到學會直立行走，僅僅用了 20 年，而人類的這一過程則經(jīng)歷了上百萬年?，F(xiàn)在全世界有近 100 萬臺機器人，銷售額每年增長 20%以上，機器人技術和工業(yè)得到了前所未有的飛速發(fā)展。按功能和用途來分，可分為醫(yī)療機器人、軍用機器人、助殘機器人、清潔機器人等 。這種新型警用機器人不但能像其他普通機器人那樣，處理那些對于人類來說危險過大或無法處理的緊急情況，如拆除爆炸物等。圖 21為履帶式移動機器人的運動機構簡圖。下位機完成各個關節(jié)的位置 6 控制，并把相關的數(shù)據(jù)傳送給上位機。 7 主單片機的作用是根據(jù)遙控計算機的命令，控制各從單片機進而實現(xiàn)各從單 片機對步進電機運動的控制。由于每一瞬間只傳送一位數(shù)據(jù)，需要的傳送線路少，成本低，是各種數(shù)據(jù)設備之間特別是遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞?。它?zhí)行速度快，有良好的性能價格比，因而得到越來越廣泛的應用。 因此可 以組成結構較為簡單而又具有一定精度的開環(huán)控制系統(tǒng)，也可以在要求更高精度時組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。 最大靜轉矩 T：即矩角特性上最大電磁轉矩值。諧波減速器與一般的齒輪等減速器相比較具有顯著的優(yōu)點 :單級傳動比大，且范圍廣，精度高，空回小，承載能力大，效率高，體積小，重量輕，傳動平穩(wěn)，噪聲小，可向密封空間傳遞動力。另外還有一種雙脈沖換向方式 :驅動器接受兩路脈沖信號 (一般標注為 CW和 CCW )，當其中一路 (如 CW)有脈沖信號時，電機正向運行，當另一路 (如 CCW)有脈沖信號時，電機反向運行。驅動器的 A、A、 B、 B分別于步進電機的 A、 B、 C、 D端連接，實現(xiàn)對電機的控制。超聲波發(fā)射器向某 一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。另外本系統(tǒng)設有接近開關，接近開關的觸發(fā)響應及發(fā)出移動機器人緊急停車信號、控制通訊等功能也都是通過主單片機 SPCE061A 來完成的在移動機器人中，為了對環(huán) 境有充分的了解，獲取足夠的環(huán)境信息，建立有效的環(huán)境模型，單個傳感器不足以完成機器人對環(huán)境的感知，必須采用多個傳感器組成機器人的感知系統(tǒng)。超聲波從發(fā)射到接收間隔時間的測定是由主單片機內部的計數(shù)器來完成的。還有四個接近開關，需要四個中斷。另外，由于采用了低發(fā)射功率、高靈敏度設計，因而可滿足無線管制的要求且無需使用許可證，采用目前低功率無線數(shù)傳的高科技技術。無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊采用基于 nRF401無線通信單片機的 PTR2020微小型、低功耗、高速率 19. 2K無線收發(fā)數(shù)傳 MODEM。兩條外部中斷請求輸人線用于輸入兩個外部中斷源的中斷請求信號，外部中斷是以負跳沿觸發(fā)方式來輸人中斷請求信號的。我們的系統(tǒng)最大測距范圍為 4m，脈沖時間間隔為，實際我們取 。因此選用的超聲換能器是收發(fā)一體型的 EFR240RSC，它性價比高，體積小，工作頻率 40kHz，使用溫度 40～ +80℃ ，防塵、防水，測距范圍 0. 2～ 5m。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產生超聲波。而驅動 圖 315 從單片機控制結構圖 Fig315 The controlling circuit of subsidiary SCM 器的 FREE口為脫機模式此處不用，故懸空。比如說，此信號為高電平時電機為順時針旋轉，此信號為低電平時電機則為反方向逆時針旋轉。諧波傳動包括三個基本構件，波發(fā)生器、柔輪、 剛輪。靜轉矩是指步進電機轉子靜止時，控制繞組通以直流電，由失調角 (定轉子齒中心線間夾角 )的存在而引起的電磁轉矩。簡而一言之，轉子運動的速度主要取決于脈沖信號的頻率，而轉子運動的總位移量取決于總的脈沖個數(shù)。時鐘頻率 024Hz 。從系統(tǒng)的經(jīng)濟性考慮，如果從單片機仍選用 16 位單片機，那么系統(tǒng)浪費是很大的。連接電路如圖 36所示[6]。 隨著計算 圖 31移動機器人的微控器系統(tǒng)框圖 Fig31 The frame of the controlling system of mobile robot 機技術的飛速發(fā)展和機器人控制要求的不斷提高，逐漸出現(xiàn)了主從控制方式和分布式控制方式。因此五自由度機械臂安裝在二自由度履帶車上，機械臂共有七個自由度，可完成任何類型的手臂作業(yè)。研究和發(fā)展我國的月球探測移動機器人技術，不但對于我國在激烈的空間技術和資源競爭中取得有利地位具有關鍵意義，同時也包括移動機器人導航控制在內的相關 技術有巨大的促進作用意大利陸軍針對 “機器人警察 ”進行了研究，目前己經(jīng)進入實驗的制造階段。按移動方式來分，可分為輪式移動機器人、步行移動機器人、蛇行機器人、履帶式移動機器人、爬行機器人等 。 參考文獻 .................................................................................................. 48 附錄 A譯文 .............................................................................................. 49 附錄 B外文文獻 ...................................................................................... 58 前言 機器人的誕生和機器人學的建立和發(fā)展是 20 世紀自動控制最具有說服 力的成就，是 20 世紀人類科學技術進步的重大成果。機器人已經(jīng)能夠使用工具，能看，能聽，能說，并且開始能進行一些決策和思考的智能行為，其應用也從傳統(tǒng)的加工制造業(yè)逐漸擴展到海軍、海洋探測、宇宙探索等領域，并開始進入家庭和服務行業(yè)。按作業(yè)空間來分，可分為陸地移動機器人、水下機器人、無人飛機和空間機器人。同時，由于其研制目標是 “高科技戰(zhàn)斗機器 ”，裝備強大的火力使其未來的軍事用途前景也十分廣闊。 圖 21履帶式移機人的運動機構簡圖 Fig21 The simple chart of motorial framework of Track Robot 履帶式移動機器人的控制系統(tǒng)總體設計 該機器人的體系結構采用模塊化結構，各個模塊都是相對獨立的運行，協(xié)調 4 工作，其硬件總體框圖如圖 22所示。當前投入使用的移動機器人控制系統(tǒng)廣泛采用分布式控制結構。同時主單片機還處理傳感器采集到的各種信息并把 遙控計算機所需要的相關信息傳輸?shù)竭b控計算機。實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞街饕腥N，移位寄存器方式、異步串行方 9 式和同步串行方式。 AT89C2051的機構引腳圖如圖 39。兩個外部中斷源 。 (3)可以用數(shù)字信號直接進行開環(huán)控制，整個結構簡單廉價。它的值取決于繞組內電流的 14 值及通電相數(shù)。 3)行程開關的設計 15 履帶式移動機器人五自由度機械臂各關節(jié)的極限檢測是由行程開關實現(xiàn)的。 步進電機是一種將電脈沖信號轉換成直線或角位移的執(zhí)行元件，它不能直