【正文】 ：可以用來與其他具有開放總線的單片機、數(shù)字信號處理器或微處理器的并行數(shù)據(jù)連接，進行高速的數(shù)據(jù)傳輸和交換。程序、數(shù)據(jù)以及外部的所有信息都是通過單片機的 I/O 端口讀入單片機的。半聯(lián)軸器與軸的配合孔可做成圓柱形或圓錐形。常用的有以下幾種： （ 1）凸緣聯(lián)軸器 采用鉸制孔用螺栓聯(lián)接 ，并靠鉸制孔 (對應鉸制孔螺栓 ) 螺栓來對中 ,依靠螺栓的抗剪切能力傳遞扭矩。mm。 （ 4） 選小齒輪的齒數(shù) z 231? ，則大齒輪齒數(shù)為 69 2．按齒面接觸疲勞強度設計 公式 32121 )(][ uKTZdRRFEt ??? ?????????? (36) 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 13 （ 1）確定公式內(nèi)的各數(shù)值 1）查的材料彈性影響系數(shù) MPaZE ? 。則： ?a? 電動機所需功率： WKWPP aWd ?? ? (34) 所以取電動機功率為 40W。 :兩個電機同時在現(xiàn)有速度基礎上增加一個數(shù)量級，實現(xiàn)加速。 方案三 使用 視覺傳感器 導航 視覺傳感器具有從一整幅圖像捕獲光線的數(shù)以千計的像素的能力，它主要部件就是照相機或攝像機，在捕獲圖像之后，視覺傳感器將其與內(nèi)存中存儲的基準圖像進行比較，以做出分析。但是蓄電池的體積過于龐大，由于我們的車體在設計時空間有限，在小型電動車上使用極為不方便，因此我們放棄此方案。而且無刷直流電機采用方波電流供電，所用電機的轉矩 /體積比更高。到了 1994 年，卡耐基梅隆大學機器人學研究所開發(fā)了 Dante II，這是一個 8足的移動機器人 fill?！备爬ㄕf來，機器人是靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的一種機器。但是到了 90 年代，隨著機械技術、計算機技術、微電子技術、網(wǎng)絡技術以及人工智能技術的快速發(fā)展，機器人活動領域的不斷擴大，機器人的應用從制造業(yè)領域向非制造業(yè)領域不斷發(fā)展，原先只是在工業(yè)中才使用的自主式機器人也開始進 入到人們的日常生活中來，因此 在工業(yè)、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事等領域 都能看到移動機器人的身影，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等都陸續(xù)成立了機器人實驗室，由此機器人技術得到了長久的發(fā)展。 3. 傳感器部分：利用視覺傳感器收集圖像，送至上位機進行圖像處理。 關鍵詞： 移動機器人 單片機 運動控制 視覺傳感器 圖像處理 本科畢業(yè)設計說明書（論文） II Abstract Mobile robot ]1[ is an important branch of robotics and will be widely applied in both military field and civil area. With the development of robotics and artificial intelligence, scientists were often faced with issues on cooperation and coordination among different robots in a workspace. This has led to the developments in multirobot cooperative systems MRCS. As a research model of MRCS, soccer robot is an interdisciplinary area that involves the knowledge of robotics, intelligence control, wireless munication, puter science, sensor technology, image processing, artificial intelligence, and so on. It has bee a public experimental platform for universities all over the world to municate with each other. It has gained considerable attention in recent years. Originally inferior design simple ness is robotic, adopt the monolithic machine to be the handcart detecting and to control core。 本文設計的機器人實際上就是一種利用視覺傳感器自動移動的機器裝置， 由視覺傳感器采集圖像，送至上位機分析， 實現(xiàn)路徑識別， 采用單片機控制直流無刷電機實現(xiàn) 對小車速度的控制， 達到運動要求。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 3 智能機器人的研究可以追溯到 20世紀 60年代，在 1966 至 1972 年間 ,美國斯坦福研究院的和 Charles 等人研制的機器人，身高 米，是歷史上第一個由計算機控制的自主式智能移動機器人。在 1994年 4 月，該機器人通過衛(wèi)星通訊與 Inter 相連，通過網(wǎng)絡由 NASA 的研究組、卡耐基梅隆大學以及阿拉斯加火山觀測所的科研人員控制 Dante 進行阿拉斯加火山口觀測，并收集了火山口噴出的氣體樣本。無刷直流電機結構更簡單、制造成本更低。 經(jīng)過比較，本次設計使用方案 1。視覺傳感器通常因其精確性、易用性、豐富功能及合理成本而成為最佳選擇。 :兩個電機同時在現(xiàn)有速度基礎上減小一個數(shù)量級，實現(xiàn)減速。 電動機轉速的選擇 同一類型、功率相同的電動機有多種轉速。 2）按齒面的硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 6001lim ?? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 MPaH 5502lim ?? 。 — 軸計算載面上的轉矩， N （ 2） 十字滑塊聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器屬于撓性聯(lián)軸器；由兩個端面上開有凹型槽的半聯(lián)軸器和兩面帶有凸牙的中間盤組成。 （ 2） 輪胎聯(lián)軸器 輪胎聯(lián)軸器用橡膠或橡膠織物制成輪胎狀 的彈性元件，兩端用壓板及螺釘分別壓在兩個半聯(lián)軸器上。單片機計算的所有結果也都通過 I/O 輸出到顯示部分或者控制外部其他執(zhí)行 機構。 引腳的基本功能： 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 24 OSC1（ 13 引腳）：時鐘振蕩器輸入端，也是晶振連接端。 無刷直流電機（ BLDCM）是在有刷直流電動機的基礎上發(fā)展來的，但它的驅動電流是不折不扣的交流；無刷直流電機又可以分為無刷速率電機和無刷 力矩電機 。 CMOS 傳感器的圖像采集方式為主動式，感光二極管所產(chǎn)生的電荷會直接由晶體管放大輸出，但 CCD 傳感器為被動式采集，需外加電壓讓每個象素中的電荷移動，而此外加電壓通常需要達到 1218V；因此， CCD 傳感器除了在電源管理電路設計上的難度更高之外 (需外加 power IC)，高驅動電壓更使其功耗遠高于CMOS 傳感器的水平。有時候把前一種叫直流無刷電機，后一種叫交流 伺服電機 ，確切地講是交流伺服電動機的一種。 MCLR（ 1 引腳）：人工復位輸入端。 （ 2）端口 RB 模塊：是一個具有 8 條引腳的輸入 /輸出可編程的端口。缺點是徑向尺寸較大；當轉矩較大時，會因過大扭轉變形而產(chǎn)生附加軸向載荷。一般運用于轉速 n小于 250r/min,軸的剛度較大，無劇烈沖擊處。 — 將轉矩折合成當量彎矩的折算系數(shù)力 當所在計算載面軸段開有鍵槽時，由上式算得的直徑應增大 3%～ 5%（開一個鍵槽）或 7%～ 10%（開兩個鍵槽），然后圓整為標準直徑。 2） 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK ， ?FNK 3) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，則， M P aSK FEFNF ][ 111 ?? ?? (318) MPaSK FEFNF 4 4][ 222 ?? ?? 4)載荷系數(shù) K= 5）節(jié)圓錐角 01 r c ta n ?? u? (319) 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 15 ooo ???? 6）當量齒數(shù) 24c os 111 ?? ?zZV (320) 218c os 222 ?? ?zZV 7）查取齒形系數(shù) ?FaY ?FaY 8）查取應力校正系數(shù) ?SaY ?SaY 9）計算大小齒輪的][ FSaFaYY?，并加以比較 ?][ 1 11FSaFaYY? ?][ 2 22FSaFaYY? 大齒輪的數(shù)值大 4 設計計算 1 6 4 *13*23*)31*(31 4 7**43 22 ????m 綜合分析考慮，取 m=， 271?z ， 812?z （ 1）幾何尺寸計算 1）計算大端分度圓直徑 mmd 141 ? mmd 412 ? 2）計算節(jié)錐頂距 mmudR 2 ??? (321) 3）節(jié)圓錐角 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 16 ?? ?? 4）大端齒頂圓直徑 o s**214c o s2 111 ????? oa mdd ? (322) o s**241c o s2 222 ????? oa mdd ? 5)、齒寬 ??? Rb R? ? (323) 取 721 ??bb 圓柱齒輪傳動的設計計算 設計參數(shù) htirnrnmNTWp24000。選用轉 速低的電動機則情況相反。 :兩個電機以相同的速度和轉向運動。 視覺移動機器人控制系統(tǒng)設計方案 控制系統(tǒng)的選擇 PLC ( Programmable logic Controller) ]7[ ，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。根據(jù)傳動原理的不同，有靠帶與帶輪間的摩擦力傳動的摩擦型帶傳動，也有靠帶與帶輪上的齒相互嚙合傳動的同步帶傳動帶傳動具有結構簡單、傳動平穩(wěn) ， 且其造價低廉、不需潤 滑、維護容易等特點。 最終方案：本次設計使用直流無刷電機?！熬盼濉逼陂g又研制了軍用“智能機器人平臺 2號，道路自主駕駛的最高速度為 74Km/h。它的出現(xiàn)標志著智能機器人研究的正式開始。對移動 機器人的設計包括機械結構、傳感器、運動學方程、控制系統(tǒng)、路徑規(guī)劃以及各種算法的分析與設計。s own in interior hit the target plicated environment pleteness. And can make robotic under the unknown environment, gradually, estimate oneself location and move status by the fact that oneself sensor measures the environment data coupling back the signal arrives at the monolithic machine, makes the monolithic machine can look for trace according to giving stable black the guidance line arbitrarily stable according to that the predetermined job pattern controls a handcart uses a handcart. Contents Include: 1. Design of mechanical structure: the robot driven by two independent track structures, the power source using brushless DC motor, gear reducer and gear belt transmission by using differential steering mobile robot platform, use incremental photoelectric encoder for speed detection of robots, robot positioning. 2. Design of control structure: control part of the model using AT89C51 microcontroller for receiving orders and