【導(dǎo)讀】本文從機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)入手，對(duì)番茄采摘機(jī)器入的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)部分立足于采。采摘機(jī)器人的傳感器選擇依據(jù)的是番茄采摘機(jī)器人的工作環(huán)境以及目前市場(chǎng)上所具有。的幾種常見傳感器的性能、價(jià)格和能完成的功能進(jìn)行比較選擇，最終設(shè)計(jì)出避障系統(tǒng)。最后，通過仿真驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了避障功能。

　　

【正文】 體前進(jìn)的直流電機(jī)。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。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)，由于相對(duì)復(fù)雜所以以下做詳細(xì)介紹。 四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式 ，如圖 所示 。單四拍與雙四拍的步距角相等，但單四拍的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩小。八拍工作方式的步距角是單四拍與雙四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持較高的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩又可以提高控制精度 。 單四拍 雙四拍 八拍 圖 電源通電時(shí)序與波形 圖 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路依據(jù)控制 信號(hào)工作，控制信號(hào)由單片機(jī)產(chǎn)生，具體如下： 如果按給定方向的正序換相通電，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)；如果按反序通電換相，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)。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。 正序： 0x01， 0x03， 0x02， 0x06， 0x04， 0x0c， 0x08， 0x09； 反序： 0x09， 0x08， 0x0c， 0x04， 0x06， 0x02， 0x03， 0x01。 N 27 顯示模塊 顯示模塊的關(guān)鍵之處是了解顯示的指令。本設(shè)計(jì)使用的是 128X64LCD。編寫程序時(shí)只要按照時(shí)序嚴(yán)格編寫就可以實(shí)現(xiàn)車體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的顯示功能。 第五章 系統(tǒng)仿真 本設(shè)計(jì)是最后借助于仿真，完成的。簡(jiǎn)要步驟如下： 在使用時(shí)先在 Keil uVision 環(huán)境下編輯程序，然后保存程序、建立新項(xiàng)目、設(shè)置項(xiàng)目，接著編譯程序并生成 HEX 文件，最后在 Proteus 上調(diào)試和執(zhí)行。 仿真結(jié)果驗(yàn)證本設(shè)計(jì)的方法正確，結(jié)果正確。 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。前輪電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，也是通過按鍵來模擬采摘機(jī)構(gòu)提 供的信號(hào)來完成。 所示，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”。此時(shí) LED 點(diǎn)亮，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，車體停止運(yùn)動(dòng)。如圖 所示，顯示的是后輪電機(jī)處在正轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在顯示屏中顯示為“ 前進(jìn) ”。此時(shí)無采摘任務(wù)，且前方無障礙物番茄采摘，機(jī)器人處于前進(jìn)狀態(tài)。 28 圖 仿真效果圖（后輪電機(jī)停止?fàn)顟B(tài)） 29 圖 仿真效果圖（后輪電機(jī)正轉(zhuǎn)狀態(tài)） 30 結(jié)束語 本文介紹了番茄采摘機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，闡述了番茄采摘機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的 組成，并對(duì)基于 AT89C52的控制策略進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了避障系統(tǒng)，并最終借助于 Proteus 完成了實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，軟件編程易實(shí)現(xiàn)，實(shí)時(shí)性好且成本低，通過試驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了避障、顯示、報(bào)警等功能。 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)。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) 。 同時(shí)在設(shè)計(jì)過程我也遇到了很多不懂的地方，比如如何選擇電機(jī)的整體控制策略、避障系統(tǒng)的選擇依據(jù)等問題。好在得到了王老師的耐心解惑，給我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指明了方向。 31 參考文獻(xiàn) [1] IllWoo Park, JungYup Kim, Jungho Lee, JunHo Oh. 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