【正文】 會反射回來。反射回來的紅外光線被CCD檢測器檢測到以后，會獲得一個偏移值L，中心矩X，以及濾鏡的焦距f以后，利用相似三角關(guān)系，傳感器到物體的距離D為：D=Xf/L。因此，只要測出PSD的光點(diǎn)位置坐標(biāo)L的值，即可測出待測體的距離。紅外傳感器的選型：本設(shè)計的載物機(jī)器人不屬于精確控制型的機(jī)器人，因此不需要很精確的距離檢測，綜合本設(shè)計的各參數(shù)及前人經(jīng)驗(yàn)，選擇工業(yè)控制中常用的GP2Y0A02YK0F型紅外測距傳感器。 GP2Y0A02YK0F型紅外測距傳感器參數(shù)型號探測范圍（cm）輸出信號靈敏度（cm）分辨率（cm）GP2Y0A02YK0F20150模擬型22 紅外傳感器三角測距原理 機(jī)器人爬樓主程序流程圖C8051單片機(jī)采用 Silicon Laboratories IDE用C語言編寫程序。C51程序結(jié)構(gòu)與一般C語言相似，一個C51程序大體上是一個函數(shù)定義的集合[22]，在這個集合中有且僅有一個名為main的函數(shù)（主函數(shù)）。主函數(shù)是程序的入口，主函數(shù)中的所有語句執(zhí)行完畢，則程序執(zhí)行結(jié)束。使用C語言編程，程序員不必十分熟悉處理器的運(yùn)算過程。這意味著對新的處理器也能很快上手，不必知道處理器的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得采用C語言編寫的程序比采用匯編程序有更好的可移植性。很多處理器都支持C編譯器。所有這些并不說明匯編語言就沒了立足之地，很多系統(tǒng)，特別是實(shí)時時鐘系統(tǒng)都是用C語言和匯編語言聯(lián)合編程。當(dāng)系統(tǒng)對時鐘要求很嚴(yán)格時，采用匯編語言成了唯一的方法。C語言的特點(diǎn)就是，可以盡量少地對硬件進(jìn)行操作，是一種功能性和結(jié)構(gòu)性很強(qiáng)的語言。用C語言編寫的程序具有很好的結(jié)構(gòu)性和模塊化[23]，容易閱讀和維護(hù)，而且有很好的可移植性。功能化的代碼能夠很方便的從一個工程移植到另一個工程，從而減少了開發(fā)時間。假設(shè)在結(jié)構(gòu)環(huán)境下面，紅外距離傳感器測到前方有障礙，紅外高度傳感器測得高度超過越障限度，則機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)，轉(zhuǎn)向電機(jī)工作小車轉(zhuǎn)向，另擇它路；若高度在爬行范圍內(nèi)，則小車輪鎖軸器工作鎖緊小車軸和管軸，三星輪開始翻滾前進(jìn)，行進(jìn)過程中，陀螺儀開始工作，如果兩個關(guān)鍵參數(shù)θ和q超過了規(guī)定值，則轉(zhuǎn)向電機(jī)工作，調(diào)整好機(jī)器人小車姿態(tài)；若高度傳感器測得高度在越障范圍內(nèi)，可以小車輪驅(qū)動電機(jī)直接驅(qū)動越過小障礙物[24]。（1）電機(jī)驅(qū)動程序void goahead(){s1=1；s2 =0； s3=1；s4 =0；//驅(qū)動直流電機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)}Void goback(){s1=0 。 s2 =1。s3=0。s4=1。 //驅(qū)動直流電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)}void turnleft ( ){s3=1；s4=0；//驅(qū)動驅(qū)動直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) }void turnright ( ){s1=1；s2=0；//驅(qū)動轉(zhuǎn)向直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)}void stop () {en1=0；//禁止使能右轉(zhuǎn)en2=0；//禁止使能左轉(zhuǎn)}（2）避障程序void bizhang(){en1=1；//使能右轉(zhuǎn)en 2=1 。 //使能左轉(zhuǎn)goback () 。 //遇到障礙車子倒退mi d_red=0 。 //點(diǎn)亮中間的紅色二極管baojing () 。 //產(chǎn)生報警信號goback () 。 //車子倒退for (i =0。 i 8 。i++){en1=1 。 //使能右轉(zhuǎn)en2=1。 //使能左轉(zhuǎn)delay(150)。 //延遲150msen1=0 。 //禁止使能en2=0 。 //禁止使能delay(50)。 //延遲50ms}sto p()。//停止delay(10)。 //延遲10msturnleft () 。 //向左行駛for (i =0；i 11；i++){en1=0；//禁止使能en2=1；//使能delay(130)；//延遲130msen2=0；//禁止使能delay(50)；//延遲50ms}stop()；delay(10)；goahead ()；//繼續(xù)向前行走for (i =0；i 22；i++){en1=1；en2=1；delay(130)；en1=0；en2=0；delay(50)；}stop()；delay(10)；turnright ()；for (i =0；i18；i++){en1=1；en2=0；delay(130)；en1=0 。 delay(50)；}xun：if ( (left_red= =1) amp。(right_red= =0))//遇到右邊有障礙物{loop：turnleft ()；//向左轉(zhuǎn)en1=0；en2=1；delay(30)；turnright ()；//當(dāng)左轉(zhuǎn)道一定程度時，需向右轉(zhuǎn)回到正軌上en1=1；delay(50)；en1=0；delay(50)；en2=0；delay(50)；if ( (left_red= =1) amp。 (right_ red= =1))//正前方有障礙物，車子應(yīng)向后退{(lán)en1=1 。 //使能右轉(zhuǎn)en2=1。 //使能左轉(zhuǎn)delay(150)。 //延遲150msgoback () 。 //返回}Else{go to loop；//左或右前方有障礙物，繼續(xù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)右或左轉(zhuǎn)}}Else//前方?jīng)]有障礙物，車子繼續(xù)向前行走{en1=1；en2=1；goahead ()；delay(80)；en1=0；en2=0；delay(50)；go to xun；//繼續(xù)循跡}}第五章 總結(jié)與展望本文對比分析國內(nèi)外現(xiàn)有爬樓機(jī)構(gòu)，設(shè)計了符合我國樓梯尺寸規(guī)范、相對優(yōu)勢較明顯的輪組結(jié)構(gòu)爬樓機(jī)器人。對機(jī)器人小車進(jìn)行了三維實(shí)體模型的分析，闡明了設(shè)計方案的可行性。最后對進(jìn)行了驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計。我們按論文的敘述順序把本論文所從事的工作大致歸納如下：對比現(xiàn)有爬樓機(jī)構(gòu)，分析爬樓動作的要求，選取了優(yōu)勢較強(qiáng)的形星輪結(jié)構(gòu)作為攀爬裝置。根據(jù)我國《建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》，設(shè)計了強(qiáng)適應(yīng)能力的輪組結(jié)構(gòu)尺寸。該輪組在地面的能快速移動，實(shí)現(xiàn)平地與越障或上下樓梯姿態(tài)的平滑切換。符合建筑樓梯標(biāo)準(zhǔn)的樓梯都能夠平穩(wěn)上下。對機(jī)器人小車傳動、輪組及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計，分析了小車實(shí)現(xiàn)任意曲線運(yùn)動所包含的直線前進(jìn)、圓弧前進(jìn)二個基本運(yùn)動單元。從而進(jìn)一步分析，得出有效控制小車軌跡的方式方法。運(yùn)用三維實(shí)體建模軟件Pro/E建立小車各部分的三維實(shí)體模型，分析機(jī)器人小車行駛通過性能指標(biāo)，為設(shè)計更好的小車結(jié)構(gòu)尺寸提供了參數(shù)。設(shè)計了在結(jié)構(gòu)環(huán)境下，以單片機(jī) C8051F310為核心的爬樓控制系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中，采用超聲波傳感器的對稱排列，獲取了自主上樓梯所必須地兩個關(guān)鍵參數(shù)θ和 q；對驅(qū)動大功率電機(jī)的電路進(jìn)行分析，替換通常使用驅(qū)動芯片 L298N 的電路，設(shè)計了更適合大功率，更安全性電機(jī)驅(qū)動電路。為將來采用上、下位機(jī)，實(shí)現(xiàn)更高智能控制搭建了良好平臺。就本論文所進(jìn)行的研究來說，最具挑戰(zhàn)性的工作是結(jié)構(gòu)設(shè)計和控制系統(tǒng)部分。我們知道，樓梯的長和寬的尺寸多變的，尋求能適應(yīng)所有樓梯的輪組參數(shù)，花費(fèi)了不少時間，欣慰的是問題最終得以解決。但是沒有最好，只有更好。由于時間關(guān)系，本文的控制部分只是設(shè)計了采用單片機(jī)為核心電機(jī)驅(qū)動電路。離我們構(gòu)建一個高度智能化，視覺系統(tǒng)采集信息完全的目標(biāo)還有一段距離。希望進(jìn)一步的研究，能夠使用陀螺儀、紅外、CCD等多傳感器的融合，無線通訊，人工與智能聯(lián)合導(dǎo)航等技術(shù)，使控制體系結(jié)構(gòu)更加科學(xué)。38致謝致 謝本次畢業(yè)設(shè)計能順利完成，首先要感謝指導(dǎo)老師的耐心指導(dǎo)，他多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我更加清楚的了解了自己在學(xué)習(xí)上那些方面不足，使我對產(chǎn)品設(shè)計有了進(jìn)一步了解。這次的畢業(yè)設(shè)計，是本人獨(dú)立思考、研究及動手能力的一次非常好的鍛煉機(jī)會。通過這次設(shè)計，我覺得自己在各個方面的能力都有了很大的提高，在以后的學(xué)習(xí)和生活中，我將會抓住每一個機(jī)會，努力提高自己。最后，再次對關(guān)心、幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，他們嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)的榜樣；他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] 吳奇峰,劉冬雪,任家權(quán). 遙控起動在叉車上的應(yīng)用[J]. 叉車技術(shù), 2010,(02) .[2] 尹曉霞,楊欣. 紅外線遙控電冰箱故障實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計[J]. 裝備制造技術(shù), 2010,(01) .[3] 祁亨年，基于雙目立體視覺的排爆機(jī)器人自動目標(biāo)抓取[J]. 廣西師范大學(xué)學(xué)報, 2008,(03) .[4] 安定，移動X線機(jī)遙控曝光系統(tǒng)的設(shè)計[J]. 黑龍江科技信息, 2008,(34) .[5] 上官望義，輪式移動機(jī)器人移動性能研究及樣機(jī)設(shè)計開發(fā)[D]. 西安理工大學(xué), 2009 . [6]喬風(fēng)斌，2004，26(4)：301～305[7]蘇和平，王人成. ，2005，20(5)：366～367[8]王德新，王付銳，董二寶，2005，27(7)：31～35[9]王挺，王越超，2004，26(4)：289～294[10]蔡改貧，吳光華，2008，22（1）：43～47[11]李貽斌，劉明，19992，1(9)：55～57[12]方昆凡，公差與配合實(shí)用手冊[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005年[13]徐國華，200l，23(3)：7～l4[14]李磊，葉濤，譚民，2002，24(5)：475～480[15]：[碩士學(xué)位論文].南京：南京理工大學(xué)，2008[16]：[碩士學(xué)位論文].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2008[17]胡人喜等，Pro/Engineer 標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例教程，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009年[18]：[碩士學(xué)位論文].內(nèi)蒙古：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，2007[19]—87 ：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1987[20] Hyun Do ChoiChun KyuWooSoohyun KimYoon KeunKwakSukjune Yoon,Independent traction control for uneven terrain using stickslip phenomenon: application to a stair climbing robot, Korea Advanced Institute of Science and Technology,2007.[21]鄭文緯等，機(jī)械原理，北京：高等教育出版社，1997年[22]濮良貴等，機(jī)械設(shè)計，北京：高等教育出版社，2006年[23]郭惠，吳 機(jī)C語言程序設(shè)計完全自學(xué)手冊[M].電子工業(yè)出版社,：1 200. [24]王東鋒，王會良，董冠強(qiáng)。單片機(jī)C語言應(yīng)用100例[M].電子工業(yè)出版社,：145300。[25]王曉明，電動機(jī)的單片機(jī)控制[ J ].學(xué)術(shù)期刊，2002，13（15）：13221755.[26]Yamato I, et al 1 High frequency link DC/AC converter for UPS with a new voltage cla mper[J] 1 IEEE PESC,1990:52105。