【導(dǎo)讀】在這個(gè)智能普及的時(shí)代，智能小車也逐漸吸引著高校學(xué)生和研究工作者們的眼球。分的調(diào)試，使其最終達(dá)到在障礙物小于編程中設(shè)定的距離的情況下能夠進(jìn)行自動(dòng)避障。超聲波也是現(xiàn)在時(shí)代發(fā)展的主流。應(yīng)用在各個(gè)大品牌的汽車上。自動(dòng)泊車和拐彎都。是在基于超聲波的測(cè)距情況下來(lái)完成并實(shí)現(xiàn)其功能的。本設(shè)計(jì)的最初靈感是來(lái)自倉(cāng)庫(kù)管理機(jī)器人，在如今勞動(dòng)力較為飽和的社會(huì)現(xiàn)狀下，并且能夠完美收官，也會(huì)被不少企業(yè)家們所看重。件焊接以及電子設(shè)計(jì)等多種真正在學(xué)校學(xué)習(xí)到的本領(lǐng)。比較考驗(yàn)本人的知識(shí)融合能力以。及動(dòng)手操作的實(shí)踐能力。對(duì)將來(lái)步入社會(huì)都起著舉足輕重的作用。KeyWords：Singlechip；Ultrasonic；Obstacleavoidanc；Program

　　

【正文】 relay drive schematic 電機(jī) 直流電機(jī)是實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換的一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，分為直流發(fā)電機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。如果作為發(fā)電機(jī)， 必須有原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為直流電能，以滿足生產(chǎn)的需要，如直流電機(jī)的電源、同步發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電源、電鍍和電解用的低壓電源；如果作為電動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)拖動(dòng)各種生產(chǎn)機(jī)械，以滿足用戶的各種要求。由于直流電機(jī)具有良好的氣動(dòng)特性，能在寬廣的范圍內(nèi)平滑而經(jīng)濟(jì)地調(diào)速，所以它廣泛的用于對(duì)起動(dòng)和調(diào)速性能要求較高的生產(chǎn)機(jī)械上，如軋鋼機(jī)、高爐卷?yè)P(yáng)設(shè)備、大型精密機(jī)床等。小容量直流電機(jī)廣泛作為測(cè)量、執(zhí)行元件使用。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 30 在本設(shè)計(jì)中，采用的是 TT 變速電機(jī)。 電機(jī)采用扭力強(qiáng)勁抗干擾強(qiáng)磁電機(jī) , 超省電，空轉(zhuǎn)電流 ,電機(jī)運(yùn) 行穩(wěn)定，無(wú)抖動(dòng)。本設(shè)計(jì)中對(duì)速度無(wú)要求 ，要穩(wěn)定巡線，調(diào)速運(yùn)行，用 1： 120 的電機(jī)， 6V 電壓，速度約 90 轉(zhuǎn) /分鐘，可以載重 1 公斤左右。 基本直流變速電機(jī)工作原理如下表 所示： 表 基本電機(jī)變速工作原理 The basic working principle of variable speed motor 電機(jī)類型 變速原理 小型直流電機(jī) 調(diào)整電樞電壓 交流繞線電機(jī) 調(diào)整轉(zhuǎn)子繞組 鼠籠式電機(jī) 改變繞組接線方式 本電機(jī)所需要的驅(qū)動(dòng)電壓位 6V，所以需要用繼電器來(lái)間接控制。因?yàn)閱纹?機(jī)的輸出電壓較低，難以驅(qū)動(dòng)本電機(jī)。該電機(jī)功耗小，簡(jiǎn)單方便，故而采用 TT 變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)。 小車運(yùn)行實(shí)際效果 在本設(shè)計(jì)中，通過不斷地修改程序和硬件調(diào)試，最終成功達(dá)到最初的設(shè)計(jì)目的。使本小車在無(wú)人監(jiān)控的情況下，距離障礙物 20CM 的時(shí)候會(huì)進(jìn)行自動(dòng)避障，因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)中所使用的電機(jī)為變速電機(jī)而不是舵機(jī)，所以只能使小車在轉(zhuǎn)彎的時(shí)候按照程序中所給的自動(dòng)向左轉(zhuǎn)動(dòng)，直至沒有障礙物，才會(huì)進(jìn)行向前直走。下圖為小車在面對(duì)墻壁的時(shí)候進(jìn)行自動(dòng)避障的實(shí)際運(yùn)行圖： 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 31 圖 小車在障礙物距離大于 20CM 時(shí)的實(shí)際效果圖 The car in the actual effect of obstacle distance is greater than 20CM map 在圖中我們可以清晰地看到當(dāng)障礙物與小車之間的距離大于 20CM 時(shí)， SP430F149單片機(jī)的指示燈會(huì)亮兩個(gè)，當(dāng)障礙物與小車之間的距離小于或等于 20CM 時(shí)，單片機(jī)的指示燈只亮一個(gè)， HK4100F 繼電器吸合，相當(dāng)于開關(guān)閉合，此時(shí)程序就會(huì)發(fā)揮作用，驅(qū)動(dòng)小車電機(jī)，左輪不轉(zhuǎn)，右輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使得小車的前進(jìn)方向發(fā)生改變，向左轉(zhuǎn)動(dòng)直至無(wú)障礙物為止。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 32 圖 小車在障礙物距離小于 20CM 時(shí)的實(shí)際效果圖 The actual effect in the car obstacle distance less than 20CM map 在圖 中，可以看出來(lái) MSP430F149 單片機(jī)的指示燈只亮一個(gè)。此時(shí)我們就可以根據(jù)單片機(jī)指示燈亮的現(xiàn)象判斷出來(lái)障礙物與小車的距離已經(jīng)在 20CM 以內(nèi)了。所以在這之后，小車就會(huì)發(fā)生向左轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作。已經(jīng)達(dá)到我們最初設(shè)計(jì)的目的。 在下圖 中，我們可以清楚地看到小車已經(jīng)發(fā)生了向左轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)作。在左邊沒有障礙物的時(shí)候，單片 機(jī)的指示燈又亮起來(lái)兩個(gè)。我們就可以判斷出來(lái)此時(shí)在小車的正前方已經(jīng)沒有了障礙物，小車可以直接向前走。 最后通過一系列的運(yùn)行效果可以下定結(jié)論：本次基于超聲波的研究與設(shè)計(jì)已經(jīng)初步完成了。如果本小車采用的電機(jī)是舵機(jī)驅(qū)動(dòng)，我們可以編寫程序使舵機(jī)判斷在小車的前后左右四個(gè)方向哪個(gè)方向沒有障礙物，并使小車再向沒有障礙物的方向繼續(xù)前行。采用舵機(jī)驅(qū)動(dòng)比本設(shè)計(jì)中的變速電機(jī)驅(qū)動(dòng)更加具有技術(shù)難度，而且沒有足夠的時(shí)間去完成舵機(jī)的設(shè)計(jì)和研究。因此只能采用 TT 變速電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的最初目的。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 33 圖 小車在障礙物距離小于 20CM 時(shí)進(jìn)行自動(dòng)避障實(shí)際效果圖 Car automatic obstacle avoidance effect diagram in obstacle distance is less than 20CM 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 34 第五章 結(jié)論 從去年的 11 月開始，就著手開始了大學(xué)四年最后的一件重要的事情：畢業(yè)設(shè)計(jì)。在選題的時(shí)候就想要做一件實(shí)物來(lái)檢測(cè)自己在大學(xué)四年中對(duì)理論和實(shí)踐知識(shí)的掌握，所以最終決定要選擇基于超聲波的智能避障小車的研究與設(shè)計(jì)這個(gè)題目。 因?yàn)殚_始的早，所以在本設(shè)計(jì)中投入的時(shí)間也比較富裕。剛開始的那 幾天，在圖書館借了幾本關(guān)于單片機(jī)學(xué)習(xí)的書本，每天在宿舍學(xué)習(xí)單片機(jī)的串口、引腳、以及各個(gè)部件的運(yùn)用知識(shí)。 在最初的采購(gòu)原器件的時(shí)候，因?yàn)閷?duì)器件的不了解和不熟悉，導(dǎo)致在采購(gòu)元器件上犯過一些錯(cuò)誤，最終在老師的指導(dǎo)下，才完成了在采購(gòu)原器件的工作。以后在做設(shè)計(jì)之前，需要指定詳細(xì)的元器件列表，這樣會(huì)比較節(jié)省時(shí)間。 在后來(lái)的設(shè)計(jì)中，因?yàn)閷?duì)自己的放縱和不會(huì)對(duì)時(shí)間的合理利用，最終沒有在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成老師給我指定的最初計(jì)劃。以后要強(qiáng)調(diào)時(shí)間觀念，按時(shí)并且爭(zhēng)取在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成最初階段指定的任務(wù)。 本次設(shè)計(jì)中超聲波避障小車的實(shí)物主 體框架由劉繼偉老師負(fù)責(zé)指導(dǎo)完成，包括硬件電路的設(shè)計(jì)與焊接和最初的組裝，程序軟件上的編寫主要是靠自己的閱讀和實(shí)驗(yàn)調(diào)試修改。劉老師給定的目標(biāo)比較明確，使得工作完成質(zhì)量更有保證，并且查錯(cuò)與改錯(cuò)也更容易一些。 在最初的時(shí)候，我們打算用 PWM 模式來(lái)驅(qū)動(dòng)舵使其來(lái)進(jìn)行電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，完成超聲波避障之后能夠自動(dòng)選擇沒有障礙的方向下前行。后來(lái)在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)小車行駛速度并不是很快，而且沒有必要使用舵機(jī)驅(qū)動(dòng)小車前進(jìn)，一般的變速電機(jī)就足以完成最初設(shè)計(jì)的目的。這樣減少了我和老師的工作量并且簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)流程。因此我感覺到：在同樣一個(gè)目的的驅(qū)使 下，簡(jiǎn)單的方法總是比復(fù)雜的方法更會(huì)得到人們的青睞。 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 35 參考文獻(xiàn) [1] 王楠 . 小型工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)狀況與前景 . 廣西輕工業(yè)， 20xx， 5（ 3） :44~45 [2] 劉佳 . 芻議智能機(jī)器人及其關(guān)鍵技術(shù) . 企業(yè)導(dǎo)報(bào) ， 20xx， 3（ 1） :264~265 [3] 張麗娟 . 鉑電阻溫度測(cè)量系統(tǒng)研究 . 科技致富向?qū)?， 20xx， 4（ 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QCS003 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的單片機(jī)控制教學(xué)實(shí)驗(yàn) . 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào) ，20xx， 3（ 8） :16~18 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 36 致 謝 本論文是在導(dǎo)師劉繼偉老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不禁使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處事的道理 。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x ! 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 38 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定 ，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院 20xx 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 39 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字 左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1 萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬(wàn)字。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 、圖表要求： 1）文字通順，語(yǔ)言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無(wú)錯(cuò)別字，不準(zhǔn)請(qǐng)他人代寫 2）工程設(shè)計(jì)類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制， 部分用計(jì)算機(jī)繪制，所有圖紙應(yīng)符合國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁(yè)以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無(wú)格子的頁(yè)面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 3）其它