【導讀】本文從機器人機械結(jié)構入手，對番茄采摘機器入的運動控制系統(tǒng)進行了研究。運動控制系統(tǒng)的分析與設計部分立足于采。采摘機器人的傳感器選擇依據(jù)的是番茄采摘機器人的工作環(huán)境以及目前市場上所具有。的幾種常見傳感器的性能、價格和能完成的功能進行比較選擇，最終設計出避障系統(tǒng)。最后，通過仿真驗證了運動控制系統(tǒng)設計的準確性，實現(xiàn)了避障功能。

　　

【正文】 后輪控制車體前進的直流電機。本運動系統(tǒng)對速度的精度無特殊要求，控制直流電機方法相對簡單。對于步進電機，由于相對復雜所以以下做詳細介紹。 四相步進電機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 電源通電時序與波形 圖 步進電機的驅(qū)動電路依據(jù)控制 信號工作，控制信號由單片機產(chǎn)生，具體如下： 如果按給定方向的正序換相通電，步進電機正轉(zhuǎn)；如果按反序通電換相，步進電機反轉(zhuǎn)。下面為八拍模式下以單片機的 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 顯示模塊的關鍵之處是了解顯示的指令。本設計使用的是 128X64LCD。編寫程序時只要按照時序嚴格編寫就可以實現(xiàn)車體運動狀態(tài)的顯示功能。 第五章 系統(tǒng)仿真 本設計是最后借助于仿真，完成的。簡要步驟如下： 在使用時先在 Keil uVision 環(huán)境下編輯程序，然后保存程序、建立新項目、設置項目，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)果驗證本設計的方法正確，結(jié)果正確。 仿真采用按鍵代替番茄采摘機器人采摘結(jié)構提供的信號，用于控制后輪電機的轉(zhuǎn)動，并將電機的狀態(tài)信息顯示出去。前輪電機的轉(zhuǎn)動，也是通過按鍵來模擬采摘機構提 供的信號來完成。 所示，顯示的是后輪電機處于停止狀態(tài)，顯示屏顯示為“停止”。此時 LED 點亮，蜂鳴器發(fā)出警報，車體停止運動。如圖 所示，顯示的是后輪電機處在正轉(zhuǎn)的狀態(tài)，在顯示屏中顯示為“ 前進 ”。此時無采摘任務，且前方無障礙物番茄采摘，機器人處于前進狀態(tài)。 28 圖 仿真效果圖（后輪電機停止狀態(tài)） 29 圖 仿真效果圖（后輪電機正轉(zhuǎn)狀態(tài)） 30 結(jié)束語 本文介紹了番茄采摘機器人運動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)，闡述了番茄采摘機器人運動控制系統(tǒng)的整體機械結(jié)構與運動控制系統(tǒng)的 組成，并對基于 AT89C52的控制策略進行了研究，設計了避障系統(tǒng)，并最終借助于 Proteus 完成了實驗的驗證。本設計簡單，軟件編程易實現(xiàn)，實時性好且成本低，通過試驗，成功實現(xiàn)了避障、顯示、報警等功能。 一番風雨路三千，通過近一個學期的努力，終于在曲折中的完成了番茄采摘運動控制設計與實現(xiàn)這一畢業(yè)設計。畢業(yè)設計 是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整的系統(tǒng)設計， 感受到實踐結(jié)合理論的重要性。在整個完成過程中，不僅提高了 我查閱文獻資料、設計手冊 、 CAD 制圖 、 Proteus 仿真 等 知識，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 。 同時在設計過程我也遇到了很多不懂的地方，比如如何選擇電機的整體控制策略、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)設計指明了方向。 31 參考文獻 [1] IllWoo Park, JungYup Kim, Jungho Lee, JunHo Oh. 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