傳感器技術(shù)課程設(shè)計(jì)-尋跡機(jī)器人(小車(chē))設(shè)計(jì)(參考版)
2024-09-06 20:00本頁(yè)面
【正文】 最后 ，還要 感謝學(xué)校給我們提供這種獨(dú)立自主研究性學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，充分開(kāi)發(fā)了我們的創(chuàng)新能力。所以這周我能夠順利地完成課設(shè)任務(wù)有很大一部分原因是大家的幫助和圖書(shū)的資源。 還要感謝為我提供課設(shè)資料的學(xué)校圖書(shū)館，圖書(shū)館的大量書(shū)籍為我提供了廣闊的資源，讓我熟悉掌握了 各種傳感 器 的工作原理、大部分機(jī) 器人應(yīng)采用的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置以及控制源等相關(guān)信息，這些信息都是對(duì)我的課程設(shè)計(jì)非常重要的 ，能讓我對(duì)機(jī)器人的設(shè)計(jì)更加應(yīng)手 。還要感謝在這 一 周時(shí)間里與我共同討論和交流的同學(xué)，感謝他們的細(xì)心指導(dǎo)和他們提出的疑點(diǎn)。 很慶幸能有這樣一次課設(shè)的機(jī)會(huì)，讓我學(xué)嘗試了理論與實(shí)際的結(jié)合，讓我學(xué)到了很多知識(shí)，讓我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，知道光是掌握了理論知識(shí)并不代表什么，必須還要與實(shí)際結(jié)合才能更好的理解這些知道，使之掌握得更牢靠。更重要的是 通 過(guò)這次 的設(shè)計(jì) 我 對(duì)電路的設(shè)計(jì)更加熟練了 ， 也能更加快速的看懂電路各部分的作用， 也知道了該如何去利用圖書(shū)館和網(wǎng)絡(luò)上的資源，這對(duì)我們以后的課程設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)是有很大幫助的。 在整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我需要做的 就是 循跡機(jī)器人的硬件電路設(shè)計(jì)，既要能檢測(cè)到路線和障礙物，還能對(duì)障礙進(jìn)行躲避和不斷變換的路線進(jìn)行跟蹤跟隨 ，最終到達(dá)目的地。與次同時(shí)，通過(guò)此次的課程設(shè)計(jì)也讓我充分地認(rèn)識(shí)到了我在學(xué)習(xí)這門(mén)課程中存在的不足之處。 否 獲取傳感器信息 黑線上是否有障礙物 是 右轉(zhuǎn) 前進(jìn) 10cm 左轉(zhuǎn)前進(jìn) 5cm 后左轉(zhuǎn) 前進(jìn) 10cm 并檢測(cè)黑線 繼續(xù)前進(jìn) 循跡機(jī)器人設(shè)計(jì) 13 52 軌跡運(yùn)行 流程圖 單片機(jī)與外部傳感器之間采集到的信息經(jīng)過(guò)信息處理電路處理之后要進(jìn)入單片機(jī)還需要有 串口與之相連，這就需要在外部器件和單片機(jī)之間放置一個(gè)串口，以便信息傳遞的快速準(zhǔn)確性，而機(jī)器人也可以通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)相關(guān)動(dòng)作連續(xù)不間斷實(shí)現(xiàn)，這在僅是硬件設(shè)備中是一個(gè)明顯的提升 ，下圖 53 便是外部與串口的鏈接圖。 這部分的信息來(lái)源是通過(guò)紅外傳感器檢測(cè)而來(lái)的，當(dāng)檢測(cè)到在行動(dòng)的黑線上有障礙物時(shí)，傳感器將信息發(fā)送到單 片機(jī)控制中心，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)向，經(jīng)過(guò)一系列的處理之后，機(jī)器人便能運(yùn)動(dòng)到規(guī)定的軌道上去。紅外傳感器傳達(dá)的信息通過(guò)運(yùn)算放大器輸入單 片機(jī)，由單片機(jī)根據(jù)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷并輸出相應(yīng)的結(jié)果控制小車(chē)的行走 ， 由單片機(jī)的 I/O 口輸出高低電平控制其電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，其速度控制則有單片機(jī)輸出的 PWM波控制。 傳感系統(tǒng) 傳感器作為循線小車(chē)的眼睛，起著將外界環(huán)境的信息讀取給單片機(jī)的作用。以 8051 系列家族中的 AT89S51/AT89S52 為主芯片。 直流電源穩(wěn)壓 B T 1B A T T E R Y C 1747μ+C 1822μS2S W _P ow e r12D41N 40 0 7+ VR 121KV C CV i n1 + 5V 3GND2U9L M 29 40 5VC 19104D1ARO P A M P116R 3AR E S P A C K 2O utR 上圖是為整個(gè)電路提供穩(wěn)定的直流電源，穩(wěn)壓后給單片機(jī)系統(tǒng)和其他系統(tǒng)供電。 在驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，保證 H 橋兩個(gè)同側(cè)的三極管不會(huì)同時(shí)導(dǎo)通是非常重要的。 （ 4） 額定轉(zhuǎn)速 ：額定轉(zhuǎn)速是指電機(jī)在額定電 壓、額定電流和輸出額定功率的情況下運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，單位為 rpm(轉(zhuǎn) /分 )。 （ 2） 額定電壓 ：安全工作的最大外加電壓或輸出電壓，單位為 V(伏 )。 E A / V P31X T A L 119X T A L 218R E S E T9R D ( P 3 7)17W R ( P 36 )16I N T 0 ( P 32 )12I N T 1 ( P 33 )13T 0( P 34 )14T 1( P 35 )15P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178A D 0/ P 0 039A D 1/ P 0 138A D 2/ P 0 237A D 3/ P 0 336A D 4/ P 0 435A D 5/ P 0 534A D 6/ P 0 633A D 7/ P 0 732A 8/ P 2021A 9/ P 2122A 10 / P 2223A 11 / P 2324A 12 / P 2425A 13 / P 2526A 14 / P 2627A 15 / P 2728P S E N29A L E / P30T X D ( P 31 )11R X D ( P 3 0)10U1A T 89 C 5 1P 0_ 0P 0_ 1P 0_ 2P 0_ 3P 0_ 4P 0_ 5P 0_ 6P 0_ 7P 2_ 0P 2_ 1P 2_ 2P 2_ 3P 2_ 4P 2_ 5P 2_ 6P 2_ 7D2D I O D ED2D I O D ED2D I O D ED2D I O D ED2D I O D ED2D I O D ED2D I O D ED2D I O D EA+ R i gh tM O T O R S E R V OA+ L e f tM O T O R S E R V O 圖 47 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 循跡機(jī)器人設(shè)計(jì) 10 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng) 輸入或輸出為直流電能的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，稱(chēng)為直 流電機(jī)，它是能實(shí)現(xiàn)直流電能和機(jī)械能互相轉(zhuǎn)換的電機(jī)。由于其內(nèi)部由高速電動(dòng)機(jī)提供原始動(dòng)力，帶動(dòng)變速（減速）齒輪組，可以產(chǎn)生較大扭力。 方案 2：采用直流減速電機(jī)。雖然采用步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩較低，隨轉(zhuǎn)速的升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，其轉(zhuǎn)速較低，不適用于有一定速度要求
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