基于機(jī)器鼠控制系統(tǒng)的一種實(shí)用自主吸塵機(jī)器人機(jī)械部分設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-30 20:43本頁面
【正文】 [31] 周驥平,朱興龍,顏景平. 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性分析. [32] 張碩生。[15] 胡宗武,徐履冰,石來德主編. 非標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè). 機(jī)械工業(yè)出版社,北京, 2003年[16] ， [17] 孫立寧,黃博. . 23 No. 7[18] 吳建平, 殷戰(zhàn)國. . Vol130 .No16[19] 、[20] 邱鐵, 葉希貴. 基于51 型單片機(jī)的自動(dòng)巡線輪式機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì). 年第3期[21] 蔡自興,周 翔,／.[22] 程君實(shí),李小海. [23] 范紅 ，. [24] 陸新華，張桂林. . Vo l. 25,No. 1[25] 武傳宇，沈衛(wèi)平. 未知環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人基于行為的自主導(dǎo)航與環(huán)境構(gòu)建. [26] 謝少榮，龔振邦. [27] 李國棟,劉春陽. 差動(dòng)驅(qū)動(dòng)式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃. . No19[28] 朱世強(qiáng),劉瑜,龐作偉,金波. 自主吸塵機(jī)器人的研究現(xiàn)狀. . Vol. 26 No. 6[29] 譚定忠，王啟明. 。[13] 吳紅星主編，《電機(jī)驅(qū)動(dòng)與控制專用集成電路及應(yīng)用》，北京：中國電力出版社，2006年。[11] 何立民著，《單片機(jī)高級(jí)教程》，北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1999年。[10] 趙文博編著，《單片機(jī)語言C51程序設(shè)計(jì)》，北京：人民郵電出版社。[8] （美）Fred G. Martin著，劉榮等譯，《機(jī)器人探索——工程實(shí)踐指南 Robotic Explorations A Handson Introduction to Engineering》,北京：電子工業(yè)出版社，2004年。[4] 張福學(xué)，《機(jī)器人學(xué)——智能機(jī)器人傳感技術(shù)》，北京：電子工業(yè)出版社，1996年[5]（美）Joseph L Jones著，原魁 鄒偉等譯，《機(jī)器人編程技術(shù)——基于行為的機(jī)器人實(shí)戰(zhàn)指南》，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006年。[2] （美）David Cook著，畢樹生，李大寨等譯，《機(jī)器人制作提高篇Intermediate Robot Building》,北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005年。其中還有些具體問題未能進(jìn)行徹底的分析討論，這是本設(shè)計(jì)還有待進(jìn)一步完善和改進(jìn)的地方，懇請(qǐng)各位專家學(xué)者以及老師同學(xué)不吝賜教！ 感謝老師，感謝團(tuán)隊(duì)，感謝母校。所有的這一切，都是緣于周倫老師對(duì)我的幫助，在這里，再次向他表示感謝！通往科學(xué)的道路是崎嶇的，也是充滿風(fēng)險(xiǎn)的，既然我們選擇了它，就應(yīng)當(dāng)義無反顧地走下去。而我們所設(shè)計(jì)制作的機(jī)器人，很多東西都是要自己從頭考慮得，是沒有可參照物的，并且調(diào)試的過程中隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些問題，而我們有必須將其解決，就增強(qiáng)了我們解決實(shí)際問題的能力。另一點(diǎn)就是，并不是所有的設(shè)計(jì)都要自己從頭設(shè)計(jì)，要從市場的角度去考慮問題，如果一樣部件通過市場很容易得到，并且價(jià)格合適，可以考慮進(jìn)行購買，然后按自己的需要改進(jìn)。從收集資料，市場調(diào)查，到總體設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)，加工零件，跑市場購買元件，到機(jī)器人的組裝，調(diào)試，以及最后論文的撰寫，通過這些過程，感覺收獲很多。周倫老師為我提供了無私的幫助，自始至終為我提供技術(shù)上的指導(dǎo)。創(chuàng)新的重要性是人所共知的，對(duì)于我們大學(xué)生來說，正值人生創(chuàng)造性的高峰期，其實(shí)生活中創(chuàng)意經(jīng)常在我們的腦海里一閃而過，只是我們很輕易的就把它給忘記了，主要是由于我們沒有條件去進(jìn)行創(chuàng)新。 隨著機(jī)構(gòu)學(xué)、材料學(xué)、傳感技術(shù)和控制技術(shù)的不斷融合和發(fā)展，面向家庭及社會(huì)公共場所的服務(wù)機(jī)器人將會(huì)逐步走向?qū)嵱没?，服?wù)于人類社會(huì)。，比如采用非傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)推進(jìn)，使用新材料。限于能力和客觀條件，在研究工作中仍然存在很多不足，還有如下諸多問題需要解決：，不適合做基于視覺等更高層次的導(dǎo)航方法。最終方案通過實(shí)地試驗(yàn)通過，從而論證基于行為的路徑規(guī)劃方法的實(shí)用性。根據(jù)理論分析的設(shè)計(jì)方案采用AT89S52單片機(jī)作為控制中心，差動(dòng)式底盤設(shè)計(jì)，側(cè)向和前向紅外光電傳感器布置方案實(shí)現(xiàn)微型鼠比賽任務(wù)功能。通過對(duì)機(jī)器鼠運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行簡化、比賽任務(wù)分解、行為構(gòu)建和方案選擇設(shè)計(jì)，完成機(jī)器鼠的理論設(shè)計(jì)。為進(jìn)一步研究基于行為的規(guī)劃方法，而引入一個(gè)真實(shí)環(huán)境及任務(wù)的模型，即微型機(jī)器鼠比賽，通過設(shè)計(jì)基于行為的機(jī)器鼠模型論證該算法的可行性。本文開始部分對(duì)已有移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)作以總結(jié)和比較，對(duì)基于行為結(jié)構(gòu)的規(guī)劃方法進(jìn)行重點(diǎn)介紹分析，得出該種路徑規(guī)劃可以使面向家庭及社會(huì)服務(wù)環(huán)境的機(jī)器人的每個(gè)行為的功能比較簡單，因而通過簡單的傳感器及其快速信息處理過程獲得比較好的運(yùn)行效果。若以下基本假設(shè)成立：機(jī)器人車體所在路面為光滑平面；機(jī)器人車輪在運(yùn)動(dòng)過程中，在縱向（輪面所處方向）作純滾動(dòng)，在橫向無側(cè)滑運(yùn)動(dòng)；機(jī)器人車體有關(guān)參數(shù)，如左、右輪直徑和左、右輪間距W在車體負(fù)載與空載情況下相同。但在沿比較長的直線移動(dòng)時(shí)，兩驅(qū)動(dòng)輪的直徑差會(huì)影響到操舵。由于移動(dòng)機(jī)器人本體情況的復(fù)雜性，可以將整個(gè)機(jī)器人本體視為一個(gè)剛體，車輪視為剛性輪，在運(yùn)動(dòng)速度不是太快而轉(zhuǎn)彎半徑較大時(shí)，不考慮輪胎與地面?zhèn)认蚧瑒?dòng)的情況。另外機(jī)器人的速度、方向之間還存在藕合問題，因此這類移動(dòng)機(jī)器人可以看作是一個(gè)非線性、強(qiáng)耦合的系統(tǒng)。如果從控制論的觀點(diǎn)來看，這類移動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)極為復(fù)雜的被控對(duì)象。圖51 機(jī)械底盤軸測圖圖51是設(shè)計(jì)機(jī)械底盤的總裝示意圖，主要采用三輪差動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。工作對(duì)象為地面垃圾,包括灰塵、紙屑以及其他一些小尺寸物體,而大尺寸物體不作為吸塵機(jī)器人的處理對(duì)象。所以環(huán)境適應(yīng)性是對(duì)此類機(jī)器人的基本要求。自主吸塵機(jī)器人自帶電源,小巧輕便,操作簡單,自主性強(qiáng),具有很強(qiáng)的實(shí)用性,同時(shí)還具有一定的娛樂功能。自主吸塵機(jī)器人是自動(dòng)進(jìn)行房間地面清潔的家庭服務(wù)機(jī)器人,集機(jī)械學(xué)、電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、人工智能等諸多學(xué)科為一體。經(jīng)過參考已有資料，在機(jī)器鼠所采用的單片機(jī)控制和傳感方式完全適用于自主吸塵機(jī)器人（但還應(yīng)包括回航系統(tǒng)，規(guī)劃路徑等部分）。圖443 外部中斷1的中斷程序第5章 基于機(jī)器鼠控制系統(tǒng)的一種實(shí)用自主吸塵機(jī)器人機(jī)械部分設(shè)計(jì)基于行為的算法是一種適用于非精確定位和動(dòng)態(tài)環(huán)境中的機(jī)器人，因此在家庭服務(wù)和醫(yī)療、環(huán)境等方面有較廣泛的應(yīng)用。不為0時(shí)，通過延時(shí)程序驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)前進(jìn)一定距離，再繼續(xù)判斷，==0；二是旋轉(zhuǎn)90度，采用差動(dòng)式底盤設(shè)計(jì)，具有轉(zhuǎn)彎半徑最小等特點(diǎn)，圓心在兩輪之間的中點(diǎn)處。利用定時(shí)器來產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)脈沖：圖441 定時(shí)器中斷程序通過交換定時(shí)器0、1的TH和TL初裝值縮減去得變量time0和time2，實(shí)現(xiàn)由右弧線軌跡變?yōu)樽蠡【€軌跡實(shí)現(xiàn)與墻壁保持相對(duì)距離運(yùn)動(dòng)。具體分配見表46。中斷允許受到CPU開中斷和中斷源開中斷的兩級(jí)控制。表45 編程流程為減少單片機(jī)的運(yùn)算數(shù)量，行為的實(shí)現(xiàn)主要通過單片機(jī)中斷來完成。圖438 單片機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)電路圖圖439 單片機(jī)控制部分實(shí)物圖 單片機(jī)控制程序流程圖程序的編譯環(huán)境是在KEIL公司的Keil51 uVision3中完成的。綜合這兩個(gè)因素后，重裝計(jì)數(shù)初值的修正量取8個(gè)機(jī)器周期，即要使定時(shí)時(shí)間縮短8個(gè)機(jī)器周期。但若占用CPU時(shí)間長，就不能在運(yùn)行時(shí)處理其它工作，因此它只適合較簡單的控制過程。延時(shí)子程序的延時(shí)時(shí)間與換向程序所用的時(shí)間和，就是CP脈沖的周期。一種是延時(shí)，一種是定時(shí)[12]。Autonomous cleaning robots目 錄第1章 緒論 1第2章 移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃方法的分類及現(xiàn)狀 5 基于事例的學(xué)習(xí)規(guī)劃方法 5 基于環(huán)境模型的規(guī)劃方法 6 基于行為的結(jié)構(gòu) 7第3章 自主式小型移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)任務(wù)及方案分析 10 微型鼠競賽介紹 10 設(shè)計(jì)任務(wù)分解 11 機(jī)器鼠任務(wù)分析及基于行為設(shè)計(jì) 12 巡視通道，沿墻行走行為 13 判斷通道，觸發(fā)旋轉(zhuǎn)行為 19 機(jī)械平臺(tái) 21 機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)方案選擇 21
職業(yè)教育相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1