【正文】 的系統。 為了 要實現對路徑的準確定位和精確測量，我們綜合考慮了一下兩種方案 ： 方案 1：采用步進電機作為該系統的驅動電機。左右輪兩個電機轉速的配合就可以實現小車的前進、倒退、轉彎等功能。當左輪電機轉速高于右輪電機轉速時小車 向右轉，反之則向左轉。紅外反射光強法的測量原理是將發(fā)射信號經調制后送紅外管發(fā)射，光敏管接收調制的紅外信 號，原理如圖 46 所示。因為光的反射受到多種因素的影響，如反射表面的形狀、顏色、光潔度，日光、日光燈照射等不確定因素。 循跡機器人設計 8 圖 45 測障流程圖 反射式光電傳感器的光源有多種，常用的有紅外發(fā)光二極管，普通發(fā)光二極管，以及激光二極管，前兩種光源容易受到外界光源的干擾，而激光二極管發(fā)出的光的頻率較集中，傳感器只接收很窄的頻率范圍信號，不容易被干擾但價格較貴。 測障過程圖如 45 所示。 R4R E S 1116R 1 AR E S P A C K 2116R 2 AR E S P A C K 2116R 3 AR E S P A C K 2D1LEDQ1N P N P H O T OARO P A M PV C CO u t 圖 442 檢測原理圖 障礙物檢測 機器人在行進的過程中不可能是一帆風順的，很可能在過程中遇到各式各樣的障礙，這就需要有一個探測障礙物的傳感器來保證機器人的前進過程不受阻。 下圖 43為黑線檢測流圖， 441為紅外傳感器探頭安裝的位置。當小車行駛到黑色引導線時 ,紅外線信號被黑色吸收后光敏三極管截止 ,比較器輸出高電平 ,從而實現了通過紅外線檢測信號的功能將檢測到的信號送到單片機 I/O口 。 整個傳感器的感測過程可以概括為下圖 42。 圖 41 機器人循跡軌道路線圖 傳感器是整個機器人得以準確循跡的核心部件，只有經過傳感器采集了外界信息后才能對機器人身處的環(huán)境進行識別，才能使機器人根據軌跡運動。對驅動輪采用直流電機驅動，這樣可以達到很大的力矩 /質量比，并且精度高、加速迅速且可靠。前輪為隨動輪，僅起到支撐的作 用，沒有導向作用，后輪分別是兩個獨立的驅動輪，利用它們的轉速差來控制機器人的運動方向。 該機器人的系統結構圖如圖 21 所示。為了使機器人能在任意區(qū)域內沿循跡線行走，并且自動繞開障礙物，到達指定的位置，本控制系統采用紅外光電傳感器檢測路面循跡線 ； 使用 紅外線測障 傳感器檢測路面的障礙物，使機器人 及時的蔽障； 超聲波 測距；用光電傳感器或者微動開關檢測、判斷機器人是否到位；應用 PWM 技術動態(tài)控制機器人的轉動方向和轉速。 基本要求 1） 要求設計一個能循跡 (白底黑線或黑底白線，線寬 25mm)的機器人 ； 2） 要求設計機器人的行走機構，控制系統、傳感器類型的選擇及排列布局； 3） 要有循跡的策略（軟件流程圖）。 2） 初步掌握機器人的運動學原理、基于智能機器人的控制理論，并 應用于機器人的設計中 。 此次課程設計所要實現的是機器人的循跡操作，這不僅需要外部硬件部分對外界信息進行感測、傳動驅動裝置對機器人的運動進行驅動控制，還需要相應的軟件部分（ C8051 單片機）對傳感器檢測到 的信息進行融合和分析，得到一個綜合的結論并使機器人做出適當的操作。 檢測裝置的作用是實時檢測機器人的運動及 工作情況 ，根據需要反饋給控制系統，與設定信息進行比較后，對執(zhí)行機構進行調整，以保證機器人的動作符合預定的要求 。它輸入的 是電信號 ，輸出的是線、角位移量。 機器人一般由執(zhí)行機構、 驅動裝置、 檢測裝置和控制系統和復雜機械等組成。循跡機器人設計 1 中文摘要 機器人技術是集機械工程學、計算機技術、控制工程、電子技術、人工智能、仿生學等學科為一體的綜合技術，它是多學科科技革命的必然結果。機器人（ Robot）是自動執(zhí)行工作的機器裝置，它既可以接受人類指揮，又可以執(zhí)行事先編排好的程序，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。 驅動裝置是驅使執(zhí)行機構運動的機構，按照控制系統發(fā)出的指令信號，借助于動力元件使機器人進行動作。機器人使用的驅動裝置主要 是電力 驅動 裝置， 如步進電機、伺服電機等， 此外也有 采用液壓 、氣動等驅動裝置。其中最重要的就是傳感器的作用，能實時的檢測外界信息并將這些信息進行融合得到一個綜合的結論，用以驅動機器人的相關運動。 關鍵詞： 機器人，傳感器， 直流電機 ，硬件，軟件， PWM 循跡機器人設計 2 1 設計任務描述 設計題目： 循跡機器人設計 設計要求 設計目的 1） 了解機器人技術的基本 知識 以及有關電工電子學、單片機、機械設計、傳感器等 相關 技術。 3） 通過學習 ，具體掌握 循跡 機器人 的 控制技術，并使機器人 能 獨立執(zhí)行一定的 循跡 任務。 發(fā)揮部分 1）蔽障功能 循跡機器人設計 3 2 設計思路 循跡機器人是一種運用簡單的視覺作用進行一系列后續(xù)操作的機器人，在機器人的運動中起著非常重要的作用，為機器人運動過程中位置的準確性提供了保障。 再利用軟件和硬件的結合，實現機器人前進、后退、轉彎、繞障、停止的精確控制。 圖 21 機器人系統結構圖 機器人在地面的移動方式采用的是三輪式的，前輪輔助后輪的差動式行走方式。當兩個驅動輪以相同的速度相反的方向驅動時，車體便會以兩個驅動輪連線的中點自轉，易于定位。 控制器 （單片機內核） 光電編碼檢測 超聲波檢測 計數檢測 后退紅外檢測 前進紅外檢測 行走電機驅動信號