【正文】 ........................................................................................... II 引 言 ............................................................................................................... 1 1 緒論 ............................................................................................................. 2 移動機器人 [5]的研究歷史 ............................................................................. 2 移動機器人的研究意義 ................................................................................ 3 移動機器人研究的國內外現狀 .................................................................... 4 2 超聲波移動機器人方案的確定 .................................................................. 7 超聲波移動機器人機械結構設計方案 ........................................................ 7 超聲波移動機器人控制系統(tǒng)設計方案 ...................................................... 12 移動機器人傳感器設計方案 ...................................................................... 13 3 超聲波移動機器人機械結構設計 ............................................................ 15 電動機的確定 .............................................................................................. 15 減速器的確定 .............................................................................................. 16 4 超聲波移動機器人控制系統(tǒng)設計 ............................................................ 20 差分驅動平臺運動學模型 .......................................................................... 21 電子元件的選型 .......................................................................................... 23 移動機器人的超聲波原理 .......................................................................... 28 結 論 ......................................................................................................... 36 致 謝 ......................................................................................................... 37 參考文獻 ......................................................................................................... 38 附 錄 ......................................................................................................... 39 ??本科畢業(yè)設計說明書（論文） 1 引 言 移動機器人在不確定環(huán)境下不僅要具備自主探測的能力， 而且要對周圍的特征環(huán)境具有較強的識別能力，才能最大限度地提高機器人的工作能力。 Differential type。s eyes, so the ultrasound navigation has played an important role in the development of the robot. In this paper, the robot select the single chip as the core of the control system, use the ultrasonic sensors to detect obstacles on the road, and control the robot avoid the obstacle and stop the car automatically, even control the speed during the driving. The paper about the design of the ultrasound robot includes the following parts: the design of the chassis?s structure, the controlsystem of the chassis and the method of some calculations about ultrasonic. 1. The Design of the Chassis?s structure: the robot apply the twowheels structure driven independently, choose the stepping motor as the power source, change the direction with the differentialvelocities platform, and it also use incremental photoelectric encoder to test the speed of the robot?s motivation which help the robot locate itself automatically. 2. The controlsystem of the chassis: The robot receive the signals of ultrasonic sensors with the microcontroller , which can make decisions and then generate the driving signals to control the steppermotor. The drivercircuit applies two motordriverchips to control the steppermotor, implement the functions of steering, acceleration and others. 3. The part of Ultrasonic sensor and the algorithm: The ultrasonic sensors, as the robot39。 ：以超聲波傳感器做為機器人的感知系統(tǒng)，把接受的超聲波信號通過超聲波處理技術提取機器人所在環(huán)境的環(huán)境特 征，實現機器人對環(huán)境信息的采集。 ：應用單片機接受超聲波傳感器的信號，做出決策然后產生驅動信號，控制步進電動機。 本文設計的超聲波移動機器人主要內容包括：底盤結構設計、底盤的控制系統(tǒng)以及超聲波 傳感部分。因為在基于超聲波的智能機器人中，超聲波就像機器人的眼睛，所以超聲波導航是機器人發(fā)展的重要一部分。??本科畢業(yè)設計說明書（論文） I 摘 要 智能機器人 [1]作為現代的新發(fā)明，是未來的發(fā)展方向，它能夠在一個環(huán)境里按照預定的模式自行運作，不需要人為的管理，可應用于科學勘探等用途。近幾年來，超聲波導航 [2]已經成為了機器人導航的主要發(fā)展方向之一。 本文采用單片機 [3]為控制核心，利用超聲波傳感器檢測道路上的障礙，控制機器人的自動避障，快慢速行駛以及自動停車。 ：機器人采用獨立驅動的兩輪式結構，動力源采用步進電機 [4]，減速裝置采用齒輪減速，利用差速移動平臺實現機器人的轉向，選用增量式光電編碼器對機器人速度進行檢測，實現機器人的自主定位。步進電機的驅動電路采用兩個電機驅動芯片，實現步進電機的控制，完成機器人轉向、加速等功能。 關鍵詞 ：超聲波；差動式；步進電機；移動機器人 ??本科畢業(yè)設計說明書（論文） II Abstract As a modern invention, the new intelligent robot indicate the development of the future, it can operate automatically in the pattern set in advance but not with human management. So, it can be applied in the field of scientific exploration and so on. In recent years, ultrasound has bee the main way in the field of the robot navigations. Ultrasonic just like the robot39。s perceptual system, process the ultrasonic signal received to analyze the environmental characteristics where the robot?s in and to get the information of the environment. Key words： Ultrasonic wave。 Stepbysteps the electrical machinery。在移動機器人導航控制中，準確的目標識別技術主要應用于地圖匹配、機器人自定位以及全局規(guī)劃和局部規(guī)劃的協(xié)調統(tǒng)一。 超聲波導航定位通常是由超聲波傳感器的發(fā)射探頭發(fā)射出超聲波，超聲波在介質中遇到障礙物而返回到接受裝置。長期以來被廣泛的應用到移動機器人的導航與避 障中，而且它采集環(huán)境信息時不需要復雜的圖像配準技術，因此測距速度快。同時，超聲波傳感器也不易受到如天氣條件、環(huán)境光照及障礙物陰影、表面粗糙度等外界環(huán)境條件的影響。 ??本科畢業(yè)設計說明書（論文） 2 1 緒論 上個世紀 60 年代，隨著微電子學和計算機技術的迅速發(fā)展，自動化技術也取得了飛躍性的變化。 1959 年，美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人，取名“尤尼 梅遜”，意為“萬能自動”。這三部分都可以相對轉動、伸縮，很像是人的手臂了。英格伯格和德沃爾認為汽車制造過程比較固定，適合用這樣的機器人。 經過半個多世紀的發(fā)展，機器人已經在很多領域中取得了巨大的應用成績，其種類也不勝枚舉，幾乎各個高精尖端的 技術領域更是少不了它們的身影。第一代機器人是 簡單的示教再現型機器人，這類機器人需要使用者事先教給它們動作順序和運動路徑，再不斷地重復這些動作。它們基本上沒有感覺也不會思考。和第一代機器人相比，低級智能機器人具有一定的感覺系統(tǒng)，能獲取外界環(huán)境和操作對象的簡單信息，可對外界環(huán)境的變化做出簡單的判斷并相應調整自己的動作，以減少工作出錯、產品報廢。 20世紀 90 年代以來，在生產企業(yè)中這類機器人的臺數正逐年增加。它不但有第二代機器人的感覺功能和簡單的自適應能力，而且能充分識別工作對象和工作環(huán)境，并能根據人給的指令和它自身的判斷結果自動確定與之相適應的動作。 移動機器人是一種集環(huán)境感知，路徑規(guī)劃，行為控制等多項功能于一體的高智能化機械系統(tǒng)，能夠連續(xù)、實時地實現自主控制。而超聲波機器人由于它的成本低，不易受空氣環(huán)境的影響，一直是機器人發(fā)展的一個方向。 我國的機器人專家從應用環(huán)境出發(fā)，將機器人分為兩大類，即工業(yè)機器人和特種機器人。而特種機器人則是除工業(yè)機器人之外的、用于非制造業(yè)并服務于人類的各 種先進機器人，包括：家務型機器人、操作型機器人、程控型機器人、示教再現型