【正文】 采用 的電源為車載電源。 圖 電源模塊實物圖 小車的基本搭建 舵機 ,云臺和超聲波的連接步驟如下圖： 圖 準備好云臺舵機超聲波安裝所需配件。 基于行為設計的移動機器人設計與實現(xiàn) 16 圖 2*8mm 的和 *5mm 的螺絲安裝到十字的第二個孔，裝到云臺底座上 。 圖 ，并用 螺絲緊固 如圖 。 完成云臺安裝后用扎帶將超聲波模塊固定在云臺前端如圖 。 圖 小車搭建成品 連線 電機的連線 L298N 的供電處理 ： 用 6 節(jié) 5 號電池盒取一路電源給 L298N 電機驅(qū)動模塊供電，另一路給 ARDUINO 主板供電給 L298N 電機驅(qū)動模塊供電的電源 +極接 L298N 的 VMS 接口，電源的 接 L298N的 GND 接口， L298N 板上的 +5V 接口放空不接。 基于行為設計的移動機器人設計與實現(xiàn) 18 圖 電機的連線 舵機的連線 首先設置函數(shù)： (5)。 舵機 需要連接的 有三條線， 分別是 +， ，信號 。 接線方法： 將 +5V 接到 J5 位 ， 位接到 J6 位 ， 信號位接到 J4 位 PWM 口的第五腳 。 2： TRIQ 信號輸入。 4： GND 接地。電機驅(qū)動板、舵機、超聲波模塊直接與 Arduino 核心控制板相連，電源模塊分別給電機驅(qū)動板和 Arduino 板供電。我在程序控制模塊里主要 編寫的是電機 的控制函數(shù)。該函數(shù)也是一個無返回值的函數(shù)，函數(shù)有兩個參數(shù) pin 和 value，pin 參數(shù)表示所要設置的引腳， value 參數(shù)表示輸出的電壓 HIGH（高電平）或 LOW（低電平）。 編寫模擬信號，定義馬達右前動作為高電平： digitalWrite(pinRF,HIGH)。 編寫模擬信號，定義馬達左前動作為高電平： digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(a * 100)。 編寫模擬信號，定義馬達右前動作為低電平： digitalWrite(pinRF,LOW)。 編寫模擬信號，定義馬達左前動作為低電平： digitalWrite(pinLF,LOW)。 delay(g * 100)。 編寫模擬信號，定義馬達右前 動作為高電平 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 編寫模擬信號，定義馬達左前 動作為高電平 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(f * 100)。 編寫模擬信號，定義馬達右前 動作為高電平 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 編寫模擬信號，定義馬達左前 動作為高電平 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(c * 100)。 編寫模擬信號，定義馬達右前動作為高電平 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 編寫模擬信號，定義馬達左前動作為高電平 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 delay(b * 100)。即可防止車在行進途中卡在死巷里。 // 倒退 (車 ) turnL(2)。 //顯示方向 (倒退 ) }基于行為設計的移動機器人設計與實現(xiàn) 26 第 五 章 實驗及結(jié)果分析 預期目標 總體來說本次試驗達到預期目標 。 （ 2）在車前方有障礙物時，小車能避開障礙物，避障方法如下：超聲波檢測到障礙物后，先向左邊旋轉(zhuǎn)，檢測。 遇到的問題和解決方法 在此之前我們并沒有制作過任何智能的機器人。最初我們對硬件的原理不夠明白，不知道采用哪些原件， 課程設計指導書上介紹的 也 并不詳細， 因此 我們利用大量時間去圖書館查閱了許多資料，對其電機驅(qū)動、 Arduino 控制板以及超聲波傳感器的引腳、電路設計等各方面都做了近一步的了解 之后 才開始進行小車的搭建。在最初我們設計了兩個驅(qū)動方案的選擇。 另個一就是 采用由雙極性管組成的 H 橋電路（ L298N）。這種電路由于工作在管子的飽和截止模式下，則效率非常高； H 橋電路保證了可以簡單地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，電子開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也很高。 此驅(qū)動板體積小，重量輕，而且它有一個外加的續(xù)流二極管，可以防止電機線圈在斷電時的 方向電勢損壞芯片，同時也也安裝有散熱首都師范大學本科畢業(yè)設計論文 27 片能使芯片溫度降低，盡量防止他自動斷電，讓驅(qū)動性能更加穩(wěn)定。這個板子不僅適用于智能程控小車、輪式機器人等，還可以配合各種控制器使用。 在超聲波的選擇上我們也出現(xiàn)了分期， 本設計 最終 采用 的是 HCSR04 超聲波測距模塊。之所以最終沒有選擇 紅外線傳感 ，是因為 紅外線 對使用環(huán)境有較 高 的要求，當遇上淺色或是深色的家居物品它無法反射回來，會造成機器人無法正常避障。 在搭建方面，我們完成程序的編譯通電之后，小車發(fā)生了原地 旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象， 經(jīng)過觀察，我們發(fā)現(xiàn) 小車在感應障礙物方面并沒有問題。所以我們將控制右側(cè)車輪的電機的接線進行 改 接 ，這個問題便得以解決。首先是避障小車的旋轉(zhuǎn)角度不夠，也許是因為地面摩擦力的關(guān)系，小車的旋轉(zhuǎn)角度并達不到我們所設定的左轉(zhuǎn)九十度。還有一個問題就是小車在遇到障礙物之后的反應速度并不是很快，需要障礙物在前面平行持續(xù) 1,2 秒才可以做出轉(zhuǎn)向的判斷，這個延遲反應也經(jīng)常造成小車和障礙物發(fā)生碰撞，這也是我們遇到的最大問題，在這個問題上我們做了很多程序上的調(diào)試，但終究達不到很理想的效果， 在后續(xù)的試驗中，我們準備嘗試換一個感測避障模塊 進行嘗試改進。分別是： L298 驅(qū)動模塊和超聲波測距模塊。 調(diào)試超聲波模塊 超聲波模塊一共有四個腳，一個是 VCC，一個是 GND,還有兩個分別是超聲波的發(fā)射和接收引腳。本設計四根插線分別連接到 VCC,GND，還有發(fā)射和接收引腳分別為： 和 。有 EA， I1， I2， EB， I3， I4 六個端子用于控制電機。我們完成程序的編譯通電之后，小車發(fā)生了不停地旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，我們觀察到小車在感應障礙物方面并沒有問題。所以我們將控制右側(cè)車輪的電機的接線進行修改，這個問題便得以解決。超聲波傳感器在此之前我沒有接觸過，對我來說非常的陌生，從一無所知慢慢查資料到能夠熟練應用，讓我知道了面對新的硬件應該怎么學習，在以后的工作學習中，我一定會遇到非常多的不熟悉的硬件，我相信，通過不斷地鍛煉積累，學習能力會進一步提高。 這次的項目實訓讓我感觸最深的是：作為電子愛好者，電 子制作中不管遇到什么問題和困境都要有一顆平靜的心和堅持不懈的精神，一顆浮躁的心是不會到達成功的彼岸。比如說這次我選的避障小車，可以分成超聲波測速模塊，電機驅(qū)動模塊，單片機核心模塊三個，首都師范大學本科畢業(yè)設計論文 29 三個部分各司其職，無論從硬件上還是軟件上，都能夠比較清晰地將他們的功能區(qū)分開，從而有利于硬件的連接和程序的編寫。這次的畢設實踐學習讓我受益匪淺。 本智能小車系統(tǒng)最誘人的前景就是可用于未來的智能汽車上了，當駕駛員因疏忽或打瞌睡時這樣的智能汽車的設計就能體現(xiàn)出它的作用。無人駕駛的機動車行駛在路上，擁有定位和導航的功能后就可以將人或物品送到我們所需要送到的位置。 這樣的 避障 小車還可以用于月球探測等的無人探月車，幫助我們傳達月球上更多的信息，讓我們更加的了解月球，為將來登月做好充分準備。 智能車的應用減少了人們的工作危險系數(shù)，解決了惡劣環(huán)境下勘探的需求，實現(xiàn)了即是沒有人操作應用機器也能很好的完成工作，這項研發(fā)可謂是一舉多得。 最近幾年發(fā)展更是迅速，各個國家更是投入大量資金。 在我們未來的工作與生活中，會越來越多的需要機器人代替人力來工作和完成一些難度較大或較為費力的任務，對這些實用的機器人的需求也會越來 越大。 首都師范大學本科畢業(yè)設計論文 31 參考文獻 [1] 袁新娜，與紅英編著 .超聲波傳感器在智能小車避障系統(tǒng)中的應用 .[A]中北大學 (2020)08008504 [2] 邵貝貝 . 單片機嵌入式應用的在線開發(fā)方法 [M]．北京．清華大學出社． 2020 [3] 王曉明 . 電動機的單片機控制 [M]．北京 . 北京航空航天大學出版社． 2020 [4] 臧杰，閻巖 . 汽車構(gòu)造 [M]. 北京 . 機械工業(yè)出版社． 2020 哈爾濱工業(yè)大學課程設計說明書 [5] 安鵬，馬偉． S12 單片機模塊應用及程序 調(diào)試 [J]. 電子產(chǎn)品世界 . 2020．第 211期． 162163 [6] 童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京 . 高等教育出版社． 2020 [7] 沈長生．常用電子元器件使用一讀通 [M]．北京 . 人民郵電出版社． 2020 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(PWM) pinMode(pinRF,OUTPUT)。 // 定義超音波輸入腳位 pinMode(outputPin, OUTPUT)。 // 定義伺服馬達輸出第 5 腳位 (PWM) } void advance(int a) // 前進 { digitalWrite(pinRB,LOW)。 digitalWrite(pinLB,LOW)。 delay(a * 100)。 //使馬達 （ 右后 ） 動作 右后方的引腳的低電頻 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 digitalWrite(pinLF,HIGH)。 } 首都師范大學本科畢業(yè)設計論文 35 void left(int c) //左轉(zhuǎn) (單輪 ) { digitalWrite(pinRB,HIGH)。 digitalWrite(pinLB,LOW)。 delay(c * 100)。 //使馬達 （ 右后 ） 動作 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 digitalWrite(pinLF,LOW)。 } void turnL(int e) //左轉(zhuǎn) (雙輪 ) { digitalWrite(pinRB,HIGH)。 //使馬達 （ 右前 ） 動作 digitalWrite(pinLB,LOW)。 delay(e * 100)。 digitalWrite(pinRF,HIGH)。 digitalWrite(pinLF,H