割草機器人畢業(yè)設(shè)計

割草機器人畢業(yè)設(shè)計【篇一：割草機器人自動避障系統(tǒng)設(shè)計】摘要自動避障系統(tǒng)是割草機器人關(guān)鍵模塊之一，是割草機器人自主、安全行走前提。本文首先對國內(nèi)外市場上現(xiàn)存的智能割草機器人進行了介紹和比較，指出了現(xiàn)在智能割草機器人研制過程中需要注意的關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合以往的成功經(jīng)驗和現(xiàn)在的實際需求，選擇易于實驗的小車結(jié)構(gòu)。stc89c52單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和6時鐘/機器周期可以任意選擇。本課題以設(shè)計割草機器人自動避障為目的，采用stc89c52單片機作為控制核心，采用超聲波傳感器來檢查路面上的障礙，來控制執(zhí)行機構(gòu)的自動避障，從而使執(zhí)行機構(gòu)完成左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和后退的動作。其中采用的技術(shù)主要有：（1）超聲波傳感器的有效應(yīng)用，（2）顯示器的使用，（3）通過編程來控制執(zhí)行機構(gòu)的運動。關(guān)鍵詞：stc89c52單片機，超聲波傳感器，執(zhí)行機構(gòu)，顯示器abstractautomaticobstacleavoidancesystemisoneofthekeymodulerobotmowersmowingrobot,isindependent,safewalkingpremise.thispaperfirstlyintroducedandcomparedtothedomesticandforeignexistinginthemarketofintelligentrobotmowers,pointsoutthekeytechnologiesinthedevelopmentprocessoftheintelligentrobotmowernow,combinedwiththesuccessfulexperiencesandactualdemandnow,selectthevehiclestructureiseasytoexperiment.stc89c52scmisthemacrocrystaltechnology,theintroductionofanewgenerationofhigh/lowpower/superanti-jammingmcu,theinstructioncodeisfullycompatiblewithtraditional8051scm,12clock/machinecycleand6clock/machinecyclecanbearbitrarilychosen.thedesignofautomaticobstacleavoidanceforrobotmower,usingstc89c52micro-controllerascontrolcore,usingultrasonicsensorstochecktheroadbarriers,automaticobstacleavoidancecontrolactuator,theactuatortocompletetheleft,rightandbackaction.themaintechnology:(1)theeffectiveapplicationofultrasonicsensor.(2)theuseofthemonitor.(3)programmedtocontrolthecar.keywords:stc89c52microcontroller,ultrasonicsensor,actuator,display目錄中文摘要 ■ iabstract ■■ ii第一章緒論 ....11.1選題背景及意義 11.1.1自動割草機器人概TOC\o"1-5"\h\z述 11.1.2自動割草機器人優(yōu)點 11.2割草機器人的發(fā)展簡史及其研究現(xiàn)狀 21.2.1發(fā)展簡史 1.2.2國外的研究現(xiàn)狀 21.2.3國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 3統(tǒng) 3第二章總體方案設(shè)計 52.1主要研究內(nèi)容 52.2具體方案介紹 .???.5第三章超聲波測TOC\o"1-5"\h\z距 73.1超聲波測距設(shè)計思路 73.1.1超聲波測距原理 73.1.2超聲波測距方法 73.1.3超聲波模塊的選擇 73.1.4顯示器的選擇 8第四章超聲波模塊的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 94.1超聲波模塊電路設(shè)計 94.1.1超聲波模塊的特點 94.1.2超聲波模塊的工作原理 94.1.3模塊參數(shù) ...104.1.4超聲波時序TOC\o"1-5"\h\z圖 104.1.5超聲波發(fā)送與接收 114.2stc89c52單片機功能及特點 12stc89c52單片機參數(shù) 12stc89c52單片機特性 134?3?11602液晶屏的優(yōu)TOC\o"1-5"\h\z點 151602管腳定義 151602操作時序 16第五章超聲波測距模塊軟件設(shè)計 185.1超聲波測距算法設(shè)計 185.2主程序流程 ■?????.185.2.1系統(tǒng)初始化程TOC\o"1-5"\h\z序 185.2.2超聲波啟動程序 195.2.3超聲波計時程序 195.2.4測距程序 ...205.3實驗結(jié)果 20第六章實驗用執(zhí)行機構(gòu)硬件設(shè)計 226.1執(zhí)行機構(gòu)底盤 ...226.2執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動模塊 226.2.1l298n驅(qū)動模塊說明 22

6.2.2l298n參數(shù) 23sg90舵機 246.3.1什么是舵機 246.3.2舵機工作原TOC\o"1-5"\h\z理 246.3.3利用單片機實現(xiàn)舵機轉(zhuǎn)角控制 25第七章執(zhí)行機構(gòu)軟件設(shè)計 267.1執(zhí)行機構(gòu)行走程序 267.2舵機轉(zhuǎn)動控制執(zhí)行機構(gòu)行走程序 27結(jié)論 30致謝 31參考文擊卜獻 32附錄1超聲波避障舵機轉(zhuǎn)動編程 程 圖 33附錄2電路原理 40【篇二：機器人畢業(yè)設(shè)計】課程設(shè)計任務(wù)書（級）廈門工程技術(shù)學(xué)院（學(xué)校）應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)設(shè)計題目跳舞機器人學(xué)生姓名連勝偉學(xué)號1299151024指導(dǎo)教師李天恩教研室主任謝玉妹系主任謝玉妹起迄日期2014年9月3號到20115年1月13號目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 4引言 5任務(wù)書 6第一章我國機器人技術(shù)的發(fā)展概況 7第二章機器人的總體設(shè)計解剖1.1資料的收集與闡述 71.2機器人工作原理簡介總體設(shè)計剖 8伺服電機的剖析 9第三章機器人總體設(shè)計綜述 121、1設(shè)計課題的闡述 121、2單片機的選擇 121、3主控板部分簡介 12第四章機器人的總體設(shè)計方案與部分簡介1、1設(shè)計方案 131、2各部分功能及原理簡介 13第五章機器人的原理圖設(shè)計、仿真及電路板制作1、1機器人的原理圖設(shè)計 151、2電源部分 161、3穩(wěn)壓電源部分 161、5接口電路部分 171、6單片機最小系統(tǒng)和isp在線編程 181、9電路板制作 18第六章機器人電路板的調(diào)試與結(jié)論1、1數(shù)據(jù)的采集電路和處理方法 211、2機器人測脈寬程序 231.2送數(shù)據(jù)程序 271、3調(diào)試結(jié)論 31第七章心得體會 31附錄：1元器件清單 322參考文獻 32[摘要]設(shè)計題目跳舞機器人關(guān)鍵詞：stc15w4k60s4；伺服電機，單片機；機器人。[abstract]30yearsago,billgateresolutelyabandonedschool,foundedmicrosoft,becamealeadingfigureinthepopularizationofthepersonalcomputerrevolution;30yearslater,hepredicted,robotisabouttoberepeatedpersonalcomputerrisingroad.litrobotpopularizationfuse,thisrevolutionwillandpersonalcomputer,completelychangethewayoflifeofthisera.oneofthegreatestinventionrobotashumanbeingsintwentiethcentury,happenedtochangerapidlychangesindecades.inrecentyears,robothasbecomeastrategicgoalofhightechnologyinthefieldofrepresentative.theappearanceanddevelopmentofrobottechnology,notonlythetraditionalindustrialproductionhasundergoneafundamentalchange,andwillhaveaprofoundimpactonhumansociety.withtherapiddevelopmentofsocialproductionandtechnology,theapplicationofroboticshasbeenextended.explorationfromtheautomaticproductionlinetothemarineresources,andthespaceoperationfield,robotscanbeseeneverywhere.currentmachinehasenteredpeopleslifeandwork,therobothasbeeninmanyareastoreplacehumanlabor,playsamoreandmoreimportantrole,moreandmorepeoplehavecannotdowithoutthehelpofrobot.robotengineeringisacomplexsubject,itsetstheengineeringmechanics,mechanicalmanufacturing,electronictechnology,scienceandtechnology,automaticcontrolforthewhole.atpresenttheresearchofrobotshasbeenshowingaprofessionalandsystematic,advancedtechnologyandsomeinformationscience,electronicsareincreasinglyusedinthefieldofrobot.atpresentthedevelopmentofrobotindustryand30yearsagoisverysimilartothecomputerindustry.todayinthelineofrobotcarassemblylinebusy,wasthelargecomputerversion.buttherobotindustryisalsoawidevarietyofnicheproducts,suchasmechanicalarm,assistedthedoctorinperformingthesurgeryoperationiniraqandafghanistan,inchargeofreconnaissancerobotoutroadsidebombsandhouseholdrobotforcleaningfloors,therearealotofreferenceperson,dog,dinosaurlikemanufacturingrobottoy.keywords:stc15w4k60s4;servomotor,singlechipmicrocomputer;robot.【篇三：割草機器人機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真工作綜述】一、背景介紹隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市綠化程度越來越高，大量的公園草坪、足球場草坪、高爾夫球場草坪等公共綠地均需要進行維護。修剪草坪是項繁重而又枯燥的勞動，需要消耗大量的人力和物力。傳統(tǒng)做法是人工操作割草機器進行修剪，目前的割草機器主要有兩種形式（如圖1.1所示），一種是手推式的，另一種是人工攜帶式的。但是，這兩種割草機器有很大的缺點：勞動強度大；重復(fù)性強，工作枯燥；浪費人力、物力和財力。圖1.1傳統(tǒng)割草機為了改變這一現(xiàn)狀，降低草坪維護作業(yè)的勞動強度及維護成本，一種自動割草機器人應(yīng)運而生。割草機器人是集環(huán)境感知、路徑動態(tài)規(guī)劃和行為控制等多種功能于一體的綜合機器人系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的草坪修剪機械相比，割草機器人具有很大的優(yōu)點：1） 割草機器人可自主工作；2） 割草機器人具有較高的安全性；3） 割草機器人更利于環(huán)境保護。1.1國外研究現(xiàn)狀“智能割草機器人”概念的提出是在1997年的opei年會上，從那時至今，國外已進行了十幾年的研究，并取得一定的成果，相關(guān)產(chǎn)品已投入市場，但尚處于中等智能水平。下面是兩款已經(jīng)投入市場的，比較成熟的割草機器人（分別是friendlymachines公司的robomow和瑞典electrolux公司的husquavaautomower）：圖1.2國外的割草機器人此外，friendlymachines公司又開發(fā)出了帶有太陽能電池板的割草機器人，佛羅里達大學(xué)正在研究第三代lawnnibbler割草機器人，主要的研究領(lǐng)域是實現(xiàn)具有自主學(xué)習(xí)能力的智能割草機器人，比如通過學(xué)習(xí)自動識別花、寵物等障礙和學(xué)習(xí)全區(qū)域覆蓋策略等方面。1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)對于割草機器人的研究起步較晚，參與研究的單位少（從所查閱的資料來看，僅有大連理工大學(xué)，南京理工大學(xué)和蘇州大學(xué)進行過這方面的研究），但仍取得一定成果。下圖分別為南京理工大學(xué)和江蘇大學(xué)制造的割草機器人樣機：圖1.3國內(nèi)的割草機器人二、總體系統(tǒng)方案設(shè)計我們小組首先對國外市場上現(xiàn)存的自動割草機器人進行了分析和比較，確定了總體系統(tǒng)方案，并將系統(tǒng)分為三個模塊：機械本體設(shè)計及三維動畫演示，控制系統(tǒng)硬件設(shè)計，傳感器及控制軟件設(shè)計。其系統(tǒng)構(gòu)成圖如下圖所示：圖2.1割草機器人系統(tǒng)構(gòu)成框圖本人是負責(zé)了機械本體設(shè)計及三維動畫演示的工作。首先進行了機械結(jié)構(gòu)總體方案的選擇；然后建立了割草機器人的運動學(xué)和動力學(xué)模型，并根據(jù)相關(guān)的計算確定了所需驅(qū)動電機的參數(shù)，選擇了相應(yīng)的電機型號；接著對減速器結(jié)構(gòu)和割草機構(gòu)進行了設(shè)計，并對萬向輪進行了選型；最后對模型進行了渲染，完成了三維動畫演示。三、總體機械結(jié)構(gòu)設(shè)計割草機器人的本體包括割草機器人車架體、車輪、減速器、驅(qū)動電機、蓄電池、傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和割草機構(gòu)等主要部分。其本體結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：1、萬向輪，2、割草機構(gòu)，3、驅(qū)動輪，4、驅(qū)動電機圖3.1割草機器人本體結(jié)構(gòu)圖割草機器人整個機械結(jié)構(gòu)又可分為兩個部分：割草機器人的驅(qū)動機械結(jié)構(gòu)和割草機器人的割草機構(gòu)。3.1驅(qū)動機械結(jié)構(gòu)設(shè)計割草機器人屬于戶外移動型機器人，從目前的情況來看，可有多種驅(qū)動方案可供選擇。戶外移動型機器人的運動方式有輪式、履帶式和足式等多種。輪式和履帶式驅(qū)動方式適用于較平整路面，而足式驅(qū)動方式適用于特殊的、條件相對惡劣的環(huán)境，也有的移動機器人為了適應(yīng)各種路面將這幾種驅(qū)動方式混合使用。割草機器人一般工作在條件較好的草坪上，結(jié)合其他工作要求，割草機器人大多選用輪式驅(qū)動方式。圖3?2移動機器人驅(qū)動方式的選擇輪式驅(qū)動方式根據(jù)輪子的數(shù)目可分為三輪、四輪和六輪等幾種。三輪驅(qū)動方式結(jié)構(gòu)比較簡單，能夠滿足一般需要，應(yīng)用也比較廣泛，如圖3.1中的(a)(b)；四輪驅(qū)動方式的穩(wěn)定性好，承載能力比較大，但結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，如圖3.1中的(c)(d)；六輪驅(qū)動方式與四輪方式類似，具有更高的承載能力、穩(wěn)定性和柔性，多用于未知環(huán)境的探測，如月球車和火星車等。根據(jù)轉(zhuǎn)向方式的不同，輪式驅(qū)動方式又可分為鉸軸轉(zhuǎn)向式和差動轉(zhuǎn)向式兩種。鉸軸轉(zhuǎn)向式如圖3.1中的(a)(c)，轉(zhuǎn)向輪裝在轉(zhuǎn)向鉸軸上，轉(zhuǎn)向電機通過減速器和機械連桿機構(gòu)控制鉸軸從而控制轉(zhuǎn)向輪的轉(zhuǎn)向；差動轉(zhuǎn)向式如圖3.1中的(b)(d)，在車體兩側(cè)的驅(qū)動輪上裝有不同的控制電機，通過兩輪的速度比來實現(xiàn)車體的轉(zhuǎn)向，在該情況下，非驅(qū)動輪應(yīng)為自由的萬向輪。我們小組將割草機器人定位于家用小型機器人，所以要求盡可能選擇操作簡單、控制難度低的驅(qū)動方案。綜合上述內(nèi)容，我們選擇了典型的三輪差動的驅(qū)動方式(即圖3.2中的a方式)，該驅(qū)動方式的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)簡單，運動靈活和能實現(xiàn)零半徑轉(zhuǎn)彎等，在遇到障礙物時容易實現(xiàn)避障；其缺點在于實現(xiàn)兩電機同步轉(zhuǎn)動對電機的同軸度和控制系統(tǒng)的精度要求比較高。3.2割草機構(gòu)設(shè)計為了實現(xiàn)割草的功能，需要對割草機構(gòu)進行設(shè)計。割草機器人的割草機構(gòu)所需轉(zhuǎn)速大約為600~1200rpm，因此應(yīng)當(dāng)考慮割草機構(gòu)驅(qū)動電機的散熱問題，此外為了適應(yīng)不同草坪的地形，割