智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人_第1頁
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文檔簡介

1、智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人,指導(dǎo)老師: 裴 東 王全州 作 者: 吉 瑞 趙俊偉,前 言,智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人,計(jì)劃以梯度的形式 不斷開發(fā)完善。 今年與去年相比以下不同 1)通訊方面 2)成本方面 3)功能方面,去年系統(tǒng)實(shí)物圖,1)圖像識別傳器2)保護(hù)用傳感器3)CPLDPCB件 及接口集成箱

2、4)計(jì)算機(jī)主機(jī)5)機(jī)器人自我防 護(hù)傳感器6)電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元,系統(tǒng)實(shí)物圖,1)保護(hù)傳感器2)跟蹤傳感器3)機(jī)械臂4)主控系統(tǒng)5)無線數(shù)傳模塊6)減速電機(jī)7)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊,機(jī)器人表演,1)跟蹤實(shí)況錄象2)尋跡實(shí)況錄象 3)排障實(shí)況錄象4)后臺實(shí)況錄象,系統(tǒng)概述,智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人采用無線數(shù)傳模塊,實(shí)現(xiàn)后端VB界面對前端機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制;通過無線傳輸模塊,實(shí)現(xiàn)前端圖象回傳,操作人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)視移動(dòng)中機(jī)器

3、人的周圍環(huán)境,從而判斷前端是否存在需要處理的異常情況;通過CPLD實(shí)現(xiàn)機(jī)器人根據(jù)具體周邊環(huán)境選擇執(zhí)行跟蹤、走地圖、尋跡、排障功能。,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,跟蹤傳感器,尋跡傳感器,保護(hù)傳感器,信號處理電路1,信號處理電路2,信號處理電路3,CPLD中央控制器,左輪電機(jī),右輪電機(jī),電機(jī)驅(qū)動(dòng),51單片機(jī),串口電路,無線數(shù)傳模塊,,,,,AVR單片機(jī),驅(qū)動(dòng)電路,機(jī)械臂,前端圖象采集,圖象傳輸模塊,,,,,,,,,,機(jī)器人主控系統(tǒng),,3,4,5

4、,6,1:跟蹤傳感器信號處理電路2:尋跡傳感器信號處理電路3:CPLD4:51單片機(jī)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換5:AVR單片機(jī)完成機(jī)械臂的控制6:無線模塊命令字,2,1,機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu),采用菱形車架結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)輪 在中間。前輪和后輪為輔助 輪肩負(fù)支撐的功能。前輪和 后輪由一個(gè)杠桿連接可以自 動(dòng)調(diào)整高度,從而,提高車 體的靈活性,適應(yīng)不同的工 作環(huán)境。中間兩個(gè)輪為驅(qū)動(dòng)輪肩負(fù)驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向的功能,完成車體的所有動(dòng)作

5、。,機(jī)器人電機(jī)驅(qū)動(dòng),本系統(tǒng)采用減速電機(jī)。減速電機(jī)電路由三級構(gòu)成:第一級為74門、第二級為光藕,第三級為PWM模塊及繼電器。,機(jī)器人跟蹤功能實(shí)現(xiàn),跟蹤原理:根據(jù)傳感器漫反射原理,檢測移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)方向,從而CPLD作出相應(yīng)的控制命令,控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度。,跟蹤實(shí)現(xiàn): 當(dāng)只有2號傳 感器檢測到物體時(shí)機(jī)器人

6、 前進(jìn),當(dāng)1號和2號傳感器 同時(shí)檢測到物體時(shí)機(jī)器人 慢速左轉(zhuǎn),當(dāng)1號傳感器 檢測到物體時(shí)快速左轉(zhuǎn), 當(dāng)4號和2號傳感器同時(shí)檢測到物體時(shí)機(jī)器人慢速右轉(zhuǎn),當(dāng)4號傳感器檢測到物體時(shí)機(jī)器人快速右轉(zhuǎn),當(dāng)3號傳感器檢測到物體時(shí)機(jī)器人停止。,機(jī)器人排

7、障功能實(shí)現(xiàn),機(jī)械臂通過AVR單片機(jī)控 制,由 5個(gè)精確的伺服 電機(jī)組成,長11cm,寬 6cm, 高32cm, 共有4個(gè) 自由度,分別對應(yīng)于轉(zhuǎn) 動(dòng)基座、臂、肘、鉗四 個(gè)關(guān)節(jié)。每個(gè)關(guān)節(jié)可在 ±90度的范圍內(nèi)活動(dòng)。,,機(jī)器人尋跡功能實(shí)現(xiàn),尋跡原理:是依據(jù)光線的反射原理設(shè)計(jì)。尋跡實(shí)現(xiàn):通過紅外電子開關(guān)發(fā)射和接收紅外線來檢測黑線,從而向后臺反饋信號,CPLD機(jī)依據(jù)反饋信號做出相應(yīng)的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)尋跡的目的。,

8、主控窗口介紹,,,走地圖窗口介紹,,當(dāng)按下運(yùn)行時(shí)機(jī)器人將按照指定線路和圖中的小車一起運(yùn)行;當(dāng)按下回到原點(diǎn)時(shí)圖中的小車回到原點(diǎn),但機(jī)器人不能自動(dòng)返回原點(diǎn);顯示控制代碼目的是為了調(diào)試方便而設(shè)計(jì)的。,,系 統(tǒng) 說 明,1)我們采用51單片機(jī) AVR單片機(jī)和CPLD相 配合的多控制器系統(tǒng)。2)采用直流減速電機(jī) 控制車體,伺服電機(jī) 控制機(jī)械臂。3)采用無線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)后端和前端的通訊 ,無線圖象傳輸模塊實(shí)現(xiàn)前端

9、圖象回傳。,采用多種語言開發(fā)系統(tǒng):VB開發(fā)后端人機(jī)界面 ,C語言編寫機(jī)械臂控制程序,匯編語言編寫串口收發(fā)程序,VHDL 和Verilog編寫CPLD主控制程序。車體及基本連接骨架都是自己用鋁合金材料打磨而成,強(qiáng)度高、質(zhì)量輕。所有外圍電路板全由我們自己設(shè)計(jì)制作。,結(jié) 束 語,我們此次只完成了這個(gè)設(shè)計(jì)的中期工作,搭建了一個(gè)機(jī)器人平臺,機(jī)器人可以完成走地圖、跟蹤、尋跡任務(wù),動(dòng)作比較靈活,下一步還有許多工作要做:1)要加入語音處理功能,讓

10、機(jī)器人開口說話;2)加入圖象處理功能,讓機(jī)器人長上眼睛;3)電機(jī)部分要構(gòu)成閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的線性運(yùn)動(dòng);,4)利用嵌入式(ARM7)代替51單片機(jī)和AVR單片機(jī)所實(shí)現(xiàn)的功能,讓機(jī)器人更加小巧、靈活。5)經(jīng)過兩年的制作與改進(jìn)機(jī)器人也將進(jìn)入后期制作部分,對團(tuán)隊(duì)的整體素質(zhì)提出更高的要求,希望有興趣的本科生和研究生加入團(tuán)隊(duì)讓我們的機(jī)器人更上一層樓。如果哪位同學(xué)對這個(gè)設(shè)計(jì)感興趣,想將它繼續(xù)做下去,可以打電話:13919041223,跟田新

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