1、 1 机器人课程设计 目录 第一章 绪言 2 1.1、目的和意义 2 1.2、设计内容2 1.2.1、机器人硬件2 1.2.2、设计任务 .2 1.3、运行框图3 第二章 机器人触觉导航 .3 2.1、安装并测试机器人胡须 .4 2.2、测试触须传感器 6 2.3、C 语言程序如下 .7 第三章 机器人红外导航 10 3.1、使用红外线发射和接收器件探测道路 . 10 3.2、搭建并测试 IR 发射和探测器 11 3.3、测试红外发射探测器 . 12 3.4、探测和避开障碍物 . 13 第四章 心得体会 . 16 2 第一章第一章 绪言绪言 1.1、目的和意义、目的和意义 机器人涉及机械、电子
2、、传感、控制等多个领域和学科。本课程设计是在 机器人学课程的基础上，利用多传感技术、控制技术实现机器人控制系统的 综合与应用，达到锻炼学生综合设计能力的目的。 1.2、设计内容、设计内容 1.2.1、机器人硬件、机器人硬件 本课程设计使用实验室已有的移动机器人。机器人有两个驱动轮、一个从 动轮，驱动轮由舵机直接驱动。机器人控制器为 89S52 单片机。 图 1 机器人结构简图 1.2.2、设计任务、设计任务 利用多传感器技术，实现对机器人的轨迹规划及控制。具体为：控制机器 3 人在规定的场地内避开障碍物走遍整个场地。 场地长1.8m，宽1.5m，场地四周为高0.3m的挡板。场地如图2所示。 1
3、.3、运行框图、运行框图 第二章第二章 机器人触觉导航机器人触觉导航 本章你将通过给你的机器人增加触觉传感器学习如何使用这些端口来获取外 界信息。实 际上，对于任何一个自动化系统（不仅仅是机器人） ，无非都是通过 4 传感器获取外界信息，通过接口进入计算机（或者单片机） ，由计算机或单片机 根据反馈信息进行计算和决策，生成控制命令，然后通过输出接口去控制系统相 应的执行机构，完成系统所要完成的任务。因此，学习如何使用单片机的输入接 口同学习使用输出接口同等重要。 许多自动化机械都依赖于各种触觉型开关，例如当机器人碰到障碍物时，接 触开关就会察觉，通过编程让机器人躲开障碍物；旅客登机桥在靠近飞机
4、时为了 保护昂贵的飞机，在登 机桥接口安装触须，当登机桥离飞机很近后触须就会碰 到飞机，立即通知控制器提醒离飞机已经很近了，需要降低靠近速度；工厂利用 触觉开关来计量生产线上的工件数量；在工业加工过程中，也被用来排列物体。 在所有这些实例中， 触觉开关提供的输入通过计算机或者单片机处理后生成其它 形式的程序化的输出。 本章中，你将在机器人前端安装并测试一个称为胡须的触觉开关。你将对机 器人大脑编程来监视触觉开关的状态，以及决定当它遇到障碍物时如何动作。最 终的结果就是通过触觉给机器人自动导航。 2.1、安装、安装并测试机器人胡须并测试机器人胡须 编程让机器人通过触觉胡须导航之前，首先必须安装并
5、测试胡须。图 3 所示 是安装机器人触觉胡须所需的硬件元件清单，包括： 1 金属丝 2 根 2 平头 M322 盘头螺钉 2 个 3 13mm圆形立柱 2 个 4 M3 尼龙垫圈 2 个 5 3-pin公-公接头 2 个 6 220电阻 2 个 7 10k电阻 2 个 图 3 胡须硬件 安装胡须 1.拆掉连接主板到前支架的两颗螺钉 2.参考图 4，进行下面操作 3.螺钉依次穿过 M3 尼龙垫圈、13mm圆 形立柱 4.螺钉穿过主板上的圆孔之后，拧进主板下面的支架中，但不要拧紧 5.把须状金属丝的其中一个钩在尼龙垫圈之上，另一个钩在尼龙垫圈之下， 5 调整它们的位置使它们横向交 叉但又不接触 6
6、. 拧紧螺钉到支架上 7.参考接线图 5，搭建胡须电路。 注意：右边胡须状态信息输入是通过 P1 口的第 4 脚完成，而左边胡须状 态信息输入是通过 P2 口的第 3 脚完成 8.确定两条胡须比较靠近，但又不接触面包板上的 3-pin头。推荐保持 3 mm 的距离。 9.图 6 所示是实际的参考接线图。 10.安装好触觉胡须的机器人如图 7 所示。 图4 安 装 机 器 人 胡 须 图 5 胡须电路示意图 6 图6教学底板上胡须接线图 图7 安装好触须的机器 人 2.2、测试触须传感器、测试触须传感器 先执行一段简单的程序，下面的程序是让小车前行的，修改参数调舵机，使舵机保持前 行，然后在通过设置程序让左须子触碰障碍物时左转，右须子触碰障碍物是右转，这样进行 调试，来检测传感器。 死区程序很关键，以中断的方式写入，避免其一直困在墙角里出不来。 7 2.3、C 语言程序如下语言程序如下 #include #include int P1_4state(void)/获
