轮式移动机器人课程设计

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1、 1 目目 录录 目目 录录 1 摘摘 要要 2 1.移动机器人技术发展概况移动机器人技术发展概况 3 1.1 机器人研究意义及应用领域 3 1.1.1 机器人的研究意义 . 3 1.1.2 机器人的应用领域 . 3 1.2 移动机器人的发展概况 4 1.2.1 移动机器人的国内发展概况 4 1.2.2 移动机器人的国外发展概况 4 2.轮式移动机器人的结构设计轮式移动机器人的结构设计 7 2.1 移动机器人的系统结构. 7 2.2 轮式移动机器人主要结构 7 3.轮式移动机器人的控制系统轮式移动机器人的控制系统 11 3.1 控制系统硬件选型与配置 . 11 3.1.1 驱动电机的选型 11

2、 3.1.2 伺服电机的选型 12 3.1.3 轮毂电机的选型 13 3.2 轮式移动机器人控制系统框架. 15 4.结论和总结结论和总结 17 致致 谢谢 18 参考文献参考文献 19 附附 录录 21 2 摘摘 要要 移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支，也是进一步扩展机器 人应用领域的重要研究发展方向。自上世纪九十年代以来，人们广泛开展了 对机器人移动功能的研制和开发，为适应各种工作环境的不同要求而开发出 各种移动机构。 论文内容包括四个部分：简要介绍了移动机器人研究现状、对所设计移 动机器人系统进行了描述、视觉导航轮式移动机器人底层硬件设计和视觉轮 式移动移动机器人的底层控制。 论

3、文详细地介绍了移动机器人底层硬件系统元件的选型和原理电路图 的设计。我们选用PIC16F877单片机作为下位机接收上位机传来的命令和产 生驱动信号。步进电机的驱动电路采用两个步进电机驱动器-L298，驱动程序 写入PIC16F877单片机，通过程序控制步进电机的转速和转向。采用Propel 设计了底层控制系统的原理图和PCB版图，采用Proteus进行程序和硬件系统 的仿真。仿真结果表明：步进电机运行稳定、可靠性高，实现了对步进电机 的预期控制。 关键词：移动机器人；运动控制；PIC16F877；步进电机 3 1.1.移动机器人技术发展概况移动机器人技术发展概况 1.1 机器人研究意义及应用领

4、域 1.1.1 机器人的研究意义 人们对于未知的探索总是充满危险，而且人类的研究活动领域已由陆地扩 展到海底和空间，所以机器人的产生解决人类这一大难题。利用移动机器人进行 空间探测和开发，己成为 21 世纪世界各主要科技发达国家开发空间资源的主要 手段之一。研究和发展月球探测移动机器人技术，对包括移动机器人在内的相关 前沿技术的研究将产生巨大的推动作用。 移动机器人是一种能够通过传感器感知外界环境和自身状态，实现在有障 碍物的环境中面向目标的自主运动，从而完成一定作业功能的机器人系统。本课 题选用轮式作为机器人平台设计研究 1，两轮式机器人在国内外还处于刚刚起步 阶段，其前景广阔，适用性较广，在教学、科研、野外作业、民用运输方面有着 广泛的应用前景，在反恐及其它尖端领域具有重大的应用价值。已经初步做出了 简单的实验模型，解决了轮式机器人的传动机构难题。该轮式机器人运动响应迅 速，具有高机动的零半径转向能力，并且在运动过程中不存在失稳状态。摄像头 的密封式结构可以将内部器件密封保护起来，免受外界环境的影响，非常适合在 潮湿、多尘土、