文档介绍：摘要
本设计为一款具有智能判断的能自动行驶在起始位置与终点库房间的搬运小车。具有以下功能:自动行驶;检测木块;搬运木块;自动入库;同步显示小车运行时间等。该设计采用STC89C52单片机作为智能小车的检测和控制核心,使用激光校正导航技术检测木块位置。直流电机驱动电路采用四通道驱动集成芯片L298N,采用PWM脉冲调制驱动直流电机。系统具有很大的扩展潜力。实现了无人控制即可完成一系列动作,相当于简易机器人。
关键词:智能判断;自动入库;PWM脉宽调制;简易机器人
目录
1 设计任务及要求 1
1
2
发挥部分 2
2 方案设计 2
总体方案设计 2
车体的确定 2
系统原理分析 2
3
3
4
5
6
3 分析计算 6
精确定位的实现 6
准确计时的实现 7
PWM控制实现 7
4 系统调试 8
、模块测试 8
表1 电机驱动测试结果 8
总体测试 8
5 创新点 8
6 总结及心得体会 9
附录 9
1 设计任务及要求
设计并制作一个能自动行驶并完成货物搬运的机器人。机器人允许使用玩具汽车改装,可应用图像、光电、声波、超声波等无线自动导航识别技术,在比赛场地里移动,将不同颜色的物体分类搬运到仓库对应的不同颜色位置。搬运场地如图所示。
搬运场地为 ×,表面为白纸;终点库房区设与地面垂直的╚╝形档板,即留有一侧给车子将木块搬运进去,其余三个侧面用挡板挡住,其长宽高为20cm×20cm×10cm,库区有三个贴有不同颜色位置,用于分别存放对应颜色的木块,位置间距随意设定;起始线为2 cm 宽、30cm 长的黑线,机器人任意时刻长宽不超过40cm×40cm。
 (1)机器人从起始线出发(出发前,机器人任何部分不得超出起始线,后端不限),能自
动识别木块,并逐一运送到库房20cm 线以内。
(2)将三个木块运送至库房10cm 库区线内。
(3)整个搬运时间不得超过180 秒。
发挥部分
(1)三色木块在木块起点位置任意顺序摆放,能自动识别红、黄、蓝三个颜色的木块,并显示识别到木块的颜色。
(2)将三种颜色的木块从木块起点位置逐一运送至库区位置的对应颜色区域内,。
(3)终点库房区在搬运场地内Y 轴上任意平移,仍能完成发挥部分第(2)任务(对应的无线引导装置可以跟随库区移动)。
(4)其他。
2 方案设计
总体方案设计
通过赛题分析,以下几点是解题的关键:
(1)小车在不受人工控制的时候怎样检测木块以及木块的颜色并保持高速向木块前进。
(2)小车怎样准确的找到木块并将其套取。
(3)怎么把木块整齐的摆放在库房内并且不超过10cm线内。
车体的确定
方案一:小车由四轮支撑。
本设计小车的行驶路线为直线,四轮车走直线稳,比较有优势。实践中发现靠后轮驱动和转向,会使小车在粗糙表面前进时转向产生困难,而不能寻线。
方案二:小车由三轮支撑。
三轮车的平衡性不如四轮车的强,但由于前部只采用一个轮子,减小了摩擦,相对来说转向更易实现。
根据自身条件,本系统采用方案二,车体为自制长26cm,宽14cm的简易三轮小车,万向轮置于车体前方起辅助支撑作用,两个直流电机分别置于车体后方两侧控制***和右轮。
系统原理分析
根据设计要求,基本结构框图如下。系统主要分为控制部分和信号检测部分。其中信号检测部分主要包括:木块检测模块,黑线检测模块,颜色识别模块。控制部分主要包括:电机驱动模块,显示模块,控制器模块。
控制器模块1
机械手模块
激光接收模块
记时
模块
电机驱动模块
显示模块
控制器模块2
激光发射模块行驶检线模块
颜色识别模块
图1 系统基本结构框图图2 系统基本结构框图
根据题目的要求,控制器主要接受和辨认各个传感器信号、控制小车的电机的动作、控制显示小车运动的时间及协调小车各部分的运动。
方案一:51系列单片机设计方案
51系列单片机是最常用也是最基本的单片机,其特点有:它具有两种可以用软件进行选择的低功耗工作方式:待机方式和掉电方式,采用CMOS技术、集成度高、速度快、功耗低。
89C51含EEPROM电可编闪速存储器。有两级或三级程序存储器保密系统,防止EEPR