文档介绍：西南交通大学
本科毕业设计(论文)
基于行为设计的自主移动机器鼠研究
院系机械工程学院专业机械设计制造及其自动化
年级 2003级姓名谢群
题目基于行为设计的自主移动机器鼠研究
指导教师
评语
指导教师(签章)
评阅人
评语
评阅人(签章)
成绩
答辩委员会主任(签章)
年月日
毕业设计(论文)任务书
班级 2003级机械一班学生姓名谢群学号 20030718
发题日期: 2007年 3 月 5 日完成日期: 2007年 6 月 10 日
题目基于行为设计的自主移动机器鼠研究
1、本论文的目的、意义独立设计并制作的基于行为设计的机器鼠,对基于行为的机器人算法的验证和试验。在机器鼠设计过程中,依照基于行为的设计方法,对机器鼠的环境、行为和执行任务进行分析和重构,以此对传感器的布局、机械结构和程序流程进行了理论分析和设计。提出了一种机器鼠机械底盘设计方案,结合控制系统初步可以完成:能够按照预先设定的算法,自动按照一定的路径行驶,行驶过程中可以自动的识别并绕开障碍物。通过对AT89S52单片机系统的设计调试,对如何组建单片机系统有了深刻的了解;通过对步进电机驱动电路的设计调试,熟悉了PCB的设计流程,增强了数字电路方面的知识。
2、学生应完成的任务机器鼠的总体设计、路径设计及机器鼠的总调试
机器鼠的机械部分设计并加工组装
步进电动机驱动电路板的设计、调试
51单片机控制系统的硬件接线及软件程序设计、调试
51单片机控制流程图
步进电机驱动芯片电路图
机器鼠的机械底盘设计建模,运动学计算
AT89S52单片机外围硬件接线图
外文资料翻译
设计、计算说明书
3、论文各部分内容及时间分配:(共 12 周)
第一部分实习(1周)
第二部分收集资料、进行市场调查、完成总体设计(3周)
第三部分进行详细方案设计、完成控制系统、电路板的调试及机械零件的加工
(4周)
第四部分完成机器人的总装及功能调试(2周)
第五部分外文翻译以及设计说明书(2周)
评阅及答辩( 周)
备注
指导教师: 年月日
审批人: 年月日
摘要
移动机器人是近年来发展起来的一门综合学科,集中了机械、电子、计算机、自动控制以及人工智能等多学科最新研究成果,代表了机电一体化的最高成就。在移动机器人相关技术研究中,路径规划技术是一个重要研究领域。
论文首先初步讨论总结了目前主要的路径规划技术。从基于事例、基于环境模型和基于行为三个方面全面而系统地综述了移动机器人路径规划技术的研究现状,对于目前普遍采用的路径规划方法及其实际应用情况进行了较为详细介绍和分析。
然后针对IEEE每年举办的微型机器鼠比赛—此项比赛要求机器鼠能够自主在未知环境中完成迷宫穿越的任务。针对机器鼠比赛项目的环境模型未知或不确定,以及该机器人本身的某些限制, 采用基于行为的研究方法, 实现了机器鼠在未知、动态环境中的自动避障。通过对机器鼠所运行的环境建模,根据基于行为的方法对机器鼠的执行任务、沿墙行走、判断障碍旋转进行分解构建,以及对机器鼠传感器布置及机械平台设计进行理论分析。
最后研制出具备自主移动功能的机器鼠实物, 它由两个步进电机驱动,在机器鼠正向和侧向共有3个漫反射式红外线光电传感器和两个碰撞开关。当传感器前方有障碍物时, 传感器的输出为1, 否则为0。采用了ATMEL公司的AT89S52单片机控制,小型四相步进电机及专用的PMM8713步进电机驱动方案,红外接近开关作为主要传感器,差动式底盘结构,初步实现了微型机器鼠竞赛用自主移动机器鼠样机研制和实验验证。
关键词:机器鼠;自主移动;路径规划;单片机;步进电机驱动;红外接近开关
Abstract
The Mobile Robert is a recently developing synthetic discipline which represents mechanical-electrical integration and centralizes the latest research of mechanics, electronics, computer, auto-control artificial intelligence, etc. In production industries the robot is used to transport and load-unload meanwhile it also widely used in others, like agriculture, medicine, a