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2021年机器人设计方案.doc

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文档介绍

文档介绍:机器人设计方案
设计要求
设计一含有独立前进、转弯、后退、避障、救人等功效救援机器人。
设计任务
电子控制组:设计好控制电路及原理图,各类传感器电路及稳压电源,并制作成独立模块,按程序要求进行调试(超声波、雷达和红外线传感器感应距离)。
机械设计组:设计机器人各部分结构(包含机械手、身躯、底盘)和各类传感器模块安装。
程序设计组:根据具体设计要求进行编程及调试、烧录等工作。
设计思绪
机器人在封闭场地内利用红外线传感器自动搜索安装了红外线发射管洋娃娃。一旦发觉目标便向目标靠近,途中发觉障碍物则侧移距离L或转弯角度a然后继续前进,当机器人和洋娃娃之间距离达成S(此时红外线传感器比超声波传感器或雷达优先级更高)时,触发控制机械臂抓向小人,机械臂“手指”部分装有压力传感器(或轻触开关替换触觉传感器实现),当抓紧小人时触发单片机控制(入口设一200W白炽灯光感返回或程序倒退返回)机器人返回,并翻转电机松开洋娃娃。
场地模拟
入口
小人
障碍物
有一封闭场地并设置一入口,
机器人从入口出发,利用红外线
传感器搜索救援目标洋娃娃,没
有搜索到时则继续前进,碰到障
碍物时侧移并转弯绕过障碍物继
续前进,直到靠近目标控制机械
臂抓紧小人并返回,途中屏蔽掉
红外线感应,只绕过障碍返回。
返回抵达入口白炽灯处手部电机
反转松开小人并复位。
五、机器人运作步骤图:
入口出发
驱动双步进电机前进
功效一:绕过障碍物并前进
超声波传感器(或雷达)测障碍物
驱动双步进电机绕过障碍
发觉目标并救人
小人装红外线发射器
机器人装红外线接收器
搜索到目标(即机器人接收到红外线信号)后向目标前进,驱动手部步进电机实施抓起小人动作。
设计程序返回或在入口处设置一200W白炽灯,利用光敏传感器返回
控制手部步进电机反转松开小人
复位
入口(白炽灯)
小人
障碍物
电路模块设计

超声波发射头SR
输入高电平时超声波发射器发出一系列等间隔波形

超声波接收头ST
接单片机输入口



6. 5V和12V直流电源电路

8. 步进电机驱动电路(1):
步进电机驱动电路(2)
机器人俯视图
可接收红外线方向
带有遮挡筒红外线接收头,能够确保只接收到一个直线放向红外线而不被其它方向红外线干扰,在机器人前方装有5个或7个红外线接收头,数目越多搜索越正确。
不间断地发射超声波测试前方扇形范围内障碍,能够用雷达替换,控制优先级低于红外线(正前方接收到红外线时表示正前方无障碍,向目标方向前进,没有接收到红外线则表示目标不在感应范围内或前方有障碍)。
超声波传感器或雷达发射接收系统
装有红外发射器洋娃娃
红外线搜索、超声波避障方案
七、红外线搜索方案原理
场地内洋娃娃身上红外线发