智能网络程控机器人.ppt

智能网络程控机器人,指导老师： 裴 东 王全州 作 者： 吉 瑞 赵俊伟,前 言,智能网络程控机器人，计划以梯度的形式 不断开发完善。 今年与去年相比以下不同 1）通讯方面 2）成本方面 3）功能方面,去年系统实物图,1）图像识别传器 2）保护用传感器 3）CPLDPCB件 及接口集成箱 4）计算机主机 5）机器人自我防 护传感器 6）电机驱动单元,系统实物图,1）保护传感器 2）跟踪传感器 3）机械臂 4）主控系统 5）无线数传模块 6）减速电机 7）电机驱动模块,机器人表演,1）跟踪实况录象 2）寻迹实况录象 3）排障实况录象 4）后台实况录象,系统概述,智能网络程控机器人采用无线数传模块，实现后端VB界面对前端机器人的远程控制；通过无线传输模块，实现前端图象回传，操作人员可以远程监视移动中机器人的周围环境，从而判断前端是否存在需要处理的异常情况；通过CPLD实现机器人根据具体周边环境选择执行跟踪、走地图、寻迹、排障功能。,系统结构图,跟踪传感器,寻迹传感器,保护传感器,信号处理电路1,信号处理电路2,信号处理电路3,CPLD 中央控制器,左轮电机,右轮电机,电机驱动,51 单片机,串口 电路,无线数传 模块,AVR 单片机,驱动 电路,机械臂,前端图象采集,图象传输模块,机器人主控系统,3,4,5,6,1：跟踪传感器信号处理电路 2：寻迹传感器信号处理电路 3：CPLD 4：51单片机完成协议转换 5：AVR单片机完成机械臂的控制 6：无线模块命令字,2,1,机器人机械结构,采用菱形车架结构，驱动轮 在中间。前轮和后轮为辅助 轮肩负支撑的功能。前轮和 后轮由一个杠杆连接可以自 动调整高度，从而，提高车 体的灵活性，适应不同的工 作环境。中间两个轮为驱动轮肩负驱动与转向的功能，完成车体的所有动作。,机器人电机驱动,本系统采用减速电机。 减速电机电路由三级构成：第一级为74门、第二级为光藕，第三级为PWM模块及继电器。,机器人跟踪功能实现,跟踪原理：根据传感器漫反射原理，检测移动物体的运动方向，从而CPLD作出相应的控制命令，控制电机的转动方向和速度。,跟踪实现： 当只有2号传 感器检测到物体时机器人 前进，当1号和2号传感器 同时检测到物体时机器人 慢速左转，当1号传感器 检测到物体时快速左转， 当4号和2号传感器同时检测到物体时机器人慢速右转，当4号传感器检测到物体时机器人快速右转，当3号传感器检测到物体时机器人停止。,机器人排障功能实现,机械臂通过AVR单片机控 制，由 5个精确的伺服 电机组成，长11cm,宽 6cm, 高32cm, 共有4个 自由度，分别对应于转 动基座、臂、肘、钳四 个关节。每个关节可在 90度的范围内活动。,机器人寻迹功能实现,寻迹原理：是依据光线的反射原理设计。 寻迹实现：通过红外电子开关发射和接收红外线来检测黑线，从而向后台反馈信号，CPLD机依据反馈信号做出相应的动作，实现寻迹的目的。,主控窗口介绍,走地图窗口介绍,当按下运行时机器人将按照指定线路和图中的小车一起运行；当按下回到原点时图中的小车回到原点，但机器人不能自动返回原点；显示控制代码目的是为了调试方便而设计的。,系 统 说 明,1）我们采用51单片机 AVR单片机和CPLD相 配合的多控制器系统。 2）采用直流减速电机 控制车体，伺服电机 控制机械臂。 3）采用无线数传模块实现后端和前端的通讯 ，无线图象传输模块实现前端图象回传。,采用多种语言开发系统：VB开发后端人机界面 ，C语言编写机械臂控制程序，汇编语言编写串口收发程序，VHDL 和Verilog编写CPLD主控制程序。 车体及基本连接骨架都是自己用铝合金材料打磨而成，强度高、质量轻。 所有外围电路板全由我们自己设计制作。,结 束 语,我们此次只完成了这个设计的中期工作，搭建了一个机器人平台，机器人可以完成走地图、跟踪、寻迹任务，动作比较灵活，下一步还有许多工作要做： 1）要加入语音处理功能，让机器人开口说话； 2）加入图象处理功能，让机器人长上眼睛； 3）电机部分要构成闭环控制，实现机器人的线性运动；,4）利用嵌入式（ARM7）代替51单片机和AVR单片机所实现的功能，让机器人更加小巧、灵活。 5）经过两年的制作与改进机器人也将进入后期制作部分，对团队的整体素质提出更高的要求，希望有兴趣的本科生和研究生加入团队让我们的机器人更上一层楼。如果哪位同学对这个设计感兴趣，想将它继续做下去，可以打电话跟田新勇联系。,致