智能清障小车设计
智能清障车的设计
智能清障小车设计【优秀控制系统设计+7张CAD图纸】
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外文翻译.doc
循迹流程图A3.dwg
总流程图A3.dwg
智能清障车的设计正文.doc
机械手A1.dwg
清障流程图A4.dwg
电路总图A1.dwg
直流电机驱动电路A3.dwg
车体A0.dwg
摘要
智能小车在自动化生产线、仓库管理、机器人服务、环境监测、航空航天等领域有广泛的应用。本文介绍了一款集自动寻迹、障碍物监测、障碍物清除等功能于一体的智能小车。智能小车采用AT89S52单片机为系统控制核心,利用反射式光电传感器检测识别黑线,通过比较器反馈高低电平信号给单片机,从而控制直流电机的运动,实现寻迹功能。安装于车体前端的点触开关实时监测黑线上的障碍物,一旦触发开关,拉低所接单片机I/O口,触发外部中断,从而控制机械手夹持障碍物,配合小车运动,达到清除障碍物的目的。本课题研制的智能小车样机实验证明了本文叙述的技术方案的有效性和正确性,可以为今后全国及省内电子大赛提供宝贵的经验。
关键词 单片机;传感器;循迹;清障;
Abstract
Intelligent car has been widely used in automated production lines, warehouse management, robotics services,environmental monitoring, aerospace and other fields.This paper introduces a intelligent car, with the functions of automatic driving, barriers monitoring and barriers removing . The intelligent car use AT89S52 SCM as control core. By using reflective photoelectric sensor to detect the information of black track,the intelligent car acquires the information and sends them to the MCU to control the movements of the DC electric motors for tracing function. Point-touch switch installed at the front of the car monitor barriers on the black line everytime. Once the trigger switch, the signals of I/O trigger external interruption to achieve the purpose of remove barriers.The test shows that the intelligent vehicle design is the effectiveness and correctness.Consequently,the issue can provide invaluable experience for the electronic competition of the national and provincial.
Keywords SCM sensor track finding barriers removing
目 录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1 智能化小车发展现状与趋势1
1.1.1 课题背景1
1.1.2 移动式机器人在国内外研究现状2
1.2 研究的目的和意义2
1.3 研究的内容2
第2章 智能清障小车系统4
2.1 系统总体方案4
2.2 系统方案论证4
2.2.1 车体方案论证4
2.2.2 小车结构方案论证5
2.2.3 障碍物清理单元方案论证5
2.2.4 控制器方案论证6
2.2.5 供电单元方案论证6
2.2.6 障碍物识别单元方案论证7
2.2.7 运动单元方案论证8
2.2.8 循迹单元方案论证9
2.3 系统最终方案10
第3章 智能清障小车硬件设计12
3.1 系统硬件电路介绍12
3.2 障碍物监测模块介绍12
3.3 障碍物清理模块介绍13
3.3.1 机械手介绍13
3.3.2 机械手控制电路介绍13
3.4 单片机最小系统介绍15
3.4.1 AT89S52单片机简介16
3.4.2 单片机使用资源规划17
3.5 供电模块介绍17
3.6 寻迹模块介绍17
3.7 直流电机驱动模块介绍19
第4章 智能清障小车软件部分22
4.1 软件开发平台22
4.2 软件开发调试23
4.2.1 舵机工作程序仿真23
4.2.2 直流电机工作程序仿真24
4.3 系统软件流程25
4.4 寻迹软件流程27
4.5 障碍物检测及清理软件流程28
第5章 系统测试30
5.1 测试场景介绍30
5.2 实际测试过程30
5.3 测试结果分析32
结 论33
致 谢34
参考文献35
附录I36
附录II37
第1章 绪论
1.1 智能化小车发展现状与趋势
1.1.1 课题背景
肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号分别于2004年1月3日和1月24日在火星不同区域着陆,并于2004年4月5日和2004年4月26日相继通过所有“考核标准”。美国宇航局的孪生火星车探测计划至此正式宣告取得圆满成功。美国宇航局科学家和工程师先设立了一系列硬指标,作为判定两辆火星车联合探测计划是否能成功的依据。按照规定,每辆火星车都需要至少工作90个火星日(约地球上的92天),在火星上行驶总里程至少达到600米,至少造访8个不同地点,必须拍下周围环境的立体和彩色全景照片。“勇气”号是迄今美国发射的最尖端的火星探测装置,其顶部的桅杆式结构上装有全景照相机及具有红外探测能力的微型热辐射分光计。火星车能够在火星上自主行驶,当火星车发现值得探测的目标,它会驱动六个轮子向目标行驶;在检测到前进方向上的障碍后,火星车会去寻找可能的最佳路径[1]。
类似火星车,以轮子作为移动机构,能够实现自主行驶的机器人,我们称之为智能小车,又称轮式机器人。
智能小车是一个集环境感知、规划决策,自动行驶等功能于一体的智能轮式机器人,它集中地运用了计算机、传感、信息、通信、导航及自动控制等技术,是典型的高新技术综合体。智能小车作为现代高科技的产物,是21世纪的科技亮点之一。智能小车技术的发展,应该说它是科学技术发展的一个综合性结果。同时,它为社会经济发展产生了一门有着重大影响的科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战后各国加强了经济的投入,而对轮式机器人的研究成果又提高了本国的经济的发展水平。比如说日本战后开始进行汽车工业,这时候由于它人力的缺乏,它迫切需要一种机器人来进行大批量的制造,提高生产效率降低劳动成本,这是社会发展本身的一个需求。另一方面它也是生产力发展的必然结果,也是人类自身发展的必然结果,人类在不断探讨自然、认识自然、改造自然过程中,需求一种能够解放人的自动化装置。那么这种自动化装置就是代替人们能够从事复杂和繁重的体力劳动,实现人们对不可达到的世界的认识和改造,这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。但另一方面,尽管人们有各种各样好的想法,它也归功于电子技术,计算机技术及制造技术等相关技术的发展提供额强大技术保证[2]。
参考文献
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[4] 芮晴波.基于FPGA的智能小车系统[D].镇江:江苏大学,2007.
[5] 袁亚东.基于CCD的智能小车的研制[D].合肥:合肥工业大学,2009.
[6] 陆凯峰.基于DSP的多功能智能机器小车的研究[D].无锡:江南大学,2008.
[7] 董刚.智能小车运动控制系统研制[D].西安:西安科技大学,2009.
[8] 安岩.自动循迹智能小车的设计论文[N]. 苏州科技学院学报,2004-1-1(B1).
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[10] 周立功.ARM嵌入式系统软件开发实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005:22-28.
[11] 张毅刚,彭喜元.新编MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003:25-27,411-417.
[12] 何希才.传感器及其应用电路[M].北京:电子工业出版社,2001:27-54.
[13] 董涛,蒋苏








