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基于 PLC 机器人 本体 设计 论文 DWG 图纸 外文 翻译 文献 综述 开题 报告

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第 2 4卷第 6期 VD 1 2 4 N o 6 长春师范学院学报( 自然科学版) J o u r n a l o f C l mg C h u n T e a c h e r s C o l l e g e ( N a t u r a l S c i e r m e 2 0 0 5 年 1 2月 D e c 2 0 Q 5 机器人避 障功能 的设计 王 东，郭兆正 ( 渤海大学信息科学与工程学院，辽宁锦州 1 2 1 0 0 0 ) 【 摘要本文介绍了通过硬件的连接以及利用汇编语言编写简单程序使机器人实现避障功能。 【 关键词机器人；单片机 ； 传感器；避障 【 中图分类号】 T P 2 4 【 文献标识码】A 文章编号】1 0 0 8 1 7 8 X ( 2 0 0 5 ) 0 6 0 0 4 4 - 0 3 1 引言 随着科学的进步和社会的发展，机器人的应用越来越普及。它不仅广泛应用于工业生产和机械制 造 ，而且在航天、海洋探测以及在危险和恶劣的特殊环境 中也得到了大量的应用 ，并且它还逐步渗透 到 了1 3 常生活。科技 的不断进步和人类活动领域的不断拓宽 ，机器人的功能也在不断提高，性能不在 断增强。 随着系统性能增强的作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自 动化系统和机器人技术中的关键部件 ，作为系统中的一个重要组成部分 ，其重要性变得越来越明显。 避障是要实现的一个重要功能。传感器接收到信号，传送给单片机，单片机通过判断和分析来躲避运 行过程中的各种障碍物。 2 硬件的选择 本系统综合许多因素，采用的是制作简单，方便、实用可编程 ( I s P ：I nS y s t e m P I 1咽加彻i n g )的 芯片。传感器使用左、右两个红外传感器，从而能够保证可靠地检测左前方、右前方、前方的障碍情 况。而且红外传感器也是 目前使用比较普遍的一种避障传感器 ，两个电位器 ，可闶节两个红 涛感器 的检测距离为 1 0 4 0 c m，开关量输出 ( m电平) ，简单 、可靠 。 由于单电机工作要实现转弯等功能比较复杂 ，所以在本系统中使用双电机前进方式 ，它机械结构 简单 ，易于控制。所采用的电动小车本身 自带的换向及驱动 电路 ( 普通 电机) ，相 当粗糙，电机 的特 性也不好 ，不能调速。电压低时，速度慢，驱动力矩小 ，无法正常前进；电压高时 ( 刚换上电池时) ， 速度又很快，难以调整。但减速电机的使用却方便 ，可以很方便的正转、反转 ，并且正、反转转速恒 定且相等。利用 电机驱动芯片 L 2 9 3 D控制两个减速电机，更加简化了电机驱动电路。 3 主电路、单元电路的设计及原理 3 1 主电路 主电路由 A T 8 9 S 5 1 及一些外围电路组成 ( 如图 1 ) 。 在加 电的瞬间 ，电解电容两端电压保持不变 ，使 l I S T端的电位与 V e t 相 同，随着 R C电路充电电 流的减小，R S T端的电位逐渐下降。只要让 R S T端保持 1 O毫秒以上的高电平就能使 棚 9 S 5 1 单片机 有效 的复位。 g r o b 接 近 开关将 接收 到的信号 ( 左、右是否 有障碍 物)通过 A T 8 9 S 5 1的 P 1 0 、P 1 1传递 给 A T 8 9 S 5 1 。A T 8 9 S 5 1 对 P 1 0 、P I 1 送来的信号进行分析处理，来判断左右是否存在障碍物，通过 P 2 0 一P 2 3控制电机驱动电路，以控制机器人的前进方 向，躲避障碍物。同时 ，由 P 1 3 、P 1 4分别控制 两个发光二极管指示出 目前所做的动作 ( 如表 1 ) 。 【 收稿 日期】2 O 0 5 1 0 1 5 作者简介王 东 ( 1 9 7 5 一) ，男，辽宁锦州人 渤海大学信息科学与工程学院助理实验师，从事实验教学研究。 4 4 维普资讯 目 L 厂i 厂 _ _ j m 申 ( +3v p i 口 p - t 兰 ；、一1D 2 L -f t I p 5 I-F - - , p- 3 nI 一 _ 一 一 l ， n R 1 解 麟 l P p- T C 2 一一 曰 O。pP 上 耵 L 1 p 3 6X I-It C= =】 p tt T p 2 - 耵L 2 p t o U 露 3o-F G岫 图 1 避障机器人主电路图 表 1 指示发光二极管及相应动作表 I ， 0 端 口 发光二极管 相应 障碍物情况 3 4 D 2 动作 没有 H H 灭 灭 前进 右端有障碍 H L 灭 发光 左转 左端有障碍 L H 发光 灭 右转 图2 红外接近开关模块电路图 机器人加电后，处于停止状态，当按一下 K l 键，则进人红外避障状态，再次按一下 K 1 键， r 则 机器人重新回到停止状态。再次按下 K l 键将再次进入红外避障状态。 3 2 红外接近开关模块 红外接近开关是通过模块 ( 如图 2 )本身所带有的 3 8 k的晶振 Y l 给红外发射管 Dl 提供信号，当 遇到障碍物时，接收头D 3 会接收到反射回来的信号，此时， 接收头的第 1 个引脚输出一个常态低电 平 ( O 5 V左右) ，直到接收不到信号 ( 无障碍物) 。 两个红外接近开关垂直安装在机器人车身的前面两侧，呈 “ 八”字型安装 ( 如图3 )用以检测机 器人左前、右前方是否有障碍物。 用 A T 8 9 S 5 1 的 P 2 0 、P 2 1 、P 2 2 、P 2 3 来控制 L 2 9 3 D的 I N P U T 1 I N P U T 4四个输人控制端 ，以控 制 O U T P U T 1 O U T P U T 4四个输出端 ( 如图4 ) ，控制两个电机以实现机器人的正转、反转、停止等动 作。 图3 双红外接近开关连接图 图4 电机驱动电路 3 - 3 电机驱动电路 A T 8 9 S 5 1 的P 2 0 、P 2 1 、P 2 2 、P 2 3 ，通过接I：1 6 、 7 、8 、9 把信号传给 L 2 9 3 D ，以控制电机的动 作。( 见表 2 ) 4 5 接 稣建 维普资讯 表2 电机动作控制表 A T B 9 S 5 1 I ， O口 I o l 删 电机 作 P 23 P 22 P 2 1 P 2 0 1 4 b l 2 l l 0 4 0 3 0 2 O 1 左 右 L H L H L H L H L H L H 反转 正转 前进 L L L H L L L H L L L H 停 正转 左转 L H L L L H L L L H L L 反转 停 右转 H L H L H L H L H L H L 正转 反转 后退 H L L L H L L L H L L L 正转 停 右后转 L L H L L L H L L L H L 停 反转 左后转 L H H L L H H L L H H L 反转 反 转 顺时针旋转 H L L H H L L H H L L H 正转 正转 逆时针旋转 4 软件系统的设计 4 1 避障程序流程 图 加电后，A T 8 9 S 5 1 复位。当按下 K l 后，机器人进入避障程序，再按一次 K l 则程序重复位。 图 5 避障程序流程图 4 2 避障程序源代码 ( 略) 5 结束语 本系统实现了机器人的避障功能，使得机器人的智能化更强了，令其应用范围更加广泛。 参 考 文 献】 1 唐俊杰， 高秦生， 俞光昀 微型计算机原理及应用 M 高等教育出版社， 1 9 9 3 3 何希才、 传感器技术及应用 M 、 北京航空航天大学出版社， 2 0 0 5 4 方建军， 何广平 智能机器人 M 化学工业出版社， 2 O O 4 5 王耀南， 机器人智能控制工程 M 科学出版社， 2 O O 4 De a g n s O n Ro b o t s B a r r i e rAv o v i d i n g C a p a b i l i t i e s WA NG D o n g ， G UO Z h a oz h e n g ( C o ll e g e o f I n fo n n a fi o n ， B o h a i U n iv e r s i ty ， J in z h o u 1 2 1 0 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e e s s a y a i ms a t a c c o mp l i s h i n g r o b o t s b a r r i e r a v o i d i n g c a p a b i l i ti e s b y me a n s o f h a r d w a r e c o n n e c t i o n a n d s o me s i mp l i fi e d p r