基于机器鼠控制系统的一种实用自主吸尘机器人机械部分设计

西 南 交 通 大 学 本科毕业设计 论文 基于行为设计的自主式小型移动机器人系统 研究 年 级 2003 级 学 号 20030718 姓 名 谢群 专 业 机电一体化 指导老师 周伦 2007 年 6 月 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 院 系 机械工程学院 专 业 机械电子工程 年 级 2003 级 姓 名 谢群 题 目 基于行为设计的自主式小型移动机器人系统研究 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 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 毕业设计 论文 任务书毕业设计 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 月 日 完成日期 2007 年 月 日 题 目 基于行为设计的自主式小型移动机器人系统研究 1 本论文的目的 意义 本篇论文主要介绍了我独立设计并制作的基于行为 设计的机器鼠 这个机器鼠的设计制作的主要目的是对基于行为的机器人算法的验 证和试验 基于行为的方法在中智能家庭等商业领域受到了许多研究人员的青睐 IRobot 公司成功地研制出 Roomba 家庭式自动地板吸尘除菌机器人 将基于行为的 思想引入机器人的作业规划中 提高了规划的效率和对环境的适应度 具有良好的 应用前景 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 理论分析设计 在周伦老师的支持和指导下 完成了实物制作 包括电路板设计制 作和机械加工 在机器鼠控制系统的基础上 提出了一种吸尘机器人机械底盘设 计方案 结合控制系统初步可以完成室内吸尘任务的要求 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 达到对 房间进行无人自动吸尘的目的 目前国内外对吸尘机器人的研究 仅处于刚起步阶 段 国内还没有此类产品推出 如果能够继续改进 会具有很大的市场潜力 并且 具有一定的学术价值 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 最重要的是 通过这次设计并制作出实物 自己 的实际动手能力得到了很大的增强 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 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 步进电机驱动芯片电路图 一种自动吸尘机器人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 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 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 移 动机器人在工业生产中常用来完成运输和上下料等任务 同时也被广泛用于农业 医疗等不同行业 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 17 本文首 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 基于行为的方法是由MIT的Brooks在他著名的包容式结构 42 中建立 它是一门 从生物系统得到启发而产生的用来设计自主机器人的技术 也是本文所重点研究的 目标 它采用类似动物进化的自底向上的原理体系 尝试从简单的智能体来建立一 个复杂的系统 将其用于解决移动机器人路径规划问题是一种新的发展趋势 它把 导航问题分解为许多相对独立的行为单元 比如跟踪 避碰 目标制导等 这些行 为单元是一些由传感器和执行器组成的完整的运动控制单元 具有相应的导航功能 各行为单元所采用的行为方式各不相同 这些单元通过相互协调工作来完成导航任 务 基于行为的机器人学反对抽象的定义 因此采用场景化 具体化的解释更适合 该领域的哲学思想 基于行为的机器人学的重要研究内容是系统结构而不是算法 基于行为设计的机器人在非结构化动态环境中的性能非常优越 用基于符号的机器 人学设计的类似的机器人无法达到如下性能 a 高速度 高灵活性 在动态复杂环境中的移动速度很快 b 高鲁棒性 可以承受局部损坏 c 高效性 软件代码可以是传统的几百分之一 硬件可以是传统的几十分之一 d 经济性 价格是传统的十几分之一 e 可扩展性 很少改变原有系统便可增加性能 f 可靠性 分布式自组织并行工作 可靠性强 为进一步研究基于行为的规划方法 而引入一个真实环境及任务模型 即 IEEE 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 每年举办的微型机器鼠比赛 通过设计基于行为的机器鼠模型论证该算法的可行性 此项比赛要求机器人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 实现了自行设计的自主式小型移动机器人在未知 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 本文所研究的自主式微小型移动机器人个体是自行搭建的机器鼠实物平台 它 由两步进电机驱动 其外形如图1所示 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 距离为10cm 20cm 两个碰撞开关 传感器位置布置如图2所示 当传感器前方有障碍物时 传感器的输出为1 否则为0 图1 机器鼠外形照片 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 步实现针对微型机器鼠竞赛的自主移动小车的设计 图 2 机器鼠传感器布置 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 行为的设计与机器人的能力密切相关 机器人的硬件限制了机器人的某些行为 的能力 根据机器鼠的比赛任务 对机器鼠的行为中作如图3分解 图 3 机器鼠的基本行为组件 机器鼠的设计是对基于行为的规划方法的一种验证设计 这种算法正广泛应用 于家庭服务类机器人 最典型的实例是自主吸尘机器人 在机器鼠传感和控制系统 的基础上 本文进一步针对自主吸尘机器人提出一种机械底盘设计方案 使机器鼠 的实用意义得以提升 关键词 移动机器人 路径规划 单片机控制步进电机驱动 红外接近开关传感器 自主吸尘机器人 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 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 and so on In the relevant researches the technology of it is a very important field Firstly this paper make a summary of current technologies of path planning preliminarily and then from case based environment model based and behavior based aspects make a summary of the recent situation mobile robot s path planning researches comprehensively and systematically Finally introduces and analyzes the commonly used methods and their applications Because of the uncertain and dynamic the environment models and the limitation of the robotic mice we choose the method of adopting behavior based The self designed autonomous navigation of mobile robot avoiding obstacles automatically can be realized Though modeling for the circulating circumstance of robotic mice its tasks performing along wall walking and obstacle rotating judging are analyzed and constructed according to the behavior based method as well as the arrangement of robotic mice s sensor and the design of mechanical platform We have built the platform of practicality for the robotic mice The AT89S52 single chip controlling also miniature four phase stepper motor and circuit of step motor driving program are adopted with infrared remote control switch controller as the major sensor and differential chassis structure Therefore the design of autonomous navigation of mobile vehicle aimed at the miniature robotic mice contest will be achieved Use limited funds to make a simple carriage build an experimental electric circuit draw and print the circuit board and accomplish the assembling and debugging work The design of robotic mice is a validation for behavior based method The computational algorithm is widely used in household services robots and the typical form is autonomous cleaning robots On the ground of robotic mice sensor and control system the thesis further put forwards a mechanical chassis design accomplish CAD modeling calculate and analyze in terms of autonomous cleaning robots Key word Mobile robot Path planning Singlechip controlling drive circuit of step motor Infrared remote control switch controller Autonomous cleaning robots 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 目 录 第 1 章 绪论 1 第 2 章 移动机器人路径规划方法的分类及现状 5 2 1 基于事例的学习规划方法 5 2 2 基于环境模型的规划方法 6 2 3 基于行为的结构 7 第 3 章 自主式小型移动机器人设计任务及方案分析 10 3 1 微型鼠竞赛介绍 10 3 2 设计任务分解 11 3 3 机器鼠任务分析及基于行为设计 12 3 3 1 巡视通道 沿墙行走行为 13 3 3 2 判断通道 触发旋转行为 19 3 3机械平台 21 3 4 1 机器人移动机构方案选择 21 3 4 2 车轮的安装与选择 26 3 4 3 车轮的选择 27 3 5 多传感器的配合使用 28 3 5 1 传感器在机器人学科应用 28 3 5 2 机器人红外传感器 30 3 5 3 机器鼠传感器设计方案 34 第 4 章 机器鼠四相步进电机及驱动电路设计 38 4 1 步进电机控制概况 38 4 2 反应式步进电动机的结构及工作原理 39 4 3 步进电机功率的确定 43 4 4 驱动电源 45 4 4 1 步进电动机的控制 47 4 4 2 机器鼠所使用的步进电机驱动电路 49 4 5 单片机控制 53 4 6 单片机控制程序流程图 64 第 5 章 基于机器鼠控制系统的一种实用自主吸尘机器人机械部分设计 69 5 1 差动式车体运动学分析 70 5 2 驱动轮机构组成 74 5 3 随动轮机构组成 79 结 论 81 致 谢 83 参考文献 85 附录一 C 语言单片机控制程序 88 附录二 PCB 印刷图 88 附录三 外文翻译 88 附录四 实习报告 88 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 图4 36 中断查询扩展 为使传感器与单片机连接方便 且可以多种组合 采用外插方式 可以变 换传感器配置 图4 37 传感器外接电路 3 步进脉冲产生电路 四相双四拍的状态真值及状态波形图如表4 4所示 表4 4 真值表 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 在采用单片机的步进电机开环系统中 控制系统的CP脉冲的频率或者换向 周期实际上就是控制步进电机的运行速度 系统可用两种办法实现步进电机的 速度控制 一种是延时 一种是定时 12 延时方法是在每次换向之后调用一个延时子程序 待延时结束后再次执行 换向 这样周而复始就可发出一定频率的CP脉冲或换向周期 延时子程序的延 时时间与换向程序所用的时间和 就是CP脉冲的周期 该方法简单 占用资源 少 全部由软件实现 调用不同的子程序可以实现不同速度的运行 但若占用 CPU时间长 就不能在运行时处理其它工作 因此它只适合较简单的控制过程 定时方法是利用单片机系统中的定时器定时功能产生任意周期的定时信号 从而可方便地控制系统输出CP脉冲的周期 当定时器启动后 定时器从装载的 初值开始对系统及其周期进行加计数 当定时器溢出时 定时器产生中断 系 统转去执行定时中断子程序 将电机换向子程序放在定时中断服务程序中 定 时中断一次 电机换向一次 从而实现电机的速度控制 由于从定时器装载完 到重新启动开始至定时器申请中断止 有一定的时间间隔 造成定时时间增加 为了减少这种定时误差 实现精确定时 需对重装的计数初值作适当的调整 调整的重装初值主要考虑两个因素 一是中断响应所需的时间 二是重装初值 指令所占用的时间 包括在重装初值前中断服务程序中的其它指令 综合这两 个因素后 重装计数初值的修正量取8个机器周期 即要使定时时间缩短8个机 器周期 用定时中断方式来控制电动机变速时 实际上是不断改变定时器装载 值的大小 在控制过程中 采用离散办法来逼近理想的升降速曲线 为了减少 每步计算装载值的时间 系统设计时就把各离散点的速度所需的装载值固化在 系统的ROM中 系统在运行中用查表法查出所需的装载值 这样可大幅度减少占 用CPU的时间 提高系统的响应速度 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 图4 38 单片机驱动步进电机电路图 图4 39 单片机控制部分实物图 4 64 6 单片机控制程序流程图单片机控制程序流程图 程序的编译环境是在 KEIL 公司的 Keil51 uVision3 中完成的 使用 KEIL Software 工具项目的开发流程 1 创建一个项目从器件库中选择目标器件配置工具设置 2 用 C 语言或汇编语言创建源程序 3 用项目管理器生成你的应用 4 修改源程序中的错误 5 测试连接应用 一个完整的 8051 工具集的框图可以表述此开发流程每一个组件在下面详细 描述 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 表 4 5 编程流程 为减少单片机的运算数量 行为的实现主要通过单片机中断来完成 AT89S52单片机共有5个中断源 有两个优先级 每个中断源的优先级可以编程 控制 中断允许受到CPU开中断和中断源开中断的两级控制 在电路设计时 就 考虑到传感器与中断的连接 具体分配见表4 6 表4 6 AT89S52单片机中断分配 AT89S52单片机中断分配 外部中断请求0 由 P3 2 输入INT0作为沿墙行走的控制中断 外接始终INT0 指向墙壁的一只红外光电传感器 用于判断 机器鼠与墙壁相对位置情况 外部中断请求1 由 P3 2 输入INT1作为旋转行为触发中断 由于在旋转INT1 前需要修正机器鼠的位姿 因此外接两组对 称分布的传感器 由红外光电传感器和微动 开关组成 就需要在产生中断后再判断两 组传感器的状态 以进行修正 与门连接 查询方式判断的与门输入INT1 在避障的两组传感器介入与门前分别各自和 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 P2 0 P2 1 P2 0 P2 1相连接 在中断后用查询的方式 判断车体是右斜 还是左斜 给步进电机相 应脉冲进行调整 片内定时器 计数器0溢出中断请求定时器0方式 作为右侧步进电机频率控制 引入TIME0变量 TH TL N TIME0 片内定时器 计数器1溢出中断请求定时器1方式 作为左侧步进电机频率控制 引入TIME1变量 TH TL N TIME0 循环延时子函数使用FOR或WHILE循环语句 进行软件延时 主要用于位姿调整等小范围短时间运动 在以上定义的基础上的程序流程图如下 图4 40 主程序 避障行为是行为中优先级别最高的 也就是说无论机器人处在何种状态下 只要判断出现障碍即跳入避障中断服务程序 在硬件电路中由于避障中断是 因此设置优先级中为高优先级 和定时器0 1按顺序排列 INT1INT1INT0 利用定时器来产生步进电机驱动脉冲 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 图4 41 定时器中断程序 通过交换定时器0 1的TH和TL初装值缩减去得变量time0和time2 实现由 右弧线轨迹变为左弧线轨迹实现与墙壁保持相对距离运动 图4 42 外部中断0的中断程序 避障行为主要包括两个部分 一是位姿调整 以使机器人与作为障碍的墙 壁保持相对垂直 这样减少旋转后的误操作 主要是通过循环判断P2 0和P2 1 值是否为0 不为0时 通过延时程序驱动相应的步进电机前进一定距离 再继 续判断 直到P2 0 P2 1 0 二是旋转90度 采用差动式底盘设计 具有转弯半 径最小等特点 圆心在两轮之间的中点处 只要改变其中左侧电机转向 通过 软件演示的方法产生脉冲 驱动计算得出的相应步数即能实现要求 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 图4 43 外部中断1的中断程序 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 第第 5 5 章章 基于机器鼠控制系统的一种实用自主吸尘机基于机器鼠控制系统的一种实用自主吸尘机 器人机械部分设计器人机械部分设计 基于行为的算法是一种适用于非精确定位和动态环境中的机器人 因此在 家庭服务和医疗 环境等方面有较广泛的应用 本设计中的机器鼠装置实际是 基于行为的算法的一种验证机型 在控制方面 在设计之初就考虑更广泛的应 用前景 经过参考已有资料 在机器鼠所采用的单片机控制和传感方式完全适 用于自主吸尘机器人 但还应包括回航系统 规划路径等部分 深入设计提出 一种可行的自主吸尘机器人的机械底盘设计方案 自主吸尘机器人是自动进行房间地面清洁的家庭服务机器人 集机械学 电 子技术 传感器技术 计算机技术 控制技术 机器人技术 人工智能等诸多 学科为一体 自主吸尘机器人作为智能移动机器人实用化发展的先行者 其研究 开始于20世纪80年代 到目前为止 已经产生了一些概念样机和产品 吸尘机器人 的发展 带动了家庭服务机器人行业的发展 也促进了移动机器人技术 图像和 语音识别 传感器等相关技术的发展 28 自主吸尘机器人自带电源 小巧轻便 操作简单 自主性强 具有很强的实用 性 同时还具有一定的娱乐功能 自主吸尘机器人的工作环境主要为普通家庭环境 也可以用于机场候机厅 展览馆 图书馆等公共场所 环境的共同特征为有限的封闭空间 平整的地板 以及走动的人员 因此可以归结为复杂多变 结构化的动态环境 所以环境适应 性是对此类机器人的基本要求 自主吸尘机器人的任务是清扫地面 地面的材质差异很大 包括硬质地板 硬木 水泥 大理石等 和软质地板 短毛 中毛 长毛地毯等 工作对象为 地面垃圾 包括灰尘 纸屑以及其他一些小尺寸物体 而大尺寸物体不作为吸尘 机器人的处理对象 考虑到安全因素 吸尘机器人必须对人 宠物 家庭物品 等不构成任何危害 同时吸尘机器人还必须具备自我保护的能力 29 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 5 15 1 差动式车体运动学分析差动式车体运动学分析 图 5 1 机械底盘轴测图 图 5 1 是设计机械底盘的总装示意图 主要采用三轮差动驱动方式 这也 是目前移动机器人的本体大多是采用三轮或四轮车体 轮式驱动机构有一系列 优点 能够可靠稳定地运动 能量利用率高 机构和控制相对简单 能够借鉴至 今己经积累的现有技术和经验等 如果从控制论的观点来看 这类移动机器人 是一个极为复杂的被控对象 执行机构的机械误差 自身质量和转动惯量 地 面材质和倾斜情况 轮胎充气程度 轮胎与地面打滑情况等诸多因素都会对机 器人的力学特性产生影响 另外机器人的速度 方向之间还存在藕合问题 因 此这类移动机器人可以看作是一个非线性 强耦合的系统 而如何用数学方程 来描述这样一个系统 是当前这一领域研究的主要内容 所以建立一个能够反 映系统特性的简单而又实用的数学模型 对干设计机器人的控制算法具有重要 的意义 33 由于移动机器人本体情况的复杂性 可以将整个机器人本体视为一个刚体 车轮视为刚性轮 在运动速度不是太快而转弯半径较大时 不考虑轮胎与地面 侧向滑动的情况 本文研究的机器鼠采用三轮移动机构 前轮起支持作用 后 两轮独立驱动 两轮采用步进电机直接驱动 靠两轮的转速差进行操舵 机器 鼠可实现小范围灵活回转 但在沿比较长的直线移动时 两驱动轮的直径差会 影响到操舵 如图 5 2 所示是机器人方位坐标图 令清洁机器人位姿矢量 T X x y 速度控制矢量 分别为小车的左 右轮的平移速度 则机 T LR U L R 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 器人的运动学模型为 图 5 2 机器人方位坐标图 5 1 机器人的运动采用单片机控制 单片机发出两路脉冲信号送给步进电机驱 动器 脉冲信号的频率控制电机的转速 脉冲数控制电机转过的角度 从而控 制机器人左 右轮的运动速度和移动距离 若以下基本假设成立 机器人车体所在路面为光滑平面 机器人车轮在运动过程中 在纵向 轮面所处方向 作纯滚动 在横向无 侧滑运动 机器人车体有关参数 如左 右轮直径和左 右轮间距 W 在车体负LDRD 载与空载情况下相同 则有 5 2 1 cost 2 1 sint 2 1 LR LR RL dx t tt dt dy t tt dt dt tt dtW 于是有 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 5 3 0 0 0 0 0 0 1 cos d 2 1 sin d 2 1 d t LR t LR t LR x txtttt t y tytttt t tttt W t t t t 结结 论论 路径规划技术是移动机器人研究中的一项重要领域 从火星探路者机器人 到家庭使用的服务机器人 不同的环境中未知及动态因素要求算法具有较强的 鲁棒性和适应性 本文开始部分对已有移动机器人路径规划技术作以总结和比 较 对基于行为结构的规划方法进行重点介绍分析 得出该种路径规划可以使 面向家庭及社会服务环境的机器人的每个行为的功能比较简单 因而通过简单 的传感器及其快速信息处理过程获得比较好的运行效果 进一步可以降低服务 机器人的成本 使机器人快速进入需求巨大的服务市场 为进一步研究基于行为的规划方法 而引入一个真实环境及任务的模型 即微型机器鼠比赛 通过设计基于行为的机器鼠模型论证该算法的可行性 此 项比赛要求机器人能够自主在未知环境中完成迷宫穿越的任务 通过对机器鼠 运行环境进行简化 比赛任务分解 行为构建和方案选择设计 完成机器鼠的 理论设计 论文详细介绍机器鼠实物平台的组成部件和搭建调试 根据理论分析的设 计方案采用 AT89S52 单片机作为控制中心 差动式底盘设计 侧向和前向红外 光电传感器布置方案实现微型鼠比赛任务功能 其中还包括 PMM8713 步进电机 驱动芯片驱动步进电机方案设计 红外光电传感器电路设计等部分 最终方案 通过实地试验通过 从而论证基于行为的路径规划方法的实用性 由于基于行为的路径规划法是面向服务机器人 在论文的中基于机器鼠的 控制方案 提出了一种自主吸尘机器人的底盘设计方案 使机器鼠的研究结论 接近于实际的生产生活 有一定的实用价值 限于能力和客观条件 在研究工作中仍然存在很多不足 还有如下诸多问 题需要解决 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 1 由于传感器和主控制系统的选择的层次比较低 不适合做基于视觉等更 高层次的导航方法 2 在机器人室内定位和导航方面还需要进行更深入的研究进行优化和改进 机器鼠采用 左手算法 因而不需要进行路径追踪 但移植于自主吸尘机器人 平台上就需要 考虑定位和导航 无规律的行走访时会大大降低吸尘机器人的 使用效率 3 整个系统推进机构设计还需要通过更深入的研究进行优化和改进 比如 采用非传统机构推进 使用新材料 4 要实现吸尘机器人长时间作业 需要对能源问题进行更深入的研究 随着机构学 材料学 传感技术和控制技术的不断融合和发展 面向家庭 及社会公共场所的服务机器人将会逐步走向实用化 服务于人类社会 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 致致 谢谢 三个月毕业设计时间很快就过去了 时至此时 毕业设计基本完成了 回 首所奋斗过的日日夜夜 心中充满的是欣慰和感激 创新的重要性是人所共知的 对于我们大学生来说 正值人生创造性的高 峰期 其实生活中创意经常在我们的脑海里一闪而过 只是我们很轻易的就把 它给忘记了 主要是由于我们没有条件去进行创新 要把一个机器人加工出来 需要资金支持 实验条件支持以及老师的指导 周伦老师为我提供了无私的帮助 自始至终为我提供技术上的指导 我的小实验室 我一个人独立制作出这个机器人 从某种角度讲不是很实际 但却很有挑 战性 从收集资料 市场调查 到总体设计 具体设计 加工零件 跑市场购 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 买元件 到机器人的组装 调试 以及最后论文的撰写 通过这些过程 感觉 收获很多 在对设计方法的了解上 使我懂得了设计并不是孤立进行的 在进行了整 体设计后 具体的设计要结合实际 与制作同步进行 因为实际的情况远远比 理论上复杂的多 很多问题是不实践难以发现的 设计是一个与实践反复交叉 的过程 另一点就是 并不是所有的设计都要自己从头设计 要从市场的角度 去考虑问题 如果一样部件通过市场很容易得到 并且价格合适 可以考虑进 行购买 然后按自己的需要改进 在思维方式上 以前自己所面临的问题都是有可参照物的 有经验可循的 而我们所设计制作的机器人 很多东西都是要自己从头考虑得 是没有可参照 物的 并且调试的过程中随时会出现一些问题 而我们有必须将其解决 就增 强了我们解决实际问题的能力 通过这次设计 自己的动手能力 与人交流的能力 以及学习新知识 应 用旧知识的能力都得到了增强 另外 作为一名机械电子专业的学生 电 的 方面一直是自己的弱项 而这次设计要牵涉很多 电 方面的知识 经过这次 设计 自己在 电 方面的能力大大增强了 所有的这一切 都是缘于周伦老 师对我的帮助 在这里 再次向他表示感谢 通往科学的道路是崎岖的 也是充满风险的 既然我们选择了它 就应当 义无反顾地走下去 天道酬勤是永远不变的真理 由于本人知识水平 能力有限 设计中存在错误在所难免 其中还有些具 体问题未能进行彻底的分析讨论 这是本设计还有待进一步完善和改进的地方 恳请各位专家学者以及老师同学不吝赐教 感谢老师 感谢团队 感谢母校 设计者 谢群 2007 年 6 月 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 参考文献参考文献 1 高国富 谢少荣等 机器人传感器及其应用 北京 化学工业出版 社 2005 年 2 美 David Cook 著 毕树生 李大寨等译 机器人制作提高篇 Intermediate Robot Building 北京 北京航空航天大学出版社 2005 年 3 张厚生编著 信息检索 第 4 版 南京 东南大学出版社 2002 年 4 张福学 机器人学 智能机器人传感技术 北京 电子工业出版 社 1996 年 5 美 Joseph L Jones 著 原魁 邹伟等译 机器人编程技术 基于 行为的机器人实战指南 北京 机械工业出版社 2006 年 6 胡汉才编著 单片机原理及其接口技术 北京 清华大学出版社 1995 年 7 宗光华等编著 机器人的创意与实践 北京 北京航空航天大学出 版社 2004 年 8 美 Fred G Martin 著 刘荣等译 机器人探索 工程实践指南 Robotic Explorations A Hands on Introduction to Engineering 北 京 电子工业出版社 2004 年 9 杨宁等编著 单片机与控制技术 北京 北京航空航天大学出版社 2005 年 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 10 赵文博编著 单片机语言 C51 程序设计 北京 人民邮电出版社 2005 年 11 何立民著 单片机高级教程 北京 北京航天航空大学出版社 1999 年 12 尹勇 李宇编著 Vision2 单片机应用程序开发指南 北京 科学出 版社 2005 年 13 吴红星主编 电机驱动与控制专用集成电路及应用 北京 中国电 力出版社 2006 年 14 谭建成编 新编电机控制专用集成电路与应用 北京 机械工业出 版社