驱动轮机构组成

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 由于驱动电机为步进电机 令单片机发出第 n 个脉冲时机器人的位姿矢量 采样周期为 T 则有 nnn n x y X 5 4 1 1 1 W n n cos d sin d d x cos d sin d T tn LR tn T tn LR tn T tn t Ln T tn LR tn T tn LR tn n n n n n n R xtttt x ytttty tt t tttt ytttt W d T tn t Ln n R tt t 在区间内 对进行线性插值 则有 nnt tT cos t 5 5 1coscos cos cos nn nnttt T 设 则有 W LRtt t 5 6 对近似积分 得则有 d n n tT t S tt 1 d 2 n n tT nn t SS S ttT 5 7 11 n1 coscoscoscos x 22 nnnn nnSSS 同理 得 5 8 11 n1 sinsinsincos 22 nnnn nnySSS 如图 5 2 设机器人当前的位置到期望位置的偏差为 当 xy 时 车辆的转弯半径 R 0 机器人可实现原地转向 可很容易的消除方 LR 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 位角偏差 由于与机器人的前进方向一致 机器人只需要前进倒退就可 x 以消除 对两轮独立驱动的机器人的定位问题可以归结为如何有效地消除方 x 位偏差的问题 如图 5 3 设机器人的速度为 转弯半径为 R 倒车转过 y 角度后 车辆中心与车辆初始位置和目标位置的对称线相交于 K 机器人消 除了 y 方向的偏差 但又产生了新的方位角偏差 根据反对称原理 如果 y 机器人以相同的速度和转弯半径 向相反方向回转角度到达点 则机器人恰 好消除 y 方向的偏差 并抵消了方位角偏差 最后让机器人向前行驶一段 y 距离 就可到达期望的位置和姿态 由图 3 可以确定与和 R 之间的关系 y 给定左右两驱动轮的速度可得到机器人的转弯半径 R 转弯半径 R 应大小合适 R 过小则机器人本体扭转角度过大 R 过大则消除 y 车辆要行驶的距离太长 效 率低 当 R 确定以后 则可确定机器人回转角度 由图 5 3 有 5 9 cos 2 y RR 则 5 10 arccos 1 2 y R 左右两个轮通过的距离分别为 5 11 22 LR WW SRSR 如图 5 3 所示 当机器人的期望位置为任意位置时 机器人当前位置到期 望位置的偏差为 可以先消除 x 方向的偏差 x 方向的偏差为 xy 5 12 tan cossinxxyxy 图 5 3 机器人在任意位置定位的控制策略 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 消除 x 方向上的偏差后 再消除 y 方向上的偏差 5 13 y tan sincossin cos yxyyx 然后 机器人原地转向角 消除方位误差 给机器人车体 同样采用三轮差动式驱动 以作为实验验证 左右轮发送 控制脉冲使机器人运动到达期望的位置和姿态 对机器鼠车体进行了直线行走 试验 原地转向试验 消除位置偏差试验 定位置试验 试验结果发现 使用 钢卷尺 三角尺划线和测量 车体直线行走 10m 偏离期望位置的偏差很小 原 地转向定位 30 度 60 度 90 度 车体与期望位置基本重合 当 x 方向 y 方 向和姿态偏差同时存在时 车体与期望位置存在较大误差 但仍可满足清洁机 器人工作时对位置 姿态的精度要求 另外 机器人工作时使用外部传感器 机器人的位置 姿态精度会有所提高 5 25 2 驱动轮机构组成驱动轮机构组成 驱动部分采用直流电机和传动箱组合 反对称安装方式 这种方式可以在 使轮对同轴 提供较大动力 通常电机外形尺寸和功率成一定比例 的情况下 大大缩短轮距 节约空间 以使机器人体积小型化 由于采用这种安装方式 电机的选择就可比较广泛 齿轮变速箱的作用可以提升扭矩 减小转速 也可 以利用之间的摩擦自锁在需要停止时起到刹车作用 同时延长轴距以满足轮对 安装需要 图5 4 传动部分轴测图 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 1 电机选择 各种不同类型电机特征的比较见表5 1 表5 1 常用电机比较 7 电机类型优点缺点应用场合 直流电机容易购得 型号多 功率大 接口简单 合适大型机器人 太快 需要齿轮减速 器 电流通常较大 较难与车轮装配 控制复杂 PWM 较大型的机器人 舵机内部带齿轮减速器型 号多 合适室内机器人的速 度 便宜 功率适合小型机器人 易于安装 容易与车轮装配 接口简单 功率中等 负载能力较低 速度调节范围较小 小型机器人 步行机 器人 步进电机精确的速度控制 型号多 适合室内机器人的速 度 接口简单 便宜 功率与自重比小 电流通常较大体积大 较难与车轮装配 负载能力低 功率低 控制复杂 巡线跟踪机器人 迷宫机器人 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 图5 5 传动部分俯视图 2 直流电机的特点及工作原理 直流电机是机器人平台的标准电机 有着极宽的功率调节范围 适应性好 具有很高的性价比 是一种最为常用的电机 到目前为止 直流电机仍是输出功率最强劲的电机 数十年来 很多深入 的研究使得直流电机变得更快 更强 更高效 优质的直流电机效率可以达到 90 不过对绝大多数价格适宜的普及直流电机而言 效率通常达不到如此高的 水平 一般在40 70 之间 然而 它们仍然足够强劲 只是它们需要更大的电 流 因此会更快地消耗电池里储存的能量 直流电机功率的选择是转矩定义为 在距轴心一定半径距离上电机所输出的切向力 以W为单位 电机的功率公式如下 5 14 Pm T 式中 T为转矩 单位是N m 为角速度 单位是rad s 在电机工作范 围内的任何状态 都可以用这个公式来求得电机的功率 直流电机的最大功率对应于转矩为1 2最大转矩 转速为1 2最大转速 即 空载速度 的工况 其公式如下 5 15 下图说明电机处于最大转速的时候 对应的转矩最小 而电机处于最大转 矩的时候 对应的转速为零 随着转速增大 电机的输出转矩减小 注意到存 到达功率 转速曲线上的某个点后电机功率上升的趋势停止并开始呈现下降 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 该点对应的值即最大功率 Pmax 选择机器人的电机时 应设法让电机运转在最佳效率状态 而非最大功率 状态 这样做的优点是可以获得更长的远行时间 对绝大多数的直流电机而言 此时的转矩值相当于启动转矩的1 10 比最大功率对应的转矩要小 为了从直 流电机获取所需的功率 首先应当确定机器人运动所需要的功率值 并取电机 的略大于该值 结果在预定转速和理想输出功率下运转时 所选择的电机能 Pmax 将电流降至最小 通过参数估算 可以使电机在最佳效率速度附近运行 很明 显 估算最大功卒的前提是事前需要知道电机的空载转速和最大转矩 8 图5 6 曲线示意图 转矩 转速 和功率之间的关系 在计算时也许需要换算一下单位 做如下变换把角速度由每分多少转转 Pmax 换成 srad 5 16 srad 分 转数 秒 分 转数 弧度 60 12 例如100转每分可以这样变换 100 10 5 分 转数 60 12分 转数 弧度 srad 由于空载速度比较低 因而可以看成是直流电动机 3 齿轮减速箱传动部件设计计算 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 图5 7 单边传动结构示意图 在吸尘机器人的齿轮箱设计方案主要从以下三个方面考虑 1 齿轮箱密封性 这主要是考虑其尘机器人的工作方式 灰尘容易吸附在 传动部件影响其正常工作 因此需要半开式齿轮箱 方案采用上盖板和前后挡 板用螺丝拧紧 底部附着在底板上 可以采用一定润滑脂涂在连接部位缝隙 有效阻隔灰尘的进入 2 有效降低齿轮箱噪音 由于在家庭等相对安静的环境的情况下使用 考 虑普通金属材料加工的齿轮 即使在较高精度的安装条件下仍然会产生摩擦噪 声 因此选择一种新型非金属材料 MC尼龙 英文名称 Monomer casting nylon 是应用广泛的工程塑料 几乎遍布所有的工业领域 它是采用阴离子 聚合反应技术 将加有催化剂的溶融己内酰胺单体在常压下浇注在各种形状模 具中进行反应而形成的铸件制品 MC尼龙的分子量高达7 10万 为一般尼龙6 尼龙66的3倍 因而其综合机械性能远比其他的尼龙材料好得多 由于吸尘机器 人是一种低速 小扭矩工作情况 该材料完全满足强度要求 且适用于通用齿 轮加工设备加工 在实际运行过程中 该齿轮组具有质量轻 噪音小 无须经 常润滑和防锈处理的特点 8 3 齿轮箱应易于维护 虽然采用MC尼龙材料齿轮组 但轴 滚动轴承需要 维护 而且应考虑异物进入的可能 因此采用可拆卸轴承端盖 可以方便拆卸 轴 滚动轴承等部件进行维护 三个齿轮 分别为电机轴连接齿轮 一级并联齿轮 二级输出轴齿轮 除 电机轴齿轮是用螺栓连接外 其他两个用平键连接 为保持轴向位置 在一二 级齿轮与滚动轴承间都有轴套 精度等级选用8级精度 传动比为i 2 由于可 选直流电机已有减速箱 不需要太大减速比 另外从体积考虑 小减速比齿轮 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 组比较合适 试选电机轴齿轮齿数z1 17 M 1 5mm 标准直齿轮 用试凑法得 一级齿轮的小端Z3 20 M 1 5mm 大端为Z2 27 M 1 5mm 二 级齿轮齿数Z4 26 M 1 5mm 中心距计算得 5 17 21 1 34 2 33mm 2 34 5mm 2 ZZ m a ZZm a 5 35 3 随动轮机构组成随动轮机构组成 图5 8 普通万向轮 43 通常设计的三轮或四轮驱动机器人 使用普通万向轮或球铰轮 由于自身 转动还需要一定半径和时间 导致机器人转向迟缓或定位不精确 特别是在狭 窄空间内 因此选择一种新型导轮 全向轮作为吸尘机器人的随动轮 万向 轮的车轮是由大小腰鼓形滚子组成 其独特之处是具有双自由度运动的车轮 没有摆动轮架 不需要转动车轮方向就能够随外力方向立即行驶 十分灵活 轮架受力不产生偏心力矩 不需要预留车轮摆动空间 重心低 稳定性好 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 图5 9 全向轮 吸尘机器人在家庭室内环境运动 地面常有地毯或低阶沿等障碍 如果随 动轮只是固结在车体上 一是会引起机体颠簸 发出噪声 二是车体抬离地面 影响结合处的吸尘效果 因此在设计中 在全向轮的两侧对称支架处 改变原 有固结方式为缓冲机构 该装置内部结构如图5 10 在圆形套筒中 从上部到 下部依次为 支撑杆 顶帽 压缩弹簧 内六角螺钉 支撑杆上端作为全向轮 轴的连接处 下端是一个半球面 在一定角度范围可以自由转动 顶帽和支撑 杆下端相配合 并且与压缩弹簧相接触在套管内可自由滑动 压缩弹簧是有一 定的预压力 主要为支撑杆回复提供力矩 内六角螺钉是作为压缩弹簧预压力 调节 该机构能在一定程度上解决以上两个问题 图5 10 缓冲机构示意图 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 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 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 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 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 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 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 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 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 西南交通大学本科毕业设计 论文 第 页 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