10.1.2 组成结构.doc

10.1.2 组成结构图10.1是机器人的整体组成结构。如图所示，它由四个部分组成，分别为底盘、物料装卸机构、传感器模块和控制系统。接下来分别介绍着四个部分。图10.1 机器人的组成结构1 底盘机器人的底盘由两层塑料板组成支撑架，上层塑料板主要安装有控制货叉移动的电机、电池盒，下层塑料板主要安装有控制系统的电路板、万向轮、驱动轮、驱动轮电机。在寻线传感器和控制系统的作用下，机器人底盘可沿预先设定的路线自主行驶。2 物料装卸机构物料装卸机构由货叉、导向杆、电机、传感器组成。货叉由多根较短的杆件组成，成直角状，其水平杆件的前部装有2个红外反射式障碍物传感器。导向杆由2根较长的杆件组成，垂直固定在机器人底盘上，其顶部和底部各装有1个接触开关。导向杆一方面对货叉的上、下移动起导向作用，另一方面利用其上的2个接触开关可以控制货叉的上、下移动距离。电机通过绳索带动货叉上、下移动。3 传感器模块传感器模块由寻线检测传感器、障碍物检测传感器、起点/终点判别传感器及货叉行程接触开关组成。以下依次说明。(1) 寻线检测传感器4个寻线检测传感器选用国产的ST-188型反射式红外线传感器，其检测距离可达40mm，安装在机器人的底部。利用黑色吸光和白色反光的原理，机器人可以识别黑白色，从而实现对预先设置的黑线的追踪。(2) 障碍物检测传感器为了降低成本和简化电路设计，2个障碍物检测传感器也选用ST-188型反射式红外线传感器。当机器人在行驶中检测到前方有障碍物时，立即停止前进，原地等待，直至障碍物消失再继续前进。(3) 起点、终点判别传感器起点、终点判别传感器还是选用ST-188型反射式红外线传感器。在接近起点和终点处各装有一个白色挡块，当机器人驶达起点或终点时，白色挡块使起点或终点判别传感器产生反射信号，从而启动机器人开始卸料或装料作业。(4) 货叉行程接触开关2个接触开关选用普通的微型行程开关。机器人驶达终点时进行装料作业，货叉向上移动，当货叉碰压到导向杆顶部的行程开关时，启动机器人开始返回行程;机器人驶达起点时进行卸料作业，货叉向下移动，当货叉碰压到导向杆底部的行程开关时，启动机器人开始下一轮的工作循环。4 控制系统如图10.2所示，机器人的控制系统由单片机、接口电路、电源模块、电机驱动模块与传感器接口模块组成。下面依次介绍。(1) 单片机此系统采用的是STC89C52单片机，它是兼容8051内核的新一代高速/低功耗单片机。其主要特点是：片上集成有512B的RAM,8kB的Flash，工作频率可达48MHz，具有ISP功能，完全可以满足本机器人控制系统的需要。数据图10.2 机器人控制系统的组成(2) 接口电路在控制电路板上做一个ISP接口，就可以用PC机通过串口线直接对电路板上的单片机编程，无需专用编程器，不仅简化了编程操作，也方便了系统的调试工作，有利于缩短系统的开发周期。STC89C52单片机的ISP接口电路，如图10.3所示。它由一片MAX232串口电平转换芯片Ul及一个9针的串口插座J1组成。图10.3 接口电路(3) 电源模块由8节电池组成的电池组为机器人提供两组电压。控制系统所需的5V稳定电压由电池组经三端集成稳压器7805稳压后提供，电机所需的12V驱动电压则由电池组直接提供。(4) 电机驱动模块3个电机均选用12V的直流减速电机，采用两片集成式电机驱动芯片L293D来驱动。L293D的控制端可与单片机直接相连，其电源V,。取5V;L293D的输出端电流达到1A，可直接驱动电机，其电源Vd