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基于 超声波 移动 机器人 设计 分析 说明书 CAD SOLIDWORKS

资源描述：

基于超声波移动机器人的设计与分析【说明书+CAD+SOLIDWORKS】,基于,超声波,移动,机器人,设计,分析,说明书,CAD,SOLIDWORKS

内容简介：

开题报告表课题名称基于超声波移动机器人的设计与分析课题来源B课题类型D导 师学生姓名学 号专 业术引言：智能小车，也称轮式机器人，涵盖控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多学科，一般主要由路径识别、速度采集、角度控制及车速控制等模块组成。本次课题准备设计一种能够实时采集传感器信号、智能分析外部环境、自动实现方向控制等功能的智能小车。本课题以小车为研究对象来研究智能化机器人控制技术。系统准备采用单片机为控制器核心，其集成度高、体积小、抗干扰能力强和价格低廉、具有独特的控制功能，通过超声波传感器实时采集外部信号，并将信号反馈给单片机，通过单片机计算实现小车自主的行驶避障。设计思路： 设计小车底盘：小车采用三轮机构，三轮机构具有一定的稳定性。驱动采用双轮独立驱动机构，首先用做出小车底盘、小车轮子、万向轮，利用无刷直流电动机驱动小车，电动机输出轴外接齿轮减速器，利用减速器进行减速，减速器外接轴承、法兰等零件，小车轮子内侧带有增量式光电编码器，在小车行驶过程中码盘随输出轴转动，光线通过码盘的缝隙和检测光栅缝隙照射到相应的感光器件上得出近似正弦波的电信号，电信号经过逻辑电路处理和计数后就可辨别转动方向，得到转速和转角。电池选用蓄电池，该电池具有电压大、体积小、质量轻、可充电等特点。小车利用双轮差分驱动方式进行转向。底盘上部单片机及超声波部分：底盘四周固定螺母用来支撑单片机和超声波环定位装置，利用车载超声波的发射及接收设备测出车前路障、内角点、外角点、边缘等路况。超声波在测距时的误差主要来源于随机干扰、幻影干扰和多超声波传感器之间的串扰。通过比较相邻两次测距之间的偏差和设定阈值之间的大小，或者比较相邻两次测距之间的偏差和里程计推算定位之间的误差，可以将具有较大随机干扰的数据剔除（阈值比较法），对于超声波传感器之间的串扰，可采对多次测量的数据进行排序，去掉若干个最小数据取其平均值作为测量值（递推平均滤波法），对于幻影干扰，可利用多个超声传感器的检测结果综合判断而消除。设计内容：1、 通过查阅资料了解关于机器人运动学的相关知识；2、 利用软件将机器人底盘画出,并做出电动机、L脚型架、减速箱、轴承、法兰、轮子螺栓螺柱等零件；3、 查阅相关资料设计小车传感器层；4、 设计车载超声波环并研究其计算方式；5、 研究超声波避障方法，研究相对外角点、内角点、边缘的定位，排除超声波在测距时产生的误差；6、 整理计算结果，画出A0图纸，撰写设计说明书设计要求：绘制机械结构零件图、装配图以及控制原理图：图纸量不少于折合成图幅A0号的图纸2张，其中手工绘图量折合图幅A0号的图纸不少于1张；编写论文一份：计算正确完整，重点突出，论点明确，文字简洁通顺；论文中所引用的重要计算公式和数据要注明出处；论文字数不少于1.5万字，中文摘要300字左右相关文献资料15篇以上。设计计划：3月8日 至3月26日：查阅移动机器人技术的相关知识，并翻译相关英文资料，熟悉三维设计软件相关技术的应用，写出开题报告；3月27日至4月4日： 移动机器人底盘结构设计；4月5 日至4月11日：移动机器人传感器层结构设计；4月12日至4月18日：移动机器人超声波传感器的软件设计4月19日至4月25日：超声波避障算法研究；4月25日至5月1日： 整理设计计算结果，撰写设计说明书；5月2日至5月15日：答辩；参考文献：1梅丽凤.单片机原理及接口技术.北京：清华大学出版社，20052黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计.北京：航天航空大学出版社，20073陈有卿.实用语音与音效集成电路300例.北京：中国电力出版社，20054沙占友，孟志强，王彦朋.单片机外围电路设计.北京：电子工业出版社，20065铃木泰博.机器人竞赛指南.北京：科学出版社，20026何希才，任力颖，杨静.实用传感器接口电路实例.北京：中国电力出版社，20077彭为，黄科.单片机典型系统设计实例精讲.北京：电子工业出版社，20068许力.智能控制与智能系统.北京：机械工业出版社，20069李宁，陈桂.运动控制系统.北京：高等教育出版社，200410龚桂义，机械设计课程设计图册，高等教育出版社，200211刘小年/刘庆国，工程制图，高等教育出版社，200412零点工作室，AutoCAD2006机械图绘制实例教程，200613姜培刚/盖玉先，机电一体化系统设计，机械工业出版社，200814李庆余/张佳，机械制造装备设计，机械工业出版社