機器人課程設(shè)計

1、沈陽化工大學(xué)機器人課程設(shè)計專業(yè)：測控技術(shù)與儀器班級：測控0901姓名：許偉博學(xué)號：09130109目錄第一章緒言2、目的和意義2、設(shè)計內(nèi)容2、機器人硬件2、設(shè)計任務(wù)3、運行框圖3第二章機器人觸覺導(dǎo)航4、安裝并測試機器人胡須4、測試觸須傳感器6、C語言程序如下7第三章 機器人紅外導(dǎo)航7、使用紅外線發(fā)射和接收器件探測道路7、搭建并測試IR發(fā)射和探測器7、測試紅外發(fā)射探測器7、探測和避開障礙物7第四章心得體會10第一章緒言、目的和意義機器人涉及機械、電子、傳感、控制等多個領(lǐng)域和學(xué)科。本課程設(shè)計是在 機器人學(xué)課程的基礎(chǔ)上，利用多傳感技術(shù)、控制技術(shù)實現(xiàn)機器人控制系統(tǒng)的 綜合與應(yīng)用，達到鍛煉學(xué)生綜合設(shè)計能

2、力的目的。、設(shè)計內(nèi)容1.2. 1、，47 idti心人硬件圖1機器人結(jié)構(gòu)簡圖本課程設(shè)計使用實驗室已有的移動機器人。機器人有兩個驅(qū)動輪、一個從 動輪，驅(qū)動輪由舵機直接驅(qū)動。機器人控制器為89s52單片機。1.2.2、設(shè)計任務(wù)利用多傳感器技術(shù)，實現(xiàn)對機器人的軌跡規(guī)劃及控制。具體為：控制機器 人在規(guī)定的場地內(nèi)避開障礙物走遍整個場地。、運行框圖圖3胡須硬件第二章機器人觸覺導(dǎo)航本章你將通過給你的機器人增加觸覺傳感器學(xué)習(xí)如何使用這些端口來獲取外 界信息。實際上，對于任何一個自動化系統(tǒng)（不僅僅是機器人），無非都是通過 傳感器獲取外界信息，通過接口進入計算機（或者單片機），由計算機或單片機 根據(jù)反饋信息進行計

3、算和決策，生成控制命令，然后通過輸出接口去控制系統(tǒng)相 應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)，完成系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。因此，學(xué)習(xí)如何使用單片機的輸入接 口同學(xué)習(xí)使用輸出接口同等重要。許多自動化機械都依賴于各種觸覺型開關(guān)，例如當(dāng)機器人碰到障礙物時，接 觸開關(guān)就會察覺，通過編程讓機器人躲開障礙物；旅客登機橋在靠近飛機時為了 保護昂貴的飛機，在登 機橋接口安裝觸須，當(dāng)?shù)菣C橋離飛機很近后觸須就會碰 到飛機，立即通知控制器提醒離飛機已經(jīng)很近了，需要降低靠近速度；工廠利用 觸覺開關(guān)來計量生產(chǎn)線上的工件數(shù)量；在工業(yè)加工過程中，也被用來排列物體。 在所有這些實例中，觸覺開關(guān)提供的輸入通過計算機或者單片機處理后生成其它 形式的程序化的輸

4、出。本章中，你將在機器人前端安裝并測試一個稱為胡須的觸覺開關(guān)。你將對機 器人大腦編程來監(jiān)視觸覺開關(guān)的狀態(tài)，以及決定當(dāng)它遇到障礙物時如何動作。最 終的結(jié)果就是通過觸覺給機器人自動導(dǎo)航。、安裝并測試機器人胡須編程讓機器人通過觸覺胡須導(dǎo)航之前，首先必須安裝并測試胡須。圖3所示 是安裝機器人觸覺胡須所需的硬件元件清單，包括：1. 金屬絲2根2. 平頭M3X22盤頭螺釘2個3. 13mm圓形立柱2個4. M3尼龍墊圈2個5. 3-pin公一公接頭2個6. 220。電阻2個7. 10k C電阻2個安裝胡須1 .拆掉連接主板到前支架的兩顆螺釘2 .參考圖4,進行下面操作3 .螺釘依次穿過M3尼龍墊圈、13m

5、m圓 形立柱4 .螺釘穿過主板上的圓孔之后，擰進主板下面的支架中，但不要擰緊5 .把須狀金屬絲的其中一個鉤在尼龍墊圈之上，另一個鉤在尼龍墊圈之下， 調(diào)整它們的位置使它們橫向交叉但又不接觸6 .擰緊螺釘?shù)街Ъ苌? .參考接線圖5,搭建胡須電路。注意：右邊胡須狀態(tài)信息輸入是通過P1 口的第4腳完成，而左邊胡須狀 態(tài)信息輸入是通過P2 口的第3腳完成8 .確定兩條胡須比較靠近，但又不接觸面包板上的3-pin頭。推薦保持3nlm 的距離。9 .圖6所示是實際的參考接線圖。10 .安裝好觸覺胡須的機器人如圖7所示。圖4安裝機器人胡須vccvcc圖5胡須電路示意圖圖6教學(xué)底板上胡須接線圖圖7安裝好觸須的機

6、器人、測試觸須傳感器先執(zhí)行一段簡單的程序，下面的程序是讓小車前行的，修改參數(shù)調(diào)鴕機，使舵機保持前 行，然后在通過設(shè)置程序讓左須子觸碰障礙物時左轉(zhuǎn)，右須子觸碰障礙物是右轉(zhuǎn)，這樣進行 調(diào)試，來檢測傳感器。死區(qū)程序很關(guān)鍵，以中斷的方式寫入，避免其一直困在墻角里出不來。C語言程序如下SincludeO#include<>intffinclude<BocSot. h> ffincludeuart. h> int Pl_2state(void)return (PltOx(H)?l:0. ) int xain(void)int counter,int irDeteUft, ua

7、rt_Init(),printf(rogr<12 Running!n)for (coun ter*O： coun terOS counter)j rDetec tLeftPlJZs tateO xT 啟平邊del 嘰 nus(13), P】，0, dclay_nus(13);.4.1驗證機器人的行為和和運行程序時除不需要接觸是否非常像例程：for (counter=0； counter<38； counter+) 發(fā)射時間比胡須長 LeftLaunch=l；_nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_() ； _nop_()； _nop_()；_nop_()；

8、_nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_() ； _nop_()； LeftLaunch=0；_nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()；_nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()；)if(IR 'R') 右邊發(fā)射for (counter=0；counter<38；counter+) RightLaunch=l；_nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_() ； _nop_()；_nop

9、_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()；RightLaunch=0；_nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()；_nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_()； _nop_ () ； _nop_()；)void Forward (void) 向前行走子程序 Pl_l=l;delay_nus(1700)；Pl_l=0；Pl_0=1；delay_nus(1300)；Pl_0=0；delay_nms(20)； "void Left_Turn(void

10、)左轉(zhuǎn)子程序 int i；for( i=l；i<=26；i+) Pl_l=l;delaynus(1300)；Pl_l=0；Pl. 0=1；delay nus (1300)；Pl. 0=0；delay nms(20)； 一 void Right. Turn (void)右轉(zhuǎn)子程序 int i；for( i=l；i<=26；i+) Pl_l=l;delay nus (1700)；Pl_ 1=0；Pl. 0=1；delay nus (1700)；Pl_0=0；delay nms(20)；) .)void Backward (void)向后行走子程序 int i；for( i=l；i<

11、;=65；i+) Pl_l=l;delay nus (1300)；Pl_l=0；Pl. 0=1；delay nus (1700)；Pl. 0=0；delay nms(20)；) .)int main(void) int irDetectLeft,irDetectRight；uart_Init ()；printf (，rProgram Running! n，r)；while(l) IRLaunch('R')； 右邊發(fā)射irDetectRight = RightIR; 右邊接收IRLaunchCL1)； 左邊發(fā)射irDetectLeft = LeftIR； 左邊接收if (irDe

12、tectLeft 0)&& (irDetectRight 0)兩邊同時接收到紅 外線 Backward ()；Left_Turn()；Left_Turn()； 一else if(irDetectLeft 0)只有左邊接收到紅外線 Backward ()；Right_Turn()；) else if(irDetectRight 0)只有右邊接收到紅外線 Backward ()；Left_Turn()；1 "elseForward ()；第四章心得體會通過這次課程設(shè)計，我從中學(xué)到了很多東西，不僅是知識方面，還有動手方面等。隨著 科技的發(fā)展，機器人的應(yīng)用也越來越普遍了。所以這次課程設(shè)計不僅是一次機器人知識的普 及，也是一次與機器人親密接觸的機會。在沒有做課程設(shè)計之前，我對機器人并不很了解，慢慢的接觸之后，我明白了機器人是 自動執(zhí)行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮，又可以運行預(yù)先編好的程序。在這次課 程設(shè)計中我們通過軟件調(diào)試又鞏固了單片機和C語言的相關(guān)知識。我們通過硬件調(diào)試鍛煉了 自己的動手能力。在課程設(shè)計中，我們也遇到很多的困難，在老師和同學(xué)的幫助下，最后都 一一解決了。通過這次課程設(shè)計，