自动搬运机器人论文Word文档下载推荐.docx

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经分析可得，STC89C52单片机无论从完成设计要求还是性价比上都更优于飞思卡尔系列单片机，故选方案二。

1.3电机驱动模块

根据题目中的要求，电机的速度不会很快，普

通的电机很难满足要求，而直流减速电机可以满足此要求。

故我们选用直流减速电机。

在选用驱动模块方面有以下两种方案：

采用分立三极管驱动电路。

经分析此电路的焊接比较复杂，并且稳定性差，很难满足要求。

采用专用驱动芯片。

该芯片集成度高，占用空间小。

主要应用于电机调速场合。

用电机专用集成驱动电路可以达到预期的目标。

故我们最后决定用后方案。

图3电机驱动电路

1.4红外避障模块

TK-20黑白线检测传感器。

在目标木块以及仓库的表面贴上白色胶带，但是，黑白线检测传感器检测距离近，难以调节，很难达到预期的目标。

红外避障传感器。

该集成传感器是专用于障碍物测量模块。

其体积小，灵敏度高，测量距离远，可靠的工作性能等优点，可高度满足该题的要求。

经过以上两个方案的比较，方案二明显优于方案一，故采用方案二。

图4

1.5显示模块

方案一：

采用LCD1602。

占用太单片机IO口显示信息量少，占用太多的程序资源。

方案二：

采用NOKIA5110。

只占用5个单片机接口，同时显示信息量大，灵活多变显示多种信息。

因此，我们拟采用后者。

1.6机械手驱动模块

本模块采用舵机来完成设计要求，其工作原理是由单片机发出信号给舵机，其内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。

经由电路板上的IC判断转动方向，在驱动无核心马达开始转动。

透过减速齿轮将动力传至摆臂，同时由位置检测器送回信号，判断是否已经到达定位。

鉴于此种舵机摆臂比较长很容易实现本设计要求，所以选用舵机。

经过一番仔细的论证比较，我们最终确定的系统详细方框图如下：

图5

2硬件电路的设计

2.1硬件电路设计原理分析

本设计要求机器人从起始线出发（出发前，机器人任何部分不得超出起跑线，后端不限），自动将木块逐一送到库房内（允许倒车）。

运行时间应力求最短（从合上电源开关开始计时）。

木块运到库房时，应能堆放到库房挡板20cm线以内；

如果不能全部运到库房，记录木块距离20cm线的最大距离。

我们根据小车走过的路程s和平均速度v来计算小车行驶所用的时间t。

图6机械手搬运示意图

计算公式如下所示：

v=s/tt总=t1+t2+t3S总=v1t1+v2t2+v3t3

2.2机械手工作模块设计

利用红外避障传感器不断向外发射红外线进行探测。

在小车行进的过程中，当探测到目标时，小车停止前进，进行转向，再利用车体下端的红外避暲传感器进行对物体的定位，并通过单片机驱动小车向目标前进，行进过程中自动校正方位，到达目标后，舵手夹住目标倒车转向，最终把目标松紧仓库。

2.3红外避障探测电路

本设计采用类似镜面反射原理来实现对物体的探测的，先通过调试电位器设定好红外探测的距离，红外避障传感器发出红外线后对目标探测，当红外线探测到目标后，根据镜面反射原理，光线返回被接收，传给单片机进行处理。

图7红外探测电路

2.4显示电路设计

该设计采用Nokia5110液晶来实现的。

该模块采用串行接口与主处理器进行通信，接口线数量大幅度减少，包括地和电源信号线共有8支，传输速率高达4bps，可全速写入显示数据，无等待时间。

图8显示电路

3系统软件设计

3.1整体程序流程图

图9系统流程示意图

3.2红外避障传感器软件设计

当小车行进过程中，当红外避障传感器探测到目标后，把数据传给单片机处理，否则小车继续前进。

设计流程图如下（图10）

图10红外避障传感器探测示意图

4系统测试

4.1测试环境

测试日期:

2013-8-8测试时间：

测试温度：

30OC

4.2测试仪器

秒表，米尺S

4.3测试结果

左右偏差

前后偏差

搬运所用的时间

4.4数据分析与总结

由以上数据我们可以看出，数据测试的效果，达到了题目的要求，虽然还有一点偏差，但是经过我们的多次反复校正，测量的数据是在误差允许的范围内，且系统性能可靠稳定。

5总结

经过为期四天的设计，我们终于成功的实现了题目的基本要求和部分发挥功能。

同时加入了自己的创新部分，通过本次模拟设计大赛能够让我们学以致用，同时也激发了我们的创新思维。

在这次模拟设计竞赛中，我们不但历练了实践能力和协作精神，而且懂了联系实际的重要性，这对我们以后的学习和生活有很大帮助。

另外我们发现了红外避障传感器对不同的材质性能有很大影响的特点，当然，我们的设计也存在一些小问题，还有待改进。

在此恳请各位评委批评指正。

6参看文献

1.华成英【M】模拟电子技术基础（第四版）高等教育出版社

2.阎石【M】数字电子技术基础（第五版）高等教育出版社

3.郭天祥51单片机C语言教程电子工业出版社

7附录程序

/********2013-08-05***************/

/**********PWM波模块控制电机**************/

/*******头文件和预处理命令*******/

#include<

reg52.h>

#include<

math.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineLeft_moto_pwmENA//接驱动模块ENA使能端，输入PWM信号调节速度

#defineRight_moto_pwmENB//接驱动模块ENB

#defineLeft_moto_go{IN1=1,IN2=0;

}//P0^0P0^1接IN1IN2当P3_4=0,P3_5=1;

时左电机前进

#defineLeft_moto_back{IN1=0,IN2=1;

}//P0^0P0^1接IN1IN2当P3_4=1,P3_5=0;

时左电机后退

#defineLeft_moto_stop{IN1=1,IN2=1;

}//P0^0P0^1接IN1IN2当P3_4=1,P3_5=1;

时左电机停转

#defineRight_moto_go{IN3=1,IN4=0;

}//P0^2P0^3P3_7接IN1IN2当P3_6=0,P3_7=1;

时右电机前转

#defineRight_moto_back{IN3=0,IN4=1;

}//P0^2P0^3接IN1IN2当P3_6=1,P3_7=0;

时右电机后退

#defineRight_moto_stop{IN3=1,IN4=1;

}//P0^2P0^3接IN1IN2

uchari;

uchart1;

//此参数改变占空比

uchart2;

ucharnum1;

//计数器

ucharnum2;

ucharPWM1_MAX=100;

//此参数调节上限值

ucharPWM2_MAX=100;

/************位定义**************/

sbitLeft_moto_pwm=P0^2;

//根据自己板子定义引脚

sbitRight_moto_pwm=P0^5;

sbitIN1=P0^0;

//控制左电机

sbitIN2=P0^1;

sbitIN3=P0^3;

//控制右电机

sbitIN4=P0^4;

sbitzuochuan=P0^7;

//红外避障传感器

sbitxiachuan=P2^0;

sbitchuan=P2^1;

sbitshangchuan=P2^2;

uinta,c;

sbitp10=P0^6;

/*********延时函数************/

voidDelayMS（uintz）

{

uinti,j;

for（i=z;

i>

0;

i--）

for（j=110;

j>

j--）;

}

/*********前进函数************/

voidrun（）

t1=40;

t2=40;

Left_moto_go;

Right_moto_go;

}

/*********后退函数************/

voidback（）

Left_moto_back;

Right_moto_back;

}

/*************左转函数**********************/

voidleft（）

t1=55;

t2=55;

Right_moto_go;

//右电机继续

Left_moto_back;

//左电机停走

voidleft1（）

/**************右转函数*************************/

voidright（）

t1=50;

t2=50;

Right_moto_back;

//右电机停走

Left_moto_go;

//左电机继续

voidright1（）

t1=60;

t2=60;

Right_moto_stop;

/*******中断服务子程序*******/

voidtimer0（void）interrupt1

p10=!

p10;

c=20000-c;

TH0=-（c/256）;

TL0=-（c%256）;

if（c>

=500&

&

c<

=2500）c=a;

elsec=20000-a;

/*******中断服务子程序2*******/

voidtime1（void）interrupt3

TH1=（65535-100）/256;

TL1=（65535-100）%256;

num1++;

num2++;

if（num1<

=t1）Left_moto_pwm=1;

//左电机pwm

elseLeft_moto_pwm=0;

if（num1==PWM1_MAX）num1=0;

if（num2<

=t2）Right_moto_pwm=1;

//右电机pwm

elseRight_moto_pwm=0;

if（num2==PWM2_MAX）num2=0;

/********中断初始化函数********/

voidinit（）

TMOD=0X11;

a=500;

//a小角度放开木块，大角度夹紧

c=a;

TH0=-（a/256）;

TL0=-（a%256）;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

ET1=1;

TR1=1;

/**************主函数************/

voidmain（void）

num1=0;

//给计数器赋初值

num2=0;

init（）;

while

（1）//无限循环

run（）;

if（zuochuan==0）

{

run（）;

while（zuochuan==0）;

left1（）;

DelayMS（480）;

Left_moto_stop;

Right_moto_stop;

DelayMS（500）;

DelayMS（200）;

DelayMS（500）;

}

if（xiachuan==0）

{

a=2000;

DelayMS（500）;

//夹紧延时

right1（）;

DelayMS（1000）;

while（chuan）

{

back（）;

DelayMS（50）;

//消抖

}

if（chuan==0）

{

Right_moto_stop;

DelayMS（1000）;

left（）;

DelayMS（800）;

while（shangchuan）

{

run（）;

DelayMS（50）;

}

}

if（shangchuan==0）

DelayMS（700）;

Left_moto_stop;

a=500;

DelayMS（2000）;

//run（）;

back（）;

DelayMS（2150）;

//此处延时时间需调整

right（）;

DelayMS（365）;

//buzu390

while（zuochuan&

xiachuan）

run（）;

}

}//ifshangchuan

}//ifxiachuan

}//while

}//main