安防机器人的设计与制作
安防机器人的方案设计教案

安防机器人的方案设计教案【教学目标】1.收集有关机器人的信息和资料。
2.能按要求设计一个机器人。
3.能通过交流改进设计方案。
4.客观评价别人的设计方案。
5.能描述机器人的三个基本特征。
【教学重难点】激发学生学习机器人的兴趣,发挥想象力和创造力,综合利用所学的知识和技能,意识到科学、技术、社会、环境的密切联系。
【教学方法】1.讲解法。
2.小组讨论法。
【教学准备】有关机器人的信息资料【课时安排】1课时【教学流程】教学环节教学预设(师生活动)阶段目标课后反馈一、教学导入1.社会发展到今天,人类创造的最奇妙的工具就是机器人。
机器人是一种在一定程序控制下,能够自动工作的机器,是人类的好帮手。
2.板书课题吸引学生快速进入学习状态。
二、合作探究展示交流精讲点拨活动1认识机器人1.展示一个电动玩具汽车,引导学生了解机器人发展的历程,看书上的图片,认识各种各样的机器人。
指导学生课下收集的资料与大家分享。
2.组织学生对机器人的利用及其对人类社会的影响展开讨论。
引导学生辩证的从正反两方面分析讨论,例如机器人在军事,勘探等领域发挥重要作用,机器人能提高工作效率,减少环境污染等。
3.学生认识各种机器人,并以小组为单位,讨论收集有关机器人的资料,对机器人有初步的了解。
4.学生将讨论的主要观点记录下来。
帮助学生意识到科学、技术、社会、环境之间的密切联系及科学技术是一把双刃剑。
能收集有关机器人的信息和资料。
教师要引导学生辩证的从正反两方面分析讨论机器人的发展对人类的利与弊。
科学在线1.教师带领同学阅读科学在线,了解机器人的三个基本特征。
2.学生阅读科学在线。
3.小结:机器人的三个基本特征:身体:具有一定的形状。
大脑:控制机器人的程序。
动作:具有一定的动作、行为表现。
能描述机器人的三个基本特征并判断。
教师可以多举几个实例,让学生判断。
活动2智能机器人教师:1.引导学生看图,认识各种各样的机器人。
2.让学生互相交流收集有关机器人的资料,讨论智能机器人的用途。
安防机器人实施方案

安防机器人实施方案随着科技的不断发展和安全意识的增强,安防已成为现代社会重要的问题之一。
安防机器人作为一种新兴的安全保卫方式,具有很大的潜力和优势。
本文将针对安防机器人的实施方案进行详细的分析和讨论。
一、需求分析在确定安防机器人实施方案之前,首先需要进行需求分析。
根据不同的场所和需求,安防机器人的功能需求有所差异。
一般来说,安防机器人应具备以下功能:1.巡逻监控:能够自主巡逻并监控场所内的安全状况,实时反馈相关信息。
2.入侵检测:通过传感器等技术手段检测潜在的入侵行为,并及时报警。
3.紧急反应:在遇到突发事件时,能够做出快速反应,保障人员安全。
4.通讯功能:能够与相关安保人员和系统进行实时通讯,传递消息和指令。
5.数据分析:能够对收集到的数据进行分析和整理,提供安全报告和预测分析。
二、技术实现方案1.机器人平台选择:根据实际需求选择合适的机器人平台,如移动机器人或无人机等。
移动机器人适合室内场所,无人机适合室外场所,可以根据不同场所的需求选择合适的机器人平台。
2.传感器技术:为了实现巡逻监控和入侵检测功能,需要搭载各种传感器,如摄像头、红外传感器、雷达等。
通过这些传感器可以获取周围环境的信息,并进行分析和处理。
3.人工智能技术:利用人工智能技术,如图像识别、语音识别等,能够实现自主巡逻、入侵检测等功能。
同时,通过机器学习和数据分析,可以从大量的数据中挖掘出规律和模式,提供安全报告和预测分析。
4.通讯技术:通过与相关安保人员和系统进行实时通讯,可以及时传递消息和指令。
可采用无线通讯技术,如蓝牙、Wi-Fi等,实现机器人与人员和系统之间的无缝连接。
5.紧急反应机制:在遇到紧急情况时,机器人应能够快速做出反应,采取适当的措施保障人员安全。
可以配备激光器、喷雾器等非致命武器,以及报警装置等。
三、实施方案1.确定使用场所:根据需求分析,确定机器人的使用场所,如室内办公场所、商场、学校等。
2.机器人配置:根据需求选择合适的机器人平台,并配备相应的传感器和设备。
利用机器人技术设计一款智能家庭安防机器人

利用机器人技术设计一款智能家庭安防机器人智能家庭安防机器人设计方案摘要:随着科技的不断发展,智能家居已经成为现代家庭生活的一部分。
在这个背景下,智能家庭安防机器人应运而生,为家庭提供全面、便捷、智能的安全保护。
本文将探讨利用机器人技术设计一款智能家庭安防机器人的概念和实现方法。
引言:智能家庭安防机器人作为智能家居领域的重要组成部分,以其强大的安全监控功能和全面的家居管理能力,受到越来越多家庭的关注和青睐。
设计一款功能强大、智能高效的智能家庭安防机器人已经成为工程师的重要任务。
一、机器人硬件设计1. 外观设计:智能家庭安防机器人应该注重外观的美观性和亲和力。
可以采用圆润的曲线和温暖的色彩,增加与家庭成员的亲密感。
2. 传感器:机器人应该搭载多种传感器,如红外线感应器、门窗开关感应器、烟雾感应器等,以实现对家庭环境的全方位监测和提示。
3. 摄像头:机器人的摄像头应该能够实现高清视频监控,并具备夜视功能。
同时,可以考虑加入人脸识别技术,实现家庭成员的身份认证和陌生人的及时警报。
4. 通讯模块:机器人需要具备网络连接功能,可以通过Wi-Fi或蓝牙与家庭网络和其他智能设备进行通讯,实现远程监控和操控。
5. 电池:机器人应该搭载高容量、长续航的电池,以确保可以长时间持续工作。
二、机器人软件设计1. 数据处理与存储:机器人需要配备强大的计算和存储能力,可以实时处理并存储监测到的数据,并生成相应的报表或图表供用户查看。
2. 家庭安全管理:机器人应该具备智能化的家庭安全管理能力,能够自动感知家庭环境的异常,并及时发出警报。
例如,当机器人探测到有陌生人进入家中,可以自动启动报警器并向家庭成员发送警报信息。
3. 远程操控与监控:机器人应该可以通过手机或电脑远程操控和监控,提供灵活的使用方式和更便捷的服务。
4. 可编程性:机器人设计应该考虑到用户的个性化需求,提供一定程度的可编程性,让用户根据自己的需求对机器人的功能进行定制。
全国川教版信息技术九年级下册第一单元第2节《安防机器人的方案设计》教学设计

2. 拓展要求
(1)鼓励学生利用课后时间自主学习和拓展,以加深对安防机器人的理解和应用。
(2)推荐阅读材料和视频资源,供学生选择阅读和观看,以拓展知识和技能。
(3)鼓励学生提出疑问和讨论,教师将提供必要的指导和帮助,以解答疑问和解决难题。
3.重点难点解析:在讲授过程中,我会特别强调安防机器人的设计原则和方法,以及编程和电子制作技能的应用。对于难点部分,我会通过举例和比较来帮助大家理解。
三、实践活动
1.分组讨论:学生们将分成若干小组,每组讨论一个与安防机器人相关的实际问题。通过讨论,学生们可以加深对安防机器人的理解和应用。
2.实验操作:为了加深理解,我们将进行一个简单的实验操作。这个操作将演示安防机器人设计的基本原理。通过实验,学生们可以直观地了解安防机器人的工作原理和操作过程。
在导入新课时,我通过提问的方式引起了学生的兴趣和好奇心,让他们对安防机器人的学习产生了期待。然而,在实际操作中,我发现有些学生对安全问题的关注度不够,这可能需要在今后的教学中更加关注学生的情感体验和实际需求。
在新课讲授中,我详细解释了安防机器人的基本概念和重要性,并通过案例分析展示了安防机器人在实际中的应用。在讲解重点难点时,我通过举例和比较的方式帮助学生理解,但仍有部分学生表现出理解上的困难,这可能需要在今后的教学中更加关注学生的个体差异和需求。
3.成果展示:每个小组将向全班展示他们的讨论成果和实验操作的结果。通过成果展示,学生们可以分享自己的理解和创新,同时也能够学习和借鉴其他小组的成果。
四、学生小组讨论
1.讨论主题:学生将围绕“安防机器人在实际生活中的应用”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法,并与其他小组成员进行交流。
安防巡逻机器人课程设计

安防巡逻机器人课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握安防巡逻机器人的基本原理、设计和应用,培养学生的科学素养和创新能力,提高学生的实践操作能力,培养学生的团队合作意识和安全意识。
知识目标:使学生了解安防巡逻机器人的定义、分类和基本原理;掌握安防巡逻机器人的设计方法和关键技术;了解安防巡逻机器人在现实生活中的应用。
技能目标:培养学生运用所学知识进行安防巡逻机器人的设计和制作;训练学生操作安防巡逻机器人进行实际巡逻任务的能力。
情感态度价值观目标:培养学生对科技创新的兴趣和热情,增强学生对国家安全和公共安全的认识,提高学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括安防巡逻机器人的基本概念、分类和原理,安防巡逻机器人的设计和制作,安防巡逻机器人在现实生活中的应用等。
具体的教学大纲如下:1.第一章:安防巡逻机器人概述介绍安防巡逻机器人的定义、分类和基本原理。
2.第二章:安防巡逻机器人的设计讲解安防巡逻机器人的设计方法和关键技术。
3.第三章:安防巡逻机器人的制作介绍安防巡逻机器人的制作过程和注意事项。
4.第四章:安防巡逻机器人的应用探讨安防巡逻机器人在现实生活中的应用和案例。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法,包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法:用于讲解安防巡逻机器人的基本概念、原理和设计方法。
2.讨论法:鼓励学生就安防巡逻机器人的应用和发展进行讨论,培养学生的创新思维。
3.案例分析法:分析现实生活中的安防巡逻机器人应用案例,让学生了解安防巡逻机器人的实际作用。
4.实验法:让学生动手制作和操作安防巡逻机器人,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的安防巡逻机器人教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:提供相关的安防巡逻机器人学术论文和书籍,拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作精美的课件和教学视频,提高学生的学习兴趣。
智能安保机器人的设计与控制技术

智能安保机器人的设计与控制技术随着科技的迅速发展,智能机器人的应用领域也在不断扩展。
在这些领域之一,智能安保机器人正变得越来越重要。
本文将探讨智能安保机器人的设计与控制技术,重点关注其工作原理、硬件组成、软件控制以及潜在应用。
## 工作原理智能安保机器人是一种能够巡逻、监控和应对安全威胁的自动化系统。
其工作原理基于复杂的传感器和算法,使其能够感知环境并采取相应行动。
通常,这些机器人配备了摄像头、红外线传感器、雷达和声音识别设备,以识别和跟踪潜在威胁。
## 硬件组成智能安保机器人的硬件组成包括:1. **传感器系统**:摄像头用于捕捉图像和视频,红外线传感器用于检测热点,雷达用于跟踪移动目标,声音识别设备用于听取声音信号。
2. **移动平台**:机器人通常配备轮子或履带,以便在各种地形上移动。
3. **电源系统**:电池或其他能源供应,以确保机器人能够持续工作。
4. **处理单元**:中央处理器(CPU)和图形处理器(GPU)用于处理传感器数据和执行决策。
## 软件控制软件控制是智能安保机器人的核心。
以下是一些关键的软件组成部分:1. **感知与识别**:机器学习算法用于分析传感器数据,以侦测潜在威胁。
计算机视觉技术帮助机器人识别人、车辆、物体等。
2. **路径规划**:机器人需要能够规划巡逻路径或快速响应威胁。
路径规划算法确保机器人能够高效地移动并达到目标地点。
3. **决策制定**:基于感知数据,机器人需要做出决策,例如是否报警、通知人员或采取其他行动。
4. **通信系统**:机器人必须能够与操作员或其他机器人进行实时通信,以便共享信息或请求支持。
## 潜在应用智能安保机器人的设计与控制技术可以应用于多个领域:1. **物业安全**:机器人可以巡逻商业建筑、工厂和仓库,监测入侵事件或火警。
2. **公共安全**:在公共场所,如机场、车站和商场,机器人可以帮助监控大规模人群并检测异常行为。
3. **边境巡逻**:在国家边境,机器人可以协助边境巡逻人员监测非法越境活动。
安防机器人的设计与制作

安防机器人的设计与制作摘要本设计是一台智能化的移动监控机器人,它主要包括移动机器人和主控台两大部分,能够实现防盗监控,温度监视,火灾报警等功能。
该机器人能够自主移动,也可以通过主控台遥控机器人的动作。
本设计以单片机MTC89C52RC为中央控制核心,采用彩色CCD摄像头UM-800C 采集图像,反射型红外光电开关RMF—DU10检测障碍物,两个直流减速电机为主要动力驱动,采用DF数据发射、接收模块实现数据的无线传输,采用四频道无线微波影音传输模块无线传输视频,可以实现远程视频监控.本设计的特色是改变了现有监控系统的单一固定形式,大大提高了监控的灵活性和实时性,不存在监控死角。
开启机器人的自动巡逻功能后,机器人可以自动按照设定的路线巡逻,途中遇到障碍物时能够自动识别并绕过障碍物,并且还可以实时摄像.此外本机器人监控系统不需另外架设线路,适应性强,即投即用,简单、方便、经济、可靠。
目录安防机器人的设计与制作 (1)2设计任务 (3)2.1基本要求 (3)2.2发挥部分 (3)3可行性分析 (3)3.1机器人的可行性方案 (3)3。
2障碍物检测 (4)3。
3动力及转向系统 (4)3.4电源系统 (5)4总体设计 (5)5硬件设计 (6)5.1STC89C52RC的最小系统电路图: (6)5.2带有红外光探照灯的CCD摄像头的设计 (7)5.3直流电机驱动设计 (7)5.4云台的控制 (10)5。
5无线遥控发射接收模块 (15)6软件设计 (19)6。
1机器人主程序控制流程图 (19)6.2自动避障算法及程序控制 (19)6.3串口通信参数设置 (20)6。
4实时监控 (21)6.5实时报警 (21)7功能测试与性能调试 (22)7.1功能测试 (22)7。
2性能调试 (22)8结束语 (22)1引言近年来,随着智能机器人技术的迅速发展,智能机器人的应用领域正在不断地扩大。
并且,随着人们生活质量的日益提高,智能机器人已经开始进入了家庭服务行业。
基于机器人技术的智能安防系统设计

基于机器人技术的智能安防系统设计智能安防系统近年来被广泛应用于各种场景,如家庭、商业区、工业区域等。
随着机器人技术的发展,智能安防系统的应用范围也不断拓展,为人们提供更加智能化、高效化的安防服务。
本文将从机器人技术的角度出发,探讨基于机器人技术的智能安防系统设计。
一、机器人技术与智能安防机器人技术是指利用电子、计算机、机械、控制等技术手段,设计制造一种能够代替人类完成一定任务的自主机器。
机器人技术的不断发展,为智能安防系统的设计提供了新的思路和技术支持。
以下是机器人技术与智能安防系统的主要关系:1.传感与感知机器人技术的重要组成部分之一是传感与感知技术。
传感器可以获取周围环境的各种信息,如温度、湿度、空气质量等。
而智能安防系统需要获取周围环境的各种信息,如人流量、温度、门窗状态等。
通过传感与感知技术,机器人可以高效地获取和分析周围环境的各种信息,为智能安防系统提供需要的数据。
2.智能监控机器人技术的另一个重要应用是智能监控。
机器人可以通过搭载各种监控设备,如摄像头、红外线探测器等,监控周围环境的安全情况。
智能安防系统也需要监控周围环境的各种情况,如门窗状态、人员活动轨迹等。
机器人通过智能监控技术可以高效地进行安全预警,帮助智能安防系统及时发现安全隐患,保障人们的生命和财产安全。
3.语音识别随着自然语言处理技术的进步,机器人的语音识别能力越来越强。
而智能安防系统也需要与人进行语音交互,以便及时警示和处理出现的异常情况。
机器人可以通过语音识别技术对人的语音指令进行识别,并能够向人们提供及时的安防反馈。
二、基于机器人技术的智能安防系统设计基于机器人技术的智能安防系统设计需要包含以下几个方面:1.机器人设计为了应用机器人技术进行智能安防监控,需要设计一种具备取代人工监控能力的机器人。
机器人应该具有移动、视觉、传感等能力,并且能够与其他设备进行联动操作。
机器人应该设计成小巧灵活,能够适应各种复杂环境。
2.智能安防软件智能安防软件是指机器人和智能安防系统控制中心的软件。
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安防机器人的设计与制作摘要本设计是一台智能化的移动监控机器人,它主要包括移动机器人和主控台两大部分,能够实现防盗监控,温度监视,火灾报警等功能。
该机器人能够自主移动,也可以通过主控台遥控机器人的动作。
本设计以单片机MTC89C52R为C中央控制核心,采用彩色CCD摄像头UM-800C 采集图像,反射型红外光电开关RMF-DU1检0 测障碍物,两个直流减速电机为主要动力驱动,采用DF数据发射、接收模块实现数据的无线传输,采用四频道无线微波影音传输模块无线传输视频,可以实现远程视频监控.本设计的特色是改变了现有监控系统的单一固定形式,大大提高了监控的灵活性和实时性,不存在监控死角。
开启机器人的自动巡逻功能后,机器人可以自动按照设定的路线巡逻,途中遇到障碍物时能够自动识别并绕过障碍物, 并且还可以实时摄像。
此外本机器人监控系统不需另外架设线路,适应性强,即投即用,简单、方便、经济、可靠。
目录安防机器人的设计与制作 (1)2 设计任务 (3)2.1 基本要求 (3)2.2 发挥部分 (3)3 可行性分析 (4)3.1 机器人的可行性方案 (4)3.2 障碍物检测 (4)3.3 动力及转向系统 (5)3.4 电源系统 (5)4 总体设计 (5)5 硬件设计 (6)5.1STC89C52RC的最小系统电路图: (6)5.2 带有红外光探照灯的CCD摄像头的设计 (7)5.3 直流电机驱动设计 (7)5.4 云台的控制 (10)5.5 无线遥控发射接收模块 (15)6 软件设计 (19)6.1 机器人主程序控制流程图 (19)6.2 自动避障算法及程序控制 (19)6.3 串口通信参数设置 (20)6.4 实时监控 (21)6.5 实时报警 (21)7 功能测试与性能调试 (22)7.1 功能测试 (22)7.2 性能调试 (22)8 结束语 (22)1 引言近年来,随着智能机器人技术的迅速发展,智能机器人的应用领域正在不断地扩大。
并且,随着人们生活质量的日益提高,智能机器人已经开始进入了家庭服务行业。
由智能型家庭服务机器人代替人来完成清洁卫生、物品搬运、家电控制、家庭娱乐、病况监视、儿童教育、报时催醒、电话接听等各种家务劳动,不仅是一项极具应用前景的高新技术行业,而且也是智能机器人目前研究的一个重要热点。
另一方面,世界各国的老龄化问题也更进一步地加剧了对智能型家庭服务机器人的需求。
例如,目前在加拿大已有3,800,000 以上人的年龄超过65 岁,在德国超过82,000,000 人的年龄在60 岁以上,分别占该国人口的12. 43% 和22%,而且近年来还有加重趋势。
在中国专家预言到2010 年中国独生子女和老龄化问题将更加严重。
国际上较早开展安防机器人研究的是美国与前苏联,稍后,英国、日本、法国、德国等国家也纷纷开始研究该类技术。
我国大约有30 家左右的高等院校和研究院在从事各类机器人的研究工作,在40 多年来,已在机器人的各方面取得了可惜的成就,某些产品技术已接近国际先进水平。
因此,家庭服务机器人将在许多以老弱、病残、独子为主的家庭中占据一席之地。
此外,以防盗监测和电及煤气安全检查为主要内容的家居智能安防系统在我国发展迅速,近几年的增长速度达到15%-20%,家居智能安防业已经形成了一个巨大的市场。
为此,我们将家庭服务机器人与家居智能安防系统结合在一起,利用家庭服务机器人的机动性和自律能力来实现家居智能安防系统的功能,以便更有效地完成家庭服务和家居安防。
2设计任务本设计的主要任务是在设计并制作一个可以移动监控的人形机器人。
2.3基本要求1)机器人可以前进,后退,转弯等基本动作,并具有多自由度的手臂(自由度>4)。
2)具有图像,温度,湿度,火灾,防盗的监控功能,处于监控模式时,发现不法分子闯入时发出恐吓声音警报,发现温度湿度不在正常范围内发出语音提示,并自动开启空调调节室内温度湿度。
发现可燃气体泄漏时及时发出语音警报并关闭燃气总阀门。
当主人不在家时,能及时通过手机短信通知主人。
3)可以遥控控制机器人的移动,可以舞蹈供主人娱乐。
4)主人可以通过手机发短信控制机器人做些规定好的任务,如喂宠物,开空调等。
5)机器人可以设置为巡逻监控模式,此模式下机器人能够按照设定的线路巡逻,并能识别障碍物,行驶过程中时能够自动饶过障碍物,实现自主移动监控。
2.4发挥部分1)防盗报警,温度湿度调节,可燃气体报警,并及时关闭燃气总阀门。
2)通过短信的方式,把家中的情况告知主人。
3)可以通过手机发短信控制机器人做些规定好的任务,如喂宠物,开空调等。
4)其它。
3可行性分析2.5机器人的可行性方案1)采用笔记本计算机控制,编程灵活,多种软件均可实现。
2)采用单片机控制,处理速度相对较低,但成本低廉。
3)采用输出标准TV视频信号的彩色CCD摄像头,可以直接配合使用无线视频发送器,且这种摄像头价格低廉;另配以大功率无线视频发送模块实现视频图像的采集。
决策方案:采用单片机作为控制器,本设计本着降低成本的原则设计。
2.6障碍物检测可行性方案:1)采用红外线反射管,反映灵敏,可靠性高,缺点是探测距离较近,一般在5cm以内。
2)采用反射型红外光电开关,探测距离可调,一般可以检测40cm 以内的障碍物。
其工作原理是根据红外发光管发出的光束,遇到障碍物时发生漫反射,红外接收管收到信号由同步回路选通而检测到障碍物,其障碍物不限于金属,对所有能反射光线的物体均能检测。
光电开关RMF-DU10操作简单,使用方便。
当有光线反射回来时,输出低电平。
当没有光线反射回来时,输出高电平。
3)采用超声波传感器,超声波传感器的原理是:超声波由压电陶瓷超声波传感器发出后,遇到障碍物便反射回来,再被超声波传感器接收。
然后将信号放大后送入单片机。
超声波传感器在避障的设计中被广泛应用。
但是超声波传感器需要40KHz的方波信号来工作,因为超声波传感器对工作频率要求较高,偏差在1%内,所以用模拟电路来做方波发生器比较难以实现。
而用单片机来作方波发生器未免有些浪费资源。
决策方案:采用方案2,机器人可以原地转圈,在40cm内检测到障碍物,可以自由绕过去,比方案3经济,简单。
2.7动力及转向系统机器人需要前进、后退、转向以及机械手臂的动作,完成这样的动作需要多个电机才能实现。
驱动电机的可选方案:1)使用带有减速器的直流电动机,采用控制器调速。
2)使用步进电机,能够精确控制位移量,可实现机器人精确定位行使。
3)采用伺服电动机,转速稳定可靠且调速方便。
4)采用舵机控制,可以精确控制角度。
决策方案:从可行性分析,机器人没有必要要精确定位行使,从经济角度考虑,直流电机的成本较低,因此驱动电机采用带有减速器的直流电动机。
机械手臂采用大扭力舵机控制,动作精度高。
2.8电源系统电机驱动系统要求大功率的电源供应,因此电源系统应具有低内阻、大电流输出的性能。
电机驱动器在工作时会产生大量的电脉冲和干扰信号,会使电源的产生纹波,而处理器和一些传感器电源质量要求较高。
因此,为保证机器人的可靠运行,采用动力系统与控制系统单独供电的方法。
为了节约成本,同时在环境也许的条件下,我们采用直流稳压电源对电机进行供电,通过USB转TTL串口线对单片机进行供电。
这种供电方式有两种好处,由于直流稳压电源中的电源大小可以调节和控制,所以可以很方便地选择输出电压的大小;通过USB转TTL串口线对单片机进行供电,可以简化电路。
4总体设计机器人系统主要由中央处理器、传感器系统、驱动及转向系统、无线数据传输系统、电源系统组成。
传感器系统无线数据传主机监电输系统中央处理器控系统源系统驱动及转向系统5硬件设计2.9STC89C52RC的最小系统电路图:通过USB转TTL串口线与电脑实现连接,并且还可以给单片机供电。
2.10带有红外光探照灯的CCD摄像头的设计名称:彩色CCD摄象机型号:UM-800C信号制式:PAL工作电压:+8V~+12V DC工作环境:-10 ℃~+50℃彩色CCD摄象机图像显示设备可以采用彩色电视机,将CCD摄像头输出的标准TV视频信号通过同轴电缆输入到电视机的视频输入端,即可以看到监控的图像。
也可以在电脑上安装一块视频数据采集卡,然后安装驱动软件,就可以通过电脑显示监控的图像了。
本设计通过编写的视频采集软件,实现了视频图像的显示,拍照保存,录像保存等功能。
2.11直流电机驱动设计驱动电路的性能很大程度上影响整个系统的工作性能。
有许多问题需要慎重设计,例如,导通延时、泵升保护、过压过流保护、开关频率、附加电感的选择等。
1)开关频率和主回路附加电感的选择力矩波动也即电流波动,由系统设计给定的力矩波动指标为ΔI/IN,对有刷直流电动机而言,通常在(5~10)%左右。
为了便于分析可认为ΔI/IN= ΔI/(Us/Rd) (1)式中Rd为电枢回路总电阻。
代入前面各种驱动控制方式的ΔI 表达式中,消去Us,可求出:对于单极性控制 Ld/Rd ≥5T~2.5T( 可逆或不可逆) (2)对于双极性控制Ld/Rd≥10T~5T (3)式中T 为功率开关的开关周期。
对于有刷直流电动机,电磁时间常数L d/Rd 一般在10ms至几十毫秒。
若采用GTR,开关频率可取2KHz左右,T=0.5ms。
若采用IGBT,开关频率可取18KHz 以上,所以上式均能满足。
若采用GTO或可控硅功率器件,由于工作频率只有100Hz左右,此时应考虑在主回路附加电抗器,且Ld="Lf"+La (4)电流,IaL=UsT/8Ld≤Ia0 应小于电机空临界对不可逆系统还应进一步检查控。
载电流,防止空载失小(几个毫秒或更小),很对于低惯量电机、力矩电动机,由于电磁时间常数此时应考虑采用开关频率高的IGBT功率开关器件。
2) 功率驱动电路的选择图 1 H 桥开关电路( Ⅰ); 图2 H 桥开关电路( Ⅱ)小功率驱动电路可以采用如图 1 所示的H桥开关电路。
UA和UB是互补的双极性或单极性驱动信号,TTL电平。
开关晶体管的耐压应大于 1.5 倍Us以上。
由于大功率PNP晶体管价格高,难实现,所以这个电路只在小功率电机驱动中使用。
当四个功率开关全用NPN晶体管时,需要解决两个上桥臂晶体管(BG1和BG3) 的基极电平偏移问题。
图2 中H桥开关电路利用两个晶体管实现了上桥臂晶体管的电平偏移。
但电阻R上的损耗较大,所以也只能在小功率电机驱动中使用。
(由于本次使用的电机功率较小,所以不考虑大功率的驱动电路)3) 防直通导通延时电路对H桥驱动电路上下桥臂功率晶体管加互补信号,由于带载情况下,晶体管的关断时间通常比开通时间长,这样,例如当下桥臂晶体管未及时关断,而上桥臂抢先开通时就出现所谓“桥臂直通”故障。