轮式移动机器人(WMR)设计毕业设计

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基于视觉导航的轮式移动机器人毕业设计[管理资料]

基于视觉导航的轮式移动机器人毕业设计[管理资料]

基于视觉导航的轮式移动机器人设计摘要本设计的研究内容是视觉导航轮式移动机器人的底层控制,其核心内容是应用单片机控制步进电机实现机器人的左转弯、右转弯、前进和停止等动作。

论文内容包括四个部分:简要介绍了移动机器人研究现状、对所设计移动机器人系统进行了描述、视觉导航轮式移动机器人底层硬件设计和视觉轮式移动移动机器人的底层控制。

论文详细地介绍了移动机器人底层硬件系统元件的选型和原理电路图的设计。

我们选用PIC16F877单片机作为下位机接收上位机传来的命令和产生驱动信号。

步进电机的驱动电路采用两个步进电机驱动器-L298,驱动程序写入PIC16F877单片机,通过程序控制步进电机的转速和转向。

采用Propel设计了底层控制系统的原理图和PCB版图,采用Proteus进行程序和硬件系统的仿真。

仿真结果表明:步进电机运行稳定、可靠性高,实现了对步进电机的预期控制。

关键词:移动机器人,运动控制,底层控制,PIC16F877,步进电机VISION-GUIDED WHEELED MOBILE ROBOT(BOTTOM CONTROL)ABSTRACTThe final year project focus on the bottom control for the vision-guided wheeled mobile robot. The core content is to achieve such actions as turning left, turning right, running forward and stopping by using single-chip microcomputer to control stepper motors.The thesis includes four parts: a brief introduction of the-state-of-the-art on mobile robot researches, the framework of the mobile robot system designed in this project, the hardware design and bottom control of vision-guided wheeled mobile robot.Component selection and the principle of circuit design are described in detail for the underlying hardware system of the mobile robot. We choose the PIC16F877 MCU as the slave computer to receive the command from the host computer and to generate the control signals for stepper motors. Stepper motor drive circuits use two stepper motor drivers driver program is written into PIC16F877 microcontroller to control the rotating speed and direction of the stepper motor. Protel, software for circuit and PCB design, is used to design schematic diagram and PCB layout of the bottom control system, and Proteus is used to conduct the simulation experiments for programs and hardware systems testing. The simulation results show that stepper motor can run with stability, high reliability, and the expected motion controls of stepper motor are achieved.KEY WORDS: Mobile robot, motion control, bottom control, PIC16F877; stepper motor前言 (3)第一章移动机器人 (4)§移动机器人的研究历史 (4)§移动机器人的国际现状 (5)§移动机器人研究的国内现状 (7)第2章视觉导航的轮式移动机器人综述 (9)§视觉导航的轮式移动机器人 (9)§视觉导航系统构成及工作过程 (9)§视觉导航的图像预处理 (10)§视觉导航机器人的运动控制 (11)第3章视觉导航轮式移动机器人底层硬件设计 (13)§电子元件的选型 (13)§开关电压调节器 LM7805 (13)§步进电机驱动芯片 L298 (13)§单片机PIC16F877 (14)§步进电机 (16)§电路的设计 (17)§方案论证与比较 (17)§电路图的设计 (18)第4章视觉轮式移动移动机器人的底层控制 (23)§步进电机控制原理 (23)§移动机器人的运动模型 (24)§控制器的软件设计 (26)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (32)附录 (33)单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。

《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文

《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文

《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言在不断进步的机器人技术中,机器人运动的多样性和高效性已成为当前研究的关键问题。

特别是在无人探索区域,面对复杂的自然地形环境,具备多样移动模式的机器人显得尤为必要。

近年来,轮腿式机器人因其结合了轮式和腿式移动的优点,在移动性和地形适应性方面表现出了显著的优势。

本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计与仿真过程。

二、设计概述新型轮腿式机器人设计以模块化、可扩展、高效率为原则,结合轮式和腿式的优点,实现对复杂地形的高效移动。

其结构主要包括机器人主体、轮腿系统、驱动系统和控制系统。

三、机器人主体设计机器人主体设计遵循轻量化、强度高的原则,采用高强度铝合金和轻质复合材料构成,保证在承受外部冲击的同时保持足够的运动性能。

主体内部安装有驱动系统和控制系统,保证机器人的运动和操作稳定。

四、轮腿系统设计轮腿系统是新型轮腿式机器人的核心部分,它包括轮式结构和腿式结构。

轮式结构用于平坦路面,提供稳定的高速移动;腿式结构则适用于复杂地形,如山地、沙地等,实现攀爬和跨越障碍的功能。

五、驱动系统设计驱动系统包括电机、传动装置和电池等部分。

电机负责驱动轮腿系统运动,传动装置则负责将电机的动力传输到轮腿系统,电池则为整个机器人提供电力。

考虑到机器人的续航能力和运动性能,我们选择了高效率的电机和电池。

六、控制系统设计控制系统是机器人的大脑,负责接收传感器信息并控制机器人的运动。

我们采用了先进的嵌入式系统技术,实现了对机器人的实时控制。

同时,我们利用传感器信息对机器人进行环境感知和自主导航,使机器人能够自主应对复杂的环境变化。

七、仿真实验与分析为验证新型轮腿式机器人的设计与仿真结果,我们利用虚拟仿真技术进行了多次实验。

仿真结果表明,该机器人在不同地形条件下均能表现出优秀的运动性能和地形适应性。

同时,通过实验数据分析,我们发现在高强度和高效率之间达到了良好的平衡。

八、结论新型轮腿式机器人的设计与仿真实现了机器人运动的多样性和高效性,有效解决了复杂地形下的移动问题。

全向移动机器人轮式移动机构设计设计

全向移动机器人轮式移动机构设计设计

1 绪论1.1 引言移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。

在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用,需要机器人以无线方式实时接受控制命令,以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动[1]。

移动机器人按照移动方式可分为轮式、履带式、腿足式等,其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。

按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。

而轮式移动机构的类型也很多,对于一般的轮式移动机构,都不能进行任意的定位和定向,而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能,实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态,在某些场合有明显的优越性;如在较狭窄或拥挤的场所工作时,全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。

另外,在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候,全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整[2]。

由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性,对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义,成为机器人移动机构的发展趋势。

基于以上所述,本文从普遍应用出发,设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台,该平台能够沿任何方向运动,运动灵活,机械手臂使之能够执行预定的操作。

本文是机器人设计的基本环节,能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。

1.2 国内外相关领域的研究现状1.2.1 国外全方位移动机器人的研究现状国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作,在车轮设计制造,机器人上轮子的配置方案,以及机器人的运动学分析等方面,进行了广泛的研究,形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。

这方面日本、美国和德国处于领先地位。

八十年代初期,美国在DARPA的支持下,卡内基·梅隆大学(Carnegie Mellon university,CUM)、斯坦福(Stanford)和麻省理工(Massachusetts Institute of Technology,MIT)等院校开展了自主移动车辆的研究,NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。

轮式移动机器人结构设计

轮式移动机器人结构设计

大学毕业设计说明书题目:轮式移动机器人结构设计专业:机械设计制造及其自动化学号:姓名:指导教师:完成日期: 2012年5月30日大学毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目:轮式移动机器人结构设计学号:姓名:专业:机械设计制造及其自动化指导教师:系主任:一、主要内容及基本要求1:了解轮式移动机器人的原理及其设计:2:CAD绘图设计,要求A0图纸一张,总共达到两张A0。

3:说明书,要求6000字以上,要求内容完整,计算准确:4:外文翻译3000字以上,要求语句通顺。

二、重点研究的问题1:轮式移动机器人转向机构的设计:2:轮式移动机器人电机的选型三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献[1] 吕伟文.全方位轮移动机构的原理和应用[A].无锡职业技术学院学报,2005,615-17.[2] 赵东斌,易建强等.全方位移动机器人结构和运动分析[B].机器人,2003,9.[3] 李瑞峰,孙笛生,闫国荣等.移动式作业型智能服务机器人的研制[J].机器人技术与应用,2003,1:27-29.[4] 杨树风.带有机械臂的全方位移动机器人的研制. 哈尔滨工业大学硕士毕业论文,2006.[5] 田宇,吴镇炜,柳长春.开放式三自由度全方位移动机器人实验平台[J].机器人,2002,24(2):102-106.[6] 闫国荣,张海兵.一种新型轮式全方位移动机构[J].哈尔滨工业大学学报,2001,33(6):854-857.[7] 吕伟文.全方位移动机构的机构设计[A].无锡职业技术学院学报,2006.12:03-12.[8] 高光敏,张广新,王宇等.一种新型全方位轮式移动机器人的模型研究[A].长春工程学院学报,2006,12.[9] 吴玉香,胡跃明.轮式移动机械臂的建模与仿真研究[B].计算机仿真,2006,1(05).[10] 付宜利,徐贺,王树国.具有新型轮式走行部的移动机器人及其特性研究.高技术通信,2004,12.[11] 付宜利,李寒,徐贺等.轮式全方位移动机器人几种转向方式的研究.制造业自动化,2005,10:5-33.[12] 滕鹏,马履中,董学哲.具有冗余自由度的新型护理机械臂研究.机械设计与研究,2004,1:3-32.[13] 孔繁群,朱方国,周骥平.一种机械手关节联接结构的改进设计[B].机械制造与研究,2005,5:2-16.[14] 蔡自兴编著.机器人原理及其应用. 中南工业大学出版社,1988.[15] 吴广玉,姜复兴编.机器人工程导论.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1988.大学毕业设计评阅表学号姓名专业机械设计制造及其自动化毕业论文(设计)题目:轮式移动机器人结构设计大学毕业论文(设计)鉴定意见学号:姓名:陈潮专业:机械设计制造及其自动化毕业论文(设计说明书)33 页图表8 张目录第一章绪论 (1)1.1国内外相关领域的研究现状 (1)1.2移动机器人的关键技术 (2)1.3课题研究意义 (3)1.4.论文主要完成工作 (4)第二章全向移动机器人移动机构设计 (5)2.1引言 (5)2.2机械设计的基本要求 (5)2.3全方位轮式移动机构的研制 (6)2.3.1移动机器人车轮旋转机构设计 (6)2.3.2移动机器人转向机构设计 (9)2.3.3电机的选型与计算 (11)2.4移动机器人车体结构设计 (14)2.5本章小结 (15)第三章机械材料选择和零件的校核 (16)3.1机械材料选用原则 (16)3.2零件材料选择与强度校核 (17)3.3本章小结 (19)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录一 (23)附录二 (28)第一章绪论1.1国内外可移动机器人的发展现状移动机器人是机器人学中的一个重要分支。

机械毕业设计1107轮式机器人结构设计

机械毕业设计1107轮式机器人结构设计

机械毕业设计1107轮式机器人结构设计
1. 引言
本文档旨在讨论机械毕业设计中的1107轮式机器人结构设计问题。

通过对机器人的结构设计,旨在实现机器人的稳定性、灵活性和可靠性。

2. 机器人结构设计要求
2.1 稳定性
设计目标是确保机器人在移动或承载负载时保持稳定,避免不必要的震动或倾斜。

2.2 灵活性
机器人应具备一定的灵活性,以适应不同的工作环境和任务需求。

2.3 可靠性
机器人的结构设计应考虑到长时间使用的可靠性,以减少故障和维修需求。

3. 结构设计方案
根据上述要求,提出以下结构设计方案:
3.1 轮式机器人底盘
采用四个轮子的底盘设计,以提供稳定性和平衡性。

每个轮子
应具备独立悬挂系统,以适应不平坦的地面。

3.2 主体结构
主体结构应采用轻量化材料,既要保证强度,又要减少机器人
的整体重量。

同时,考虑到灵活性,可以设计可拆卸的连接部件,
以便于维护和更换。

3.3 机械臂
机械臂应具备良好的运动范围和稳定性,以适应机器人的工作
任务。

采用多关节设计,以实现更灵活的操作。

4. 结论
通过以上结构设计方案,可以实现1107轮式机器人的稳定性、灵活性和可靠性。

在实践中,应结合具体需求和实际情况对结构进
行进一步的优化和调整,以达到最佳设计效果。

参考文献
[1] 参考文献1
[2] 参考文献2。

毕业论文设计--自循迹轮式移动机器人的控制系统设计论文

毕业论文设计--自循迹轮式移动机器人的控制系统设计论文

摘要随着社会发展和科技进步,机器人在当前生产生活中得到了越来越广泛的应用。

尤其是一种具有道路记忆功能、使用灵活方便、应用范围较广的轮式移动机器人。

本研究是一种基于瑞萨 H8单片机的自循迹轮式智能车的设计与实现,研究具有人类认知机理的环境感知、信息融合、规划与决策、智能控制等理论与方法,本文所述的智能车控制系统可以分为两个大的子控制系统,它们分别是方向控制系统和速度控制系统。

其核心控制单元为瑞萨公司 H8 系列 8位单片机 H8/3048F-ONE,系统采用反射式红外传感器检测赛道白线,在运行过程中能够识别赛道的不同情况,并能够根据信息反馈即时控制智能车的方向和速度,在预定的路径上进行快速移动。

智能车的设计要达到竞速和巡线的目的,竞速环节主要包括动力提供,速度控制两部分;巡线环节包括路面信息,转向控制两部分。

通过对智能车运动模型的建立与分析,本文详细阐述了方向控制系统与速度控制系统等重要控制系统的实现方法,使智能车能够完整通过直道、弯道、坡道和换道的过程,快速稳定的寻白线行驶。

关键词: H8单片机自循迹运动模型控制系统AbstractWith the social development and scientific and technological progress, Robot in the current production and life has been more widely used. In particular, the wheeled mobile robotis with memory function, used of flexible, wide range of application.This study is based on RenesasH8 MCU wheeled self-tracking design and realization of intelligent vehicle, Research of the theories and methods about environmental perception, information fusion, planning and decision-making and intelligent control which like Mechanism of human cognition. This intelligent vehicle control system described can be divided into two major sub-control system, They are the direction and speed control system. The core control unit for the Renesas H8 series of 8-bit microcontroller H8/3048F-ONE. System uses infrared sensors to detect track reflective white lines, during operation to identify the different circumstances circuit. And according to the feedback control the direction and speed of smart cars real-time. Fast moving on the predetermined path. Intelligent vehicle design to achieve the purpose of racing and the transmission line. Racing links include power provided and Speed control; Transmission line links including road information and steering control. Through the movement modeling and analysis on smart vehicle. This paper describes the direction and speed control system and other important realization. So the intelligent vehicle can through the straight, curved, ramp and lane changing process. Fast and stable searching the white lane.Key words:H8MCU self-tracking motion model control system目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1课题要求及总体设计方案 (2)1.1课题要求 (2)1.2课题主要内容及设计方案 (2)1.2.1课题主要内容 (2)1.2.2总体设计方案 (2)2系统硬件设计及实现 (4)2.1硬件组成及各部分作用 (4)2.2舵机的工作原理及驱动 (5)2.2.1舵机的工作原理 (5)2.2.2舵机的驱动 (6)2.2.3舵机的标定和修正 (7)2.3传感器的工作原理及控制 (8)2.3.1传感器的工作原理 (8)2.3.2传感器的采集及处理 (8)2.4电机的工作原理及驱动 (9)2.4.1电机的选择 (9)2.4.2电机的工作原理 (10)2.4.3电机驱动 (10)2.5车体结构 (11)2.5.1硬件电路板的功能需求分析 (11)2.5.2结构需求分析 (12)2.5.3赛道基本要求 (14)3系统软件设计 (15)3.1智能车的数学模型及其控制算法的实现目标 (16)3.2方向计算算法 (16)3.2.1弯道处理 (16)3.2.2换道处理 (17)3.2.3坡道处理 (17)3.2.4过渡处理部分 (17)3.3方向控制算法 (18)3.4速度控制算法 (20)3.4.1赛道分析 (20)3.4.2行驶策略 (20)3.4.3速度给定算法 (21)3.4.4速度闭环 (21)4智能车调试与注意事项 (22)4.1智能车的硬件调试 (22)4.2系统的软件调试 (22)4.2.1单元调试 (22)4.2.2系统的组装调试 (22)4.2.3系统调试 (22)4.3注意事项 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)绪论智能机器人具有识别、推理、规划和学习等智能机制,它可以把感知和行动智能化结合起来,因此能在非特定的环境下作业。

《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文

《2024年新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文

《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的进步和人类对未知世界的探索,机器人技术已经成为了现代社会的重要研究方向。

在众多机器人类型中,轮腿式机器人以其独特的移动方式和适应能力,逐渐成为研究的热点。

本文将介绍一种新型轮腿式机器人的设计与仿真过程,从需求分析、设计原理、结构组成、运动学建模、仿真实验等方面进行详细阐述。

二、需求分析在开始设计新型轮腿式机器人之前,我们需要明确其应用场景和功能需求。

本款机器人主要应用于复杂地形环境下的移动和作业任务,如山地、沼泽地等。

因此,其设计需满足以下要求:1. 良好的地形适应性:能够在复杂地形中自由移动,克服障碍物。

2. 高效的运动性能:具备较高的移动速度和负载能力。

3. 稳定的作业能力:在作业过程中保持稳定,减少误差。

三、设计原理新型轮腿式机器人采用轮腿结合的设计原理,即在传统轮式和腿式移动方式的基础上进行融合。

机器人具有可调节的腿部结构,在遇到障碍物时,可通过调整腿部姿态实现跨越;而在平坦地面上,则可通过轮式结构实现高效移动。

这种设计使得机器人能够在不同地形中灵活应对,具有较好的适应性。

四、结构组成新型轮腿式机器人主要由以下部分组成:1. 驱动系统:包括电机、传动装置等,负责机器人的动力输出。

2. 轮腿系统:包括可调节的腿部结构和轮式结构,实现轮腿结合的移动方式。

3. 控制系统:包括主控制器、传感器等,负责机器人的运动控制和环境感知。

4. 电源系统:为机器人提供稳定的电源支持。

五、运动学建模为了更好地研究新型轮腿式机器人的运动性能,我们建立了其运动学模型。

该模型主要描述了机器人在不同地形下的运动学特性,包括速度、加速度、运动轨迹等。

通过建立数学模型,我们可以对机器人的运动性能进行定量分析和优化设计。

六、仿真实验为了验证新型轮腿式机器人的设计效果和运动性能,我们进行了仿真实验。

仿真实验主要采用动力学仿真软件进行建模和仿真,通过输入不同地形数据和任务需求,观察机器人的运动过程和性能表现。

毕业设计说明书 胡朋飞07测控2班27号 轮式行走机器人设计

毕业设计说明书 胡朋飞07测控2班27号 轮式行走机器人设计

唐山学院毕业设计设计题目:轮式行走机器人设计系别:机电工程系班级:07测控(2)班姓名:胡朋飞指导教师:王天杰2011年6月8 日轮式行走机器人设计摘要本设计完成了一种基于自动导引小车原理的轮式行走机器人的设计。

该设计的最终效果是让机器小车能通过一系列红外线反射式光电传感器感知一种特制的导引跑道(该导引跑道由反光率高的白色背景和反光率极低的黑色导引线组成),自动寻找路径,并通过三个避障传感器实现避障的功能。

驱动电机采用直流电机,电机控制方式为单向PWM开环控制,控制核心采用51单片机控制系统,控制上采用一块单片机实现信号采集与显示、路线判断和电机控制等功能。

51单片机通过检测由一系列反射式光电传感器探测到的路况信息,按照载入单片机的算法向电机驱动电路发出控制电机转速和转向的指令,控制完成小车的启停、前进、后退、转向和调速等动作,最终使小车能平滑稳定地沿着导引跑道从一个地点向另一个地点的运动。

关键词:导引线反射式光电传感器 PWM 避障The Design of Wheeled RobotABSTRACTThis subject completed a design of wheeled car robot based on the principle of autopilot car. The final effect of this design is to let the machine perceive a special guidance runway(this guidance runway consist of a white background with high reflective rate and a black guide line with low reflective rate )through a series of infrared reflecting photoelectric sensor and find the path automatically and make the machine realize the obstacle-avoiding function . This system adopts DC motor as the drive motor, the mode of the motor control is one-way PWM open-loop control and the control core adopts 51_series microcomputer control system. In control, we can just use a piece of SCM (Single Chip Micyoco) to realize the function of signal acquisition, route judge and the motor control, etc.The SCM detects the traffic information detected by a series of sensors first, then sends corresponding instructions to motor driver circuit according the algorithm loaded, meanwhile, adjusts the car‟s stat-stop, moving, steering and adjust speed, etc. Finally make the car can arrive from one location to another location along the guidance runway.Keywords: Guide line; reflecting photoelectric sensor; PWM; obstacle avoidance目录1引言 (5)1.1 机器人技术简介 (2)1.2 轮式行走机器人设计简介 (2)2总体方案 (3)2.1 系统方框图介绍 (3)2.2方案论证与比较 (4)2.2.1轨迹探测模块设计与比较 (4)2.2.2数据存储比较 (6)2.2.3刹车机构功能方案比较 (7)3硬件部分设计 (7)3.1电源模块设计 (7)3.2轨迹探测传感器模块设计 (9)3.2.1 轨迹探测传感器的布局及工作方式 (9)3.2.2 TCRT5000的介绍及其工作原理 (10)3.3避障传感器模块设计 (12)3.3.1 避障传感器的布局及工作方式 (12)3.3.2 避障传感器E18-D80NK的介绍和工作原理 (13)3.4单片机模块设计 (14)3.4.1 单片机模块的整体介绍 (14)3.4.2STC89C52单片机的介绍 (14)3.5电机控制模块设计 (16)3.5.1电机控制模块的整体介绍 (16)3.5.2电机控制芯片L298N的介绍 (18)3.6 直流电机及减速箱简介 (19)3.7主电路图及电路板设计 (21)4模块的软件设计和调试 (23)4.1 系统软件设计说明 (23)4.2小车自动导引和避障的软件流程图设计 (23)4.2.1初始化模块 (23)4.2.2 PWM调速模块 (24)4.2.3避障模块 (25)4.2.4 道路识别模块 (26)4.2.5整体流程图 (27)5仿真与制作 (29)5.1 程序的编译调试与仿真 (29)5.2 小车的制作与调试 (31)5.2.1 制作说明 (31)5.2.2 电源模块的制作 (32)5.2.3 轨迹探测传感器模块的制作 (32)5.2.4 避障传感器模块的制作 (33)5.2.5 单片机模块的制作 (34)5.2.6 电机驱动模块的制作 (34)5.2.7 小车整体调试和问题的解决 (35)5.3 结论 (36)6结论与展望 (38)6.1 实现的功能 (38)6.2 使用价值 (38)6.3 展望 (38)谢辞 (40)参考文献 (41)附录 (42)外文资料 (48)1 引言1.1 机器人技术简介机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。

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Based on a mobile robot hardware architecture done a detailed feasibility analysis and design, and the corresponding calculation, checking, including driving wheel motor and steering wheel and the choice of motor drive circuit design; Gear design and verification; Selection and battery charging circuit programming; sensing part of the design; before and after the shock absorber systems, and to design the body and some mechanical structure design. It should also study the design of the robot, to discuss the design of the system reliability
摘要
本文首先对机器人的国内为发展现状做了介绍,同时根据设计要求对机器人的整体方案进行了分析,包括几何尺寸、驱动芯片的选择和程序的编制。然后从机器人性能要求的角度出发,分别对机器人的运动方式、模型结构和车体成型方式做了比较,最终确定了非完整约束轮驱四轮式移动结构模型——后轮同轴驱动,前轮转向的轮型机器人。
论文(设计)作者签名:日期:年月日
指 导 教 师 签 名:日期:年月日
摘要
Abstract
第1章绪论
1.1
移动机器人是机器人学中的一个重要分支。早在60年代,就己经开始有关于移动机器人的研究。关于移动机器人的研究涉及许多方面,首先,要考虑移动方式,可以是轮式的、履带式、腿式的,对于水下机器人,则是推进器。其次,必须考虑驱动器的控制,以使机器人达到期望的行为。第三,必须考虑导航或路径规划,对于后者,有更多的方面要考虑,如传感融合,特征提取,避碰及环境映射。因此,移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统。由于对移动机器人的研究,提出了许多新的或挑战性的理论与工程技术课题,引起越来越多的专家学者和工程技术人员的兴趣,更由于它在军事侦察、扫雷排险、核、化污染等危险与恶劣坏境以及民用中的物料搬运上具有广阔的应用前景,使得对它的研究在世界各国受到普遍关注。国外在移动机器人方面的研究起步较早,不管是在应用还是在研究方面,日本和美国都处于遥遥领先的地位。美国国家科学委员会曾预言:"20世纪的核心武器是坦克。21世纪的核心武器是无人作战系统,其中2000年以后遥控地面无人作战系统将连续装备部队,并走向战场”。为此,从80年代开始,美国国防高级研究计划局(DARPA)专门立项,制定了地面无人作战平台的战略计划。从此,在全世界掀开了全面研究室外移动机器人的序幕。
论文(设计)作者签名:日期:年月日
毕业论文(设计)版权使用授权书
本毕业论文(设计)作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文(设计)的复印件和电子版,允许论文(设计)被查阅和借阅。本人授权青岛农业大学可以将本毕业论文(设计)全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文(设计)。本人离校后发表或使用该毕业论文(设计)或与该论文(设计)直接相关的学术论文或成果时,单位署名为。
文章对移动机器人硬件结构做了详细的可行性分析及设计,并且做了相应的计算、校核,主要包括:驱动轮电机和转向轮电机的选择及其驱动电路的设计;齿轮的设计计算和校核;转向机构设计和车体的一些机械结构设计等。并且针对本设计所研究的机器人,设计了驱动模块。本设计中,采用增量式光电编码器测量移动机器人后轮的实时转速,进而通过特定算法得到实时电机驱动模块的PWM控制量,实现运动机器人运动的闭环控制。
Keywords:Wheeled Mobile Robot (WMR);Hardware;
NonholonomicConstraints;MoveModule
毕业论文(设计)诚信声明
本人声明:所呈交的毕业论文(设计)是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果,论文中引用他人的文献、数据、图表、资料均已作明确标注,论文中的结论和成果为本人独立完成,真实可靠,不包含他人成果及已获得或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
最后,本文对所作研究和主要工作进行了总结,并将设计的轮型机器人的结构进行联合调试。实验结果表明,该系统性能稳定、可靠,可控制性高,安全性高,达到了本设计的设计要求。
关键词:轮式移动机器人(WMR);硬件;非完整约束;驱动模块
Abstract
In this paper the development of robot profiles and classification made a presentation According to the design requirements of the robot's overall program for the analysis, including geometry, rapid movement, anti-jamming, operability and maintainability. Then robot performance requirements from the perspective, the robot's movement, Model structure and body molding form of a comparison, finalization of non-refoulement integrity constraint round four mobile model -- coaxial rear-wheel drive nose wheel steering the robot vehicle
Finally, we made to research and the main work of summing up and robot design models of the structure of the joint debuggingห้องสมุดไป่ตู้ Experimental results show that the system is stable, reliable, and can be controlled, safe, meeting the requirements of Design
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