1、目錄 1摘要 31 .移動機器人技術發展概況 41.1 機器人研究意義及應用領域 41.1.1 機器人的研究意義 41.1.2 機器人的應用領域 41.2 移動機器人的發展概況 51.2.1 移動機器人的國內發展概況 51.2.2 移動機器人的國外發展概況 52 .輪式移動機器人的結構設計 82.1 移動機器人的系統結構 82.2 輪式移動機器人主要結構 93 .輪式移動機器人的控制系統 133.1 控制系統硬件選型與配置 133.1.1 驅動電機的選型 133.1.2 伺服電機的選型 143.1.3 輪轂電機的選型 153.2 輪式移動機器人控制系統框架 194 .結論和總結 20致謝 22

2、參考文獻 24附錄 26移動機器人是機器人家族中的一個重要的分支，也是進一步擴展機器 人應用領域的重要研究發展方向。自上世紀九十年代以來，人們廣泛開展了 對機器人移動功能的研制和開發，為適應各種工作環境的不同要求而開發出 各種移動機構。論文內容包括四個部分：簡要介紹了移動機器人研究現狀、對所設計移 動機器人系統進行了描述、視覺導航輪式移動機器人底層硬件設計和視覺輪 式移動移動機器人的底層控制。論文詳細地介紹了移動機器人底層硬件系統元件的選型和原理電路圖的設計。我們選用 PIC16F877單片機作為下位機接收上位機傳來的命令和產 生驅動信號。步進電機的驅動電路采用兩個步進電機驅動器-L298 ,

3、驅動程序寫入PIC16F877單片機，通過程序控制步進電機的轉速和轉向。采用Propel設計了底層控制系統的原理圖和PCB版圖，采用Proteus進行程序和硬件系統的仿真。仿真結果表明：步進電機運行穩定、可靠性高，實現了對步進電機 的預期控制。關鍵詞：移動機器人；運動控制；PIC16F877 ;步進電機1 .移動機器人技術發展概況1.1 機器人研究意義及應用領域1.1.1 機器人的研究意義人們對于未知的探索總是充滿危險，而且人類的研究活動領域已由陸地擴 展到海底和空間，所以機器人的產生解決人類這一大難題。 利用移動機器人進行 空間探測和開發，己成為21世紀世界各主要科技發達國家開發空間資源的主

4、要 手段之一。研究和發展月球探測移動機器人技術， 對包括移動機器人在內的相關 前沿技術的研究將產生巨大的推動作用。移動機器人是一種能夠通過傳感器感知外界環境和自身狀態，實現在有障 礙物的環境中面向目標的自主運動， 從而完成一定作業功能的機器人系統。 本課 題選用輪式作為機器人平臺設計研究1,兩輪式機器人在國內外還處于剛剛起步 階段，其前景廣闊，適用性較廣，在教學、科研、野外作業、民用運輸方面有著 廣泛的應用前景，在反恐及其它尖端領域具有重大的應用價值。已經初步做出了 簡單的實驗模型，解決了輪式機器人的傳動機構難題。 該輪式機器人運動響應迅 速，具有高機動的零半徑轉向能力，并且在運動過程中不存在

5、失穩狀態。 攝像頭 的密封式結構可以將內部器件密封保護起來， 免受外界環境的影響，非常適合在 潮濕、多塵土、多輻射或有毒的環境中執行任務。1.1.2 機器人的應用領域從最早出現的機器人到現在涌現出的形態各異的移動小車，其移動機構的形式層出不窮，以美國、俄羅斯、法國和日本為首的西方發達國家己經研制出了多 種復雜奇特的三維移動機構，有的已經進入了實用化和商業化階段。面對 21世 紀深空探測的挑戰，對各種自主系統的研制是必須的，而移動機構又是各種自主 系統的最基本和最關鍵的環節。這些應用范圍包括工業生產、海空探索、康復和 軍事等。止匕外，機器人已逐漸在醫院、家庭和一些服務行業獲得應用。根據其功 能可

6、分為以下幾個功能：工業機器人、探索機器人、服務機器人、軍事機器人。 制造工業部門應用機器人的主要目的在于削減人員編制和提高產品質量。與傳統的機器相比，它具有兩個主要優點：1 .生產過程的幾乎完全自動化；2.生產 精選文檔，供參考！設備的高度適應能力。現在工業機器人主要用于汽車工業、機電工業（包括電訊 工業）、通用機械工業、建筑業、金屬加工、鑄造以及其它重型工業和輕工業部 門。在農業方面，已把機器人用于水果和蔬菜嫁接、收獲、檢驗與分類，剪羊毛 和擠牛奶等。這是一個潛在的產業機器人應用領域。機器人除了在工農業上廣泛 應用之外，還用于進行探索，即在惡劣或不適于人類工作的環境中執行任務。研 制其用來為

7、病人看病、護理病人和協助病殘人員康復的機器人能夠極大地改善傷 殘疾病人員的狀態2,以及改善癱瘓者（包括下肢及四肢癱瘓者）和被截肢者的 生活條件。地面軍用機器人分為兩類：一類是智能機器人，包括自主和半自主車 輛；另一類是遙控機器人，即各種用途的遙控無人駕駛車輛。 美國海軍有一個獨 立的水下機器人分隊，這支由精銳人員和水下機器人組成的分隊， 可以在全世界 海域進行搜索、定位、援救和回收工作。水下機器人在美國海軍中的另一個主要 用途是掃雷，如MINS水下機器人系統，它可以用來發現、分類、排除水下殘物 及系留的水雷。1.2 移動機器人的發展概況1.2.1 移動機器人的國內發展概況機器人在我國已被廣泛地

8、用于生產和生活的許多領域，按其擁有智能的水平 可以分為三個層次。一是工業機器人，它只能死板地按照人給它規定的程序工作， 不管外界條件有何變化，自己都不能對程序也就是對所做的工作作相應的調整.如果要改變機器人所做的工作，必須由人對程序作相應的改變，因此它是毫無智 能的.二是初級智能機器人.它和工業機器人不一樣，具有象人那樣的感受，識別， 推理和判斷能力.可以根據外界條件的變化，在一定范圍內自行修改程序，也就是 它能適應外界條件變化對自己怎樣作相應調整 .不過，修改程序的原則由人預先 給以規定.這種初級智能機器人已擁有一定的智能，雖然還沒有自動規劃能力，但 這種初級智能機器人也開始走向成熟，達到實

9、用水平.三是高級智能機器人.它和 初級智能機器人一樣，具有感覺，識別，推理和判斷能力，同樣可以根據外界條件 的變化，在一定范圍內自行修改程序.所不同的是，修改程序的原則不是由人規定 的，面是機器人自己通過學習，總結經驗來獲得修改程序的原則.所以它的智能高 出初能智能機器人.這種機器人已擁有一定的自動規劃能力，能夠自己安排自己的工作.這種機器人可以不要人的照料，完全獨立的工作，故稱為高級自律機器人 這種機器人也開始走向實用.1.2.2 移動機器人的國外發展概況輪式移動機構具有運動速度快、能量利用率高、結構簡單、控制方便和能借 鑒至今已很成熟的汽車技術等優點，只是越野性能不太強。但隨著各種各樣的車

10、 輪底盤的出現，如日本NASDAJ六輪柔性底盤月球漫游車LRTV俄羅斯TRANSMASH 的六輪三體柔性框架移動機器人 Marsokohod,美國CMU勺六輪三體柔性機器人 Robby系列以及美國JPL的六輪搖臂懸吊式行星漫游車 Rocky系列，已使輪式機 器人越野能力大大增加，可以和腿式機器人相媲美。于是人們對機器人機構研究 的重心也隨之轉移到輪式機構上來，特別是最近日本開發出一種結構獨特的五點 支撐懸吊結構Micros ,其卓越的越野能力較腿式機器人有過之而不及。輪式結構按輪的數量分可分為二輪機構、 三輪機構、四輪機構、六輪以及多 輪機構。二輪移動機構的結構非常簡單， 但是在靜止和低速時非

11、常不穩定。 三輪 機構的特點是機構組成容易，旋轉中心是在連接兩驅動輪的直線上， 可以實現零 回轉半徑。四輪機構的運動特性基本上與三輪機構相同， 由于增加了一個支撐輪， 運動更加平穩。以上幾種輪式移動機構的共同特點是它們所有的輪子在行駛過程 中，只能固定在一個平面上，不能作上下調整，因此，地面適用能力差。一般的 六輪機構主要就是為了提高移動機器人的地面適應能力而在其結構上作了改進， 增加了搖臂結構，使得機器人在行駛過程中，其輪子可以根據地形高低作上下調 整，從而提高了移動機器人的越野能力。歐盟在20002004年啟動的信息社會技術計劃中開展了探測火山環境的機 器人、用來評估地振危險性的爬行機器人

12、 （ROBOSENSEY昔助機器人的交互式博 物館臨場感（TOURBOT）項目研究。在火山爆發的發作階段觀測和測量火山活動 的相關變量最有意義，但對研究人員也是最危險的時刻。在1993年的一次火山口考察中，8名火山研究人員遇難。ROBOVOLC開發和測試一個自動化機器人系 統，在火山環境下進行探測與測量，可以幫助科學家遠離危險環境進行分析研究。 ROBOSENSEF發一臺能夠攜帶探傷儀器的移動機器人，對地振造成的建筑物結 構性損害進行檢測。TOURBOT目標是發一個交互式導游機器人，通過因特網實 現個性化的臨場感，同時TOURBOT夠在現場引導參觀游客。此外歐盟還開展了精選文檔，供參考!移動機

13、器人應用于人道主義排雷等研究。法國國家科學研究中心)于2001年中期，提出了一項有關機器人技術的大型國家計劃，稱作“機器人與人工體”。這 項跨學科的計劃涵蓋了機器人學中信息科學與技術方面的主要研究領域。Robe計劃對“感知器執行器”與認知功能進行跨學科的研究。實現這些功能在智能系 統內的集成，能夠在開放的、變化的環境中自主完成各種任務，實現智能機器人與人交互、通過學習改進其行為的功能。具體開展了移動式操作手，移動機器人 視覺定位，行星機器人1以及多移動機器人協作等研究。前蘇聯曾經在移動機器人技術方面居于世界領先的地位，Lunokhod-1是最早登上月球的遙控式移動機器人。 俄羅斯作為前蘇聯的繼

14、承者，在機器人技術領 域依然具有當雄厚的技術基礎，ROVE科技有限公(Rover Science & Technology Joint-stock CompanyLtd., RCL)f巴在開發空間機器人中獲得的經驗應用于開發 地面機器人系統，如極坐標平面移動車、爬行移動機器人、球形機器人、工作伙 伴平臺以及ROSA-移動車等。日本經濟產業省(Ministry of Economy,Trade and Industry, METI)1998年開始啟動了人形機器人技術研究計劃(HRP)。在這一年， 日本本田(Honda)公司展出了人形移動機器人的一個主要目標就是開發一個開放 體系結構的人形

15、機器人平臺(簡稱Open HRP)用來探索人形機器人的各種應 用.METI從2002年又啟動了一項國家項目一一 “21世紀機器人挑戰”，其中一個 三年的子項目是開發應用于機器人開放式結構的中間件)。中間件能夠對市場上銷售的各種機器人零件實現標準化，并且能夠更加容易地對這些零件進行系統集 成。更長遠的預期在于到2009年，實現機器人商品化(Commercialize),將機器 人的應用領域擴展到家庭(Home),醫療服務(Medical care)、災害救助(Disaster relief)。日本科技署(Japan Science and Technology Agency, JST) 于 20

16、02 年10月啟動了一項5年期限的項目，用于開發人道主義排雷的機器人技術，日 本產業界已開發出能實際應用的排雷機器人，并送往柬埔寨進行現場試驗。止匕外，日本也一直進行著有關月球探測的研究，計劃于2015-2020年在月球上建立一個小型基地，與該計劃相應的行星漫游車研究也很活躍。韓國科學技術部(Ministry of Science and Technology , MOSTF 1999 年 啟動的“ 21世紀尖端研究發展計劃” (21"Century Frontier R&D Program),包 括了服務機器人、惡劣環境中的機器人、微型機器人以及排雷機器人項目韓國信 息與通

17、訊部(Ministry of Information and Communication , MIC) 發布了 旨在 促進IT增長的9個優先發展領域(Top 9 IT Growth Sectors),其中智能化的服 務機器人被列為首位。美國在行星移動機器人以及軍用移動機器人的研究與應用方面投入了大量精選文檔，供參考！資金與科研力量。如：美國NASAJ持的火星探測計劃、美國國防部支持的無人戰 車研究計劃UGV(Unmanned Ground Vehicle)美國能源部的核廢料等危險品搜集、 搬運自主車研究計劃等項目，吸收 JPL, MIT AI Lab. CMU Robotics Institu

18、te 、 Georgia Tech Mobile Robot Lab, Naval Warfare Systems Center of San Diego 以Stanford Robotics Institute等許多知名大學與研究所的科研人員參與。最近的突出成果是2003年發射的火星漫游機器人一“勇氣”號與“機遇”號，它 們的頂部裝有全景照相機及具有紅外探測能力的微型熱輻射分光計，攜帶多種分析儀器對火星巖石紋理及其成分進行探測。2 .輪式移動機器人的結構設計現在主流的移動方式基本是輪式，腿式，和履帶式，但由于其各有各的優 點與缺點，現在的科學家越來越追求綜合性能的提高。輪式移動機構具有運動速

19、 度快、能量利用率高、結構簡單、控制方便和能借鑒至今已很成熟的汽車技術等 優點。2.1 移動機器人的系統結構整體車身結構是本小型輪式智能移動機器人所采用得。 車身通過軸與前后四 個車輪連接，使車身及承載物的重量能被四個車輪平均承受， 再平均分配給每個 車輪，從而使各車輪的受力均衡，提高整個車輛的承載能力。機器人的主要運動 結構為前后四個車輪及其相關機構。 前車輪為萬向輪，后車輪連接電機，可以分 別實現轉向和滾動。四個車輪的接地點呈矩形分布，使車身具有一定的穩定性。各個車輪各自通過一根軸跟車身相連， 通過簡單的機構傳動，可以使車實現協調 的運動。在車體上設有中央控制單元，實現對電機的運行控制。控

20、制模式考慮采 用自主導航和遠距離控制相結合的模式。車上設有傳感系統、導航系統、控制系 統，機器人本身具有一定自主導航能力， 可以實現自動避障。機器人自帶蓄電池 等能源設備，可以在一定時間段內實現能源的自動供給， 保證機器人在失去外部 電源的情況下能自動返回出發地。圖2-1系統結構原理圖2.2 輪式移動機器人主要結構車輪：一般來說，機器人越重，要求車輪的結構越堅固。 小于2磅的輕型機器人， 可以使用軟性泡沫塑料車輪。由于機器人的重量輕，軟性材料的變形還不至于太嚴重，而且 能在摩擦力很小時工作良好。超過2磅機器人，需要選用 質地更 為堅硬的材料做車輪，不充氣的中空橡膠輪胎能夠在610磅下工作。超過

21、10磅，就要考慮實心橡膠輪胎或者充 氣輪胎。而類似割草機的車輪，不管是實心 的還是充氣的，在機器人的重量接近40磅的場合都可以成為選擇的方案。機器 人超過40磅時，可以考慮試用諸如小型機車輪、 手推車輪，或者其他相似的高效 率的充氣輪胎。按照車輛理論的分析，車輪的直徑增大可以明顯提高機器人的越 障能力。但是，車輪直徑變大的同時，車輪表面所受的電機轉矩卻會下降。根據 車輛地面力學理論，剛性車輪的寬度越寬，車輪的土壤沉陷量越小，土壤的壓實 阻力也就越小。不過，車輪變寬后，機器人的轉向阻力也會變大。另外，增加車 輪的直徑比增加車輪寬度對減小壓實阻力更為有效。因此，必須根據實際情況設 定車輪直徑和寬度

22、，不能盲目加大車輪直徑和寬度。如圖2-2所示。圖2-2車輪示意2、攝像頭：攝像頭對于基于視覺導航的機器人來說是至關重要的。它要根據系統要求準確地分辨目標物（調色板），盡量降低誤判，漏判的機率，并有一 定的抗干擾能力。能對目標物定位，為機器人的運動控制提供參照物、 障礙物的 位置信息，并能滿足精度要求。滿足系統實時性的要求。機器人攝像機每秒鐘要 從比賽場地上攝取30幀圖像數據，如果視覺子系統達不到實時的要求，則系統所 處理的前后兩幀圖像數據差異太大， 不僅影響識別跟蹤的順利完成，而且也使動 作表現為反應遲鈍，所以視覺子系統的實時性越好，則系統反應越快。如圖 2-3 所示。圖2-3機器人攝像頭精選

23、文檔，供參考!3 、萬向輪：萬向輪能夠在許多不同的方向移動，左右車輪的小光盤將全力 推出，但也將極大的方便橫向滑動。 這是一個建立完整的驅動器的方法。 全輪可 以像一個正常的車輪或使用滾輪的輾側向滾動。其膠輾提供了極大的扣人心弦。 它適用於在使用機器人，手推車，轉移輸送機，貨運車，行李。全方位車輪將提 供完善的性能，當集成與傳統的車輪。例如，您可以使用兩種傳統的車輪中心車 軸和四個全方位前軸和后軸車輪，以建立一個六輪車輛。全方位輪移動和旋轉， 這是很容易的方向控制和跟蹤，并盡可能快地轉動。全方位輪無需潤滑或現場維 護和安裝選項是非常簡單和穩定。 全方位輪通常可以大致可以分為 2種類型：一 類是

24、單盤的全方位輪，一個是雙排的全方位輪。單盤全方位輪的被動輾的單盤， 而雙板的全方位輪被動輾有兩個板塊是相互尊重， 旋轉稍。相比單盤的全方位輪， 雙板的全方位輪滾筒之間沒有死區的優勢。如圖 2-4所示。圖2-4萬向輪3 .輪式移動機器人的控制系統移動機器人的運動控制系統是機器人系統的執行機構，對系統精確地完成各 項任務起著重要作用，有時也可作為一個簡單的控制器。構成機器人運動控制系 統的要素有：計算機硬件系統及控制軟件、輸入/輸出設備、驅動器、傳感器系統。3.1 控制系統硬件選型與配置3.1.1 驅動電機的選型步進電機是數字控制電機，它將脈沖信號轉變成角位移，即給一個脈沖信號， 步進電機就轉動一

25、個角度，因此非常適合于單片機控制。步進電機可分為反應式 步進電機(簡稱VR)、永磁式步進電機(簡稱PM和混合式步進電機(簡稱HB。步進電機區別于其他控制電機的最大特點是，它是通過輸入脈沖信號來進行控制的，即電機的總轉動角度由輸入脈沖數決定，而電機的轉速由脈沖信號頻率決定。步進電機的驅動電路根據控制信號工作，控制信號由單片機產生。具基本原理作用如下：(1) 控制換相順序通電換相這一過程稱為脈沖分配。 例如：三相步進電機的三拍工作方式，其 各相通電順序為A-B-C D,通電控制脈沖必須嚴格按照這一順序分別控制A,B,C, D相的通斷。(2) 控制步進電機的轉向如果給定工作方式正序換相通電，步進電機

26、正轉，如果按反序通電換相，則 電機就反轉。(3) 控制步進電機的速度如果給步進電機發一個控制脈沖，它就轉一步，再發一個脈沖，它會再轉一 步。兩個脈沖的間隔越短，步進電機就轉得越快。調整單片機發出的脈沖頻率， 就可以對步進電機進行調速。步進電機是依靠有序的步進脈沖運動的，利用單片機控制步進電機運動是非 常適合的。整個系統包含 PIC16F877,步進電機驅動器L298和步進電機。本設 計是單片機控制兩臺步進電機。PIC16f877單片機的作用是接受命令，完成相應 的功能，并作為脈沖邏輯分配器，輸出步進電機所需要的時序脈沖。步進電機可 以向任意方向旋轉和停止，實現了所謂“位置控制”的動作。每個輸入

27、脈沖決定 了步進電機轉動的角度。步進電機只是根據輸入脈沖數旋轉和停止，適合于位置 控制，把運動所必需的脈沖數，以動作所需要的速度輸入給電機， 就能夠正確的 控制位置而運動。步進電機的運行要有一個電子裝置進行控制，這個裝置就是步進電機驅動器，它是將控制系統發出的脈沖信號放大以驅動步進電機。步進電機的轉速與脈沖信號的頻率成正比，控制脈沖信號的頻率可以對電機精確調整；控制脈沖數可 以對電機精確定位。選擇步進電機為移動機器人驅動電機。 上層系統計算移動機 器人的角度和距離等信息傳給下層系統， 通過分析得到機器人的運動狀態，計算 等到輪子的步數等。完成軟件的編寫，實現了對步進電機的預期控移動機器人的 兩

28、個重要部分（視覺處理和運動控制）。3.1.2 伺服電機的選型所有的主控制功能是彳處理器，驅動為 DA模擬轉換器，以產生一個模擬扭 矩需求信號。從這個角度上，這臺機器非常很像一個模擬伺服放大器。反饋的信 息是來自隸屬該電機軸的一個編碼器。 編碼器生成脈沖流可確定傳輸路程， 并通 過計算脈沖頻率，是可以測定轉速的。數碼驅動通過求解一系列的方程式， 履行同樣類似的功能。微處理器是與數 學模型（或“算法”）的等效的編程模擬系統。這模型預測系統的行為。它響應 一個給定輸入的信號并產生速度。它同樣也考慮到額外信息如輸出速度， 速率轉 變中的投入和各種調校設定。解決所有方程需數額需有限的時間，即使是一個快

29、速的處理器一次處理通常也是100ms和2ms之間。在此之間，在改變輸入或輸出， 先前的計算值將有沒有回應時，扭矩要求必須保持恒定。因此更新時間成為數字 伺服和一臺高性能系統關鍵的因素，它必須保持及時更新 4。調試數字伺服電機 可按鈕或從一個計算機或終端調試。電位器調整是涉及的。調試數據是設置在伺 服算法的各種系數，因此，它決定了系統的性能。即使如果調諧進行使用按鈕， 終值也可以上傳到終端，讓其進行簡單的重復。在某些應用中，因負載慣量各異，例如一個機器手臂卸載后又帶有沉重的負 荷。改變慣性可能是一個系數為 20或以上，而這樣的變化需要該驅動器重新調 整，以保持其穩定。這只不過是在操作系統的適當點

30、通過發送新的調試參數來實 現的。3.1.3 輪轂電機的選型圖3-2為輪子的示意圖，設移動機器人與跟蹤物體的原始距離為Li ,上層系統傳送移動機器人與跟蹤物體的距離為L2 ,則移動機器人運動的距離為L=L2-Li。設計選用步進角為1.8°的步進電機。輪子轉動的角度為：仃=且(3-1)R步進電機的步數位：n(3-2)1.8當Li = L2時，機器人不運動，步進電機沒有轉動。圖3-3為移動機器人直線運動示意圖，當移動機器人的上層傳達一個角度為 a=0°時，在直角坐標系上，沒有往 X軸上有分量，移動機器人則直線運動。當 L>0時，移動機器人前進。當L<0時，移動機器人后

31、退。當移動機器人直線運動 時，左輪和右輪保持相同的速度運動和轉向5。則輪子移動的距離就是移動機器 人與跟蹤物體的距離。則步進電機的步數位：(3-3)L n 二1.8R圖3-4為機器人前進并轉彎運動示意圖，當機器人上層系統傳送“機器人旋 轉a0和L>0”的命令時，則移動機器人從 X1-Y1坐標系運動到X2-Y2坐標系。移動機器人先完成轉彎在進行前進。 在轉彎時，從圖可知左輪為正轉，右輪為反轉。輪子移動的距離為:S=ax r(3-4)則輪子移動的角度為:a rCT =R(3-5)則驅動步進電機的脈沖數為:a rn 二1.8 R(3-6)轉彎完成后，移動機器人為直線運動。左輪為正轉，右輪為正轉

32、。公式參考 4-3.移動機器人前進左轉和后退轉彎時，我們可以參照前進右轉時計算。對本類移動機器人的控制就是通過控制算法求出輪子的步速，通過改變單片 機輸出的脈沖波，完成對移動機器人的底層控制。3.2輪式移動機器人控制系統框架控制系統總體設計方案：(1)微處理器模塊：是控制系統的核心，包括微控制器及其相關外圍電路主要進行 各種信息、數據的處理，協調系統中各功能模塊完成預定的任務；(2)驅動模塊：控制機器人系統中的舵機和傳感器模塊預定的任務 ；實現舵機速度 和位置的控制，完成前進、后退、直行、轉彎、避障、抓取等動作；傳感器模塊：有速度、位置、距離、聲音等傳感器，主要負責移動機器人移動 過程中的障礙

33、物、聲音等檢測；(4)電源模塊：負責整個移動機器人的電源供給，使系統能離線運動，主要由 12V 蓄電池及相關調壓穩壓電路組成；(5)用口通信模塊：根據RS2321信標準與上位機進行串口通信；(6)JTAG調試：可以實現在線編程、調試仿真。精選文檔，供參考！圖3-5運動控制系統流程圖4.結論和總結經過我閱讀一些關于移動機器人的文獻資料，設計出了一種輪式移動機器人。移動機器人技術是當今科學研究領域的前沿，在這方面的研究工作，也正隨著移動機器人越來越多地走進人類的世界， 而更加受到了國內外科學家和研究學 者們的關心和熱愛。研究與開發集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行 等多種功能于一體的移動機

34、器人的綜合控制系統，勢在必行。本文針對基于多傳 感器的輪式移動機器人行為控制技術，對移動機器人硬件和軟件體系結構、機器 人結構設計、運動控制零部件等方面展開了深入的研究和探討，提出了一個運動 控制的方案，并應用于移動機器人行為控制系統。本論文學習了一個輪式移動機器人的一些基本結構以及輪式移動機器人的 一些用途。本論文完成的主要工作包括以下幾個方面：1 、簡要的介紹了移動機器人的歷史和在國內外的現狀。從總體上介紹了視 覺導航；2 、選擇步進電機為移動機器人驅動電機。上層系統計算移動機器人的角度 和距離等信息傳給下層系統，通過分析得到機器人的運動狀態，計算等到輪子的 步數等。完成軟件的編寫，實現了

35、對步進電機的預期控移動機器人的兩個重要部 分（視覺處理和運動控制）。3、選擇電路元彳單片機 PIC16F877、步進電機驅動器 L298、穩壓電源 LM7805完成了底層控制原理圖的設計。設計應用了 propel99SE軟件制作電路 圖并完成PCBK圖的設計。由于自身知識的匱乏，我查閱了許多資料，最終簡單的設計了控制系統的框 架，并沒有對內部指令等進行編輯。希望以后能夠學習此方面的知識。精選文檔，供參考!致謝首先感謝曹老師給我這次機會做這個設計，并且曹老師對知識追求孜孜不 倦、精益求精的治學態度，給我留下了深刻的印象，也使我在大學學習期間受益 匪淺。感謝我所有的同學，一直以來大家共同努力、共同

36、進步，遇到困難互相幫助、 互相勉勵，一齊前進。感謝機械系所有老師大學期間在我學習及工作方面的關心 與幫助。他們對我的悉心指導和無微不至的關懷將使我終身難忘。感謝所有幫助過我，和我所結識的所有的人們，是你們一起成就著我的人生。課程設計過程中， 不免遇到許多問題和困難，但是曹老師都細心認真為我解答，她認真負責的工作 態度、嚴謹的治學風格深深感染了我，從一開始的毫無頭緒，無從下手，到后來 對各部分的理解，曹老師的指導對我都是十分重要的。首先她給了我很大的自由 空間和充分的信任，促使我在設計方面進行自己的思考， 其次在細節上又能循循 善導，提出我設計的不足和改進辦法，使我認識到自己需要提高的地方， 讓

37、我的 設計做的更加有條有序，對我以后的學習也會有很大幫助。另外，在校圖書館查 找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。最后，再次感謝所有在設計中曾經幫助過我的良師益友和同學，以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。精選文檔，供參考!1王文學，孫萍，徐心和.足球機器人系統結構與關鍵技術研究J.控制與決策，2001,16(2) : 233-235 .2柳洪義，宋偉剛.機器人技術基礎M.北京：冶金工業出版社，2002. 16-29,49-50,165-174 .3祖莉，王華坤.智能移動機器人運動控制系統及算法的設計J.機器人技術與應用，2002, 24(5): 39-42.4王福

38、瑞.單片機微機測控系統設計大全M.北京航空航天大學出版社,1998.5王鴻桂.步進電機控制技術入門M.同濟大學出版社，1990.6孫迪生，王炎.機器人控制技術M.北京：機械工業出版社，1997. 45-56 .精選文檔，供參考!程序LISP=16F877#INCLUDE<PIC16F877>PCLEQU 02HSTATUSEQU 03HPORTCEQU 07HPORTDEQU 08HTRISCEQU 87HTRISDEQU 88HINTCONEQU 0BHCCP1IFEQU 2HCCP1CONEQU 17HCCPR1LEQU 0EHCCPR1HEQU 0FHPIR1EQU 0CHPIR2EQU 0DHTMR1LEQU 0EHTMR1HEQU 0FHADRESHEQU 1EHADCON0EQU 1FHPIE1EQU 8CHPIE2EQU 8DHADCON1EQU 9FHT1CONEQU 10HRP1EQU 06HRP0EQU 05HZEQU 02HCEQU 00HTMR1IFEQU 00HDATA1EQU 20HDATA2EQU 21HTEMPEQU 22HW_TEMPEQU 25HS_TEMPEQU 26HSCALEREQU 2