过程。机器人的设计首先需作总体方案设计,包括机械和电气两部分。根据机械基础知识,从整体上来讲,机械结构设计必须与机器人所要完成的功能相适应。机械部分设计主要桂林电子科技大学毕业设计论文报告用纸第页共页包括底盘设计尺寸选择驱动方式设计电机选择等电气是机器人最重要的部分,直接影响着机器人功能的实现与否。击鼓机器人要求完全自动控制,必须采用单片机为控制核心,它类似于机器人的大脑,接收和处理所有外界信息,指挥并控制机器人的所有动作。运动的准确性和平稳性是击鼓机器人的难点,它要求击鼓机器人具有很快的响应。目前,机器人技术已日趋成熟,机器人快速响应系统可通过各种各样相应的算法可提高。传感器把接收到的外部信息输入到单片机,再通过软件进行各种算法的计算和控制,从而单片机发出命令击鼓机器人。软件编程控制击鼓机器人功能,使击鼓机器人作更快速和准确。总体方案设计框图如图所示。图机器人总体制作过程根据以上的制作流程图,结合我的设计任务书要求,我主要偏向于电路设计和程序设计,至于机械结构只要简单介绍和了解。因此把设计分为两大部分硬件电路部分和软件部分,并分别进行论证,对多种方案进行比较论证后,选出个最佳的方案,最后再进行软件部分的设计。机器人底盘方案设计机器人行进的形式,目前已有很多种,比如行走式,履带式,前轮偏向后轮驱动,后轮差动式等等,不同的行进方式,会使机器人有不同的姿态,通过以下的介绍可以选出适合此清洁机器人设计的方案。总体设计机械,电气,软件机械总体设计软件整体设计电气总体设计各方案确定材料制作零件加工机构组装各方案确定原理图制作制作各模块整合了解各芯片操作子程序编写程序整合总装整合,调试配合抬轿机器人和自动机器人桂林电子科技大学毕业设计论文报告用纸第页共页方案行走式简图图行走机器人简图行走式,能够在平地上凹凸不平的地上步行,能上下台阶,其粗糙路面性能较好,好的关节,稳定好的牵引力。这种方式适用于做表演性的机器人,比如舞蹈机器人。这种方案的缺点是不能原地转动,速度慢,控制复杂,移动困难,操纵性差,机械复杂,电机性能要求严格,价格昂贵。且其它机构不易安装,会带来很多麻烦。方案移动方式为履带式简图履带驱动轮从动轮导向轮图移动方式图这种形式在玩具中是常见的,履带式移动方式的特点是运动平稳,适合爬坡度比较大的地方,这是轮式所做不的。但缺点是加工制作比较麻烦,履带般是需要到市场上购买的,且摩擦力很大能量损耗大。且活动不灵活。方案前轮偏转后轮驱动移动式简图图底盘移动方式可以实现车体任意的定位和定向,可以做到零回转半径。特别是能通过将轮向正交速度方向实现急停。车底盘轮驱传动装置舵机和控制盒的行走信道共同组成行桂林电子科技大学毕业设计论文报告用纸第页共页走系统。但由于前后启动惯性不样,导致机器人的不平衡,特别是重心高的机器人。且使用的电机多,功耗也大,不实际。击鼓机器人驱动控制部分的设计。反复进行机器人运动实验,确保电机驱动模块的参数设置正确,使电机的电气性能和机械性能致,实现快速准确定位。能够同时击打个胜利鼓。感知抬轿同伴的意图,轿子落地能够自动启动运行,尽快完成击鼓。击鼓机器人运动分析为了更好地设计击鼓机器人,就必须对比赛的运动路径及运动要求有很好的了解。下面先介绍下在整个比赛中击鼓机器人的任务。在竞赛纲要中对击鼓机器人是这样描述的旅客自动机器人击鼓机器人在到达的目标区时必须击打面胜利之鼓,个传统的日本鼓垂直安排于个平台上。第个击打了所有的面鼓的队伍为胜方。但在此之前,击鼓机器人要和抬轿起顺利快速平稳地运动击鼓台前,在确定了是正确的位置后,击鼓机器人才击鼓。综合分析,击鼓机器人的运动主要分为个主要设计要点安全上轿包括自动检测抬轿机器人的到来,准备上轿,检测已经上好时,并停止运动。自动控制平衡在抬轿机器人和击鼓机器人起运动的过程中,尤其是穿越山川时,击鼓机器人在抬轿机器人会不平衡摇晃,为保证击鼓机器人不至晃动掉落,应设计使其具有有自动控制平衡的功能。下轿迅速找准位击鼓在抬轿机器人停下时,击鼓机器人应迅速下轿,并检测正确的位置,并击豉。电机驱动电路方案分析方案继电器驱动选用型固态继电器,固态继电器与普通继电器相比,是种没有机械运动,不含运动零件的继电器,但它具有与机电继电器本质上相同的功能。是种全部由固态电子元件组成的无触点开关元件,他利用电子元器件的点,磁和光特性来完成输入与输出的可靠隔离,利用大功率极管,功率场效应管,单项可控硅和双向可控硅等器件的开关特性,来达到无触点,无火花地接通和断开被控电路。固态继电器有寿命长可靠性高灵敏度高控制功率小电磁兼容性好快速转换电磁干扰小的优点。型继电器输入电流为,电压,额定输出电流,输出电压范围宽为,满足项目的要求。图型继电器实物图片在直流电机电枢上加上定幅度的直流电压,电机便开始旋转改变电压方向,电机转向也随之改变。如果电机以恒速运动,不调速可以采用个简单的电路来控制正反向,它采用两个继电器作为控制弱电到驱动电机的强电之间的转换器。正反转控制开关断开,电源开关闭合时,电机正转反之电机反转。两开关同时断开,电机停转。两开关同时闭合是不允许的,从电路可看出,这会导致电源短路。电路原理如图所示。桂林电子科技大学毕业设计论文报告用纸第页共页图直流电机的简单双向控制及继电器图方案场效应管桥实现电机驱动本方案是用桥实现对电机的控制,用个增强型的沟道场效应管和个增强型的沟道场效应管组成桥,电路如下图所示,控制部分和桥部分用了光耦隔离,光耦采用的是常见的,选用电流传输比为。由于增强型场效应管是压控器件,而且沟道和沟道的栅极导通电压不同,在栅极端用极管做成个反相器,个输入可以控制组场效应管,可以减少口。在每个场效应管端都并上个续流极管以吸收电机线圈产生的续流,而保护场效应管。桂林电子科技大学毕业设计论文报告用纸第页共页图桥电机驱动图方案直流伺服驱动器伺服系统在机电设备中具有重要的地位,高性能的伺服系统可以提供灵活方便准确快速的驱动。随着技术的进步和整个工业的不断发展,拖动系统的发展趋势是用交流伺服驱动取代传统的液压直流步进和变频调速驱动,以便使系统性能达到个全新的水平,包括更短的周期更高的生产率更好的可靠性和更长的寿命。所以本方案采用直流伺服驱动器,如图所示。它的适用范围如下驱动有刷永磁直流伺服电机,空心杯永磁直流伺服电机,力矩电机最大连续电流,最大峰值电流直流电源功率瓦以内,过载能力达瓦速度位置的象限控制,增量式编码器反馈。伺服驱动器主要功能输入模拟信号进行速度控制输入信号进行速度控制通过口进行速度控制通过口进行位置控制输入脉冲方向信号进行步进模式控制过流过载过压欠压保护温度保护超调失调保护,动态跟踪误差保护。桂林电子科技大学毕业设计论文报告用纸第页共页图接口定义图型综合比较以上种方案的优缺点,方案能简单的控制电机正反转,实现敲鼓机器人的行走灵活的目的。使用的元器件也比较简单,能很好地控制。但该方案不能实现对电机的调速,且继电器的通断次数过于频繁时,会给继电器带来损害,噪声也较大。方案能够简单实现电机的正反转,满足敲鼓机器人行走要求,使用元器件也不算多,有个优点就是能够使用调节脉宽的方法来对电机进行调速。电机驱动电路控制电路用光耦隔离,提高电路的可靠性。可以采用相互独立的电源供电。以确保控制器正常运行,进而以保证整个系统正常工作。但是作为个要求在赛场上以速度的准确较量的机器人而言来说,再者机器人的重量也有,因此这个方案的稳定性和功率还不能够达到要求。对于方案我们通过以上的说明的技术指标,电机额定电流能够达到,最大有,的额定功率,最大有。而且有种控制方式如输入模拟信号进行速度控制输入信号进行速度控制通过口进行速度控制通过口进行位置控制输入脉冲方向信号进行步进模式控制同时还要电机有增量式编码器反馈。击鼓机器人驱动控制部分的设计。反复进行机器人运动实验,确保电机驱动模块的参数设置正确,使电机的电气性能和机械性能致,实现快速准确定位。能够同时击打个胜利鼓。感知抬轿同伴的意图,轿子落地能够自动启动运行,尽快完成击鼓。击鼓机器人运动分析为了更好地设计击鼓机器人,就必须对比赛的运动路径及运动要求有很好的了解。下面先介绍下在整个比赛中击鼓机器人的任务。在竞赛纲要中对击鼓机器人是这样描述的旅客自动机器人击鼓机器人在到达的目标区时必须击打面胜利之鼓,个传统的日本鼓垂直安排于个平台上。第个击打了所有的面鼓的队伍为胜方。但在此之前,击鼓机器人要和抬轿起顺利快速平稳地运动击鼓台前,在确定了是正确的位置后,击鼓机器人才击鼓。综合分析,击鼓机器人的运动主要分为个主要设计要点安全上轿包括自动检测抬轿机器人的到来,准备上轿,检测已经上好时,并停止运动。自动控制平衡在抬轿机器人和击鼓机器人起运动的过程中,尤其是穿越山川时,击鼓机器人在抬轿机器人会不平衡摇晃,为保证击鼓机器人不至晃动掉落,应设计使其具有有自动控制平衡的功能。下轿迅速找准位击鼓在抬轿机器人停下时,击鼓机器人应迅速下轿,并检测正确的位置,并击豉。方案设计及方案论证设计就是根据题目的要求而对硬件和软件进行规划,并选择最合适的硬件电路和软件程序来达到目的。在整个设计中,方案认证是整个设计的最终结果的体现。总而言之,设计和认证就是把你的设计思想的过程。机器人的设计首先需作总体方案设计,包括机械和电气两部分。根据机械基础知识,从整体上来讲,机械结构设计必须与机器人所要完成的功能相适应。机械部分设计主要桂林电子科技大学毕业设计论文报告用纸第页共