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（答辩稿）智能清障小车设计（CAD图纸+DOC论文）

智能清障小车设计摘要图红外对管电路框图方案三采用型光电对管。是种体化反射型光电探测器，其发射器是个砷化镓红外发光二极管，而接收器是个高灵敏度，硅平面光电三极管。主要应用在游戏机复印机和办公自动化等设备中。其优点是体积小结构紧凑较高灵敏度。其缺点是测距有限，只有。电路框图如图所示，该方案使用电路简单，编程也容易。综合比较三种方案，根据制作的难以程度等因素，我们最终采用方案三。.系统最终方案经过反复论证，我们最终确定了如下方案车体用购买的金属材料四轮驱动小车。电动机械手作为清障工具。采用点触开关监测路面障碍。采用单片机作为主控制器。通过双电源为系统供电稳压电源方面为电机供电，另方面经降压后为舵机以外的其它模块供电干电池直接供舵机使用。作为直流电机的驱动芯片。采用型光电对管进行路面信息采集。系统的结构框图如图所示。图系统结构图第章智能清障小车硬件设计.系统硬件电路介绍本课题设计的智能小车硬件系统主要包括机械和电气两部分，机械部分主要有障碍物监测模块和障碍物清理模块电气部分主要有单片机最小系统供电模块寻迹模块直流电机驱动模块。障碍物监测模块顾名思义，就是实时进行黑线上障碍物的监测工作，主要通过点触开关结合图中第部分的电路，实现该模块监测障碍物的功能障碍物清除模块主要通过舵机驱动的机械手清除障碍物单片机最小系统相当于“大脑”,是整个电路的控制核心供电模块为整个系统提供电源寻迹模块相当于“眼睛”，为小车寻找道路上的黑线直流电机驱动模块相当于“脚”，控制小车的进退与转向。图系统电路原理图.单片机最小系统.供电单元.寻迹单元.直流电机驱动模块.监测障碍物模块.障碍物监测模块介绍通过方案论证，系统最终确定采用点触开关作为障碍物检测传感器，小车在黑线上行驶的过程中，通过点触开关的开闭状态判断道路上是否有障碍物，障碍物监测电路如图所示。点触开关闭合时，检测指示灯发光，此时引脚为低电平，触发了单片机的外部中断，从而控制机械手工作断开时，检测指示灯不发光，引脚为高电平，不能触发外部中断，表明黑线上无障碍物，机械手不工作。图障碍物监测电路点触开关的安装位置如图所示，当障碍物进入夹持器并触碰开关后，就能触发单片机的中断，使整个系统停止当前切动作，进入中断执行清除障碍物程序。若点触开关的安装位置太靠前，则触发中断的时候障碍物还未进入夹持器，机械手就开始动作，无法实现清障功能若点触开关安装太靠后，即触头不在夹持器范围内，这样导致点触开关始终处于断开状态，障碍物监测模块和障碍物清理模块都无法正常工作。图点触开关安装位置.障碍物清理模块介绍机械手介绍电动机械手是种利用电机驱动并能夹持物体的机构。考虑到本课题设计的模型体积小重量轻，且机械手安装于车体头部，为了防止车体前后不稳，机械手重量不能太大，故机械手材料采用优质工程塑料制作，抓取的物体最大直径为，夹持器张开后长度为，闭合后长度为。本设计清障的方案是第步，障碍物监测模块发现障碍物第二步，机械手加紧障碍物第三步，小车向黑线外运动，将障碍物推出黑线，此时松开机械手，小车回到黑线继续运动清障过程详细参见图图图。整个过程只是通过机械手夹住障碍物，而不是仅仅通过机械手就达到清障目的，故设计中的机械手只起到夹持物体作用，对其要求只有夹持器范围，夹持力并无要求，只要夹住便可，设计模型使用的机械手见图。机械手控制电路介绍本课题设计的机械手通过个舵机驱动，控制电路如图红圈中所示，所使用的单片机先接上拉电阻，然后直接与舵机的信号线连接即可。由于单片机口提供的电流有限，无法驱动机械手使用的舵机，所以通过上拉电阻，为舵机提供足够大的驱动电流。图舵机控制电路舵机电路虽然简单，但编程还是比较复杂的。舵机必须通过信号控制，具体的数据如图智能清障小车设计摘要智能,清障,小车,设计,毕业设计,全套,图纸摘要智能小车在自动化生产线仓库管理机器人服务环境监测航空航天等领域有广泛的应用。本文介绍了款集自动寻迹障碍物监测障碍物清除等功能于体的智能小车。智能小车采用单片机为系统控制核心，利用反射式光电传感器检测识别黑线，通过比较器反馈高低电平信号给单片机，从而控制直流电机的运动，实现寻迹功能。安装于车体前端的点触开关实时监测黑线上的障碍物，旦触发开关，拉低所接单片机口，触发外部中断，从而控制机械手夹持障碍物，配合小车运动，达到清除障碍物的目的。本课题研制的智能小车样机实验证明了本文叙述的技术方案的有效性和正确性，可以为今后全国及省内电子大赛提供宝贵的经验。关键词单片机传感器循迹清障摘要第章绪论.智能化小车发展现状与趋势课题背景移动式机器人在国内外研究现状.研究的目的和意义.研究的内容第章智能清障小车系统.系统总体方案.系统方案论证车体方案论证小车结构方案论证障碍物清理单元方案论证控制器方案论证供电单元方案论证障碍物识别单元方案论证运动单元方案论证循迹单元方案论证.系统最终方案第章智能清障小车硬件设计.系统硬件电路介绍.障碍物监测模块介绍.障碍物清理模块介绍机械手介绍机械手控制电路介绍.单片机最小系统介绍单片机简介单片机使用资源规划.供电模块介绍.寻迹模块介绍.直流电机驱动模块介绍第章智能清障小车软件部分.软件开发平台.软件开发调试舵机工作程序仿真直流电机工作程序仿真.系统软件流程.寻迹软件流程.障碍物检测及清理软件流程第章系统测试.测试场景介绍.实际测试过程.测试结果分析结论致谢参考文献附录附录第章绪论.智能化小车发展现状与趋势课题背景肩负着人类探测火星使命的“勇气”号和“机遇”号分别于年月日和月日在火星不同区域着陆，并于年月日和年月日相继通过所有“考核标准”。美国宇航局的孪生火星车探测计划至此正式宣告取得圆满成功。美国宇航局科学家和工程师先设立了系列硬指标，作为判定两辆火星车联合探测计划是否能成功的依据。按照规定，每辆火星车都需要至少工作个火星日约地球上的天，在火星上行驶总里程至少达到米，至少造访个不同地点，必须拍下周围环境的立体和彩色全景照片。“勇气”号是迄今美国发射的最尖端的火星探测装置，其顶部的桅杆式结构上装有全景照相机及具有红外探测能力的微型热辐射分光计。火星车能够在火星上自主行驶，当火星车发现值得探测的目标，它会驱动六个轮子向目标行驶在检测到前进方向上的障碍后，火星车会去寻找可能的最佳路径。类似火星车，以轮子作为移动机构，能够实现自主行驶的机器人，我们称之为智能小车，又称轮式机器人。智能小车是个集环境感知规划决策，自动行驶等功能于体的智能轮式机器人，它集中地运用了计算机传感信息通信导航及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。智能小车作为现代高科技的产物，是世纪的科技亮点之。智能小车技术的发展，应该说它是科学技术发展的个综合性结果。同时，它为社会经济发展产生了门有着重大影响的科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战后各国加强了经济的投入，而对轮式机器人的研究成果又提高了本国的经济的发展水平。比如说日本战后开始进行汽车工业，这时候由于它人力的缺乏，它迫切需要种机器人来进行大批量的制造，提高生产效率降低劳动成本，这是社会发展本身的个需求。另方面它也是生产力发展的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，