（定稿）机修水平梯田5万亩年建设项目投资申请报告8

根据以上分析，需选用调速性能好，可控性高，体积小，容量小并且价廉的直流他励电动机作为执行元件。

对于此种直流小功率电机可以查电机工程手册，对于直径在毫米以下，功率在以下的直流电机般都中小功率用电机的技术数据，采用铁氧体永磁以及的圆筒式钢板外壳电机。

经查表对于主电机可以选用额定电压为的的直流电机，主要技术参数为空载时转速转分，内阻欧姆，电流负载下转速转分，电流，效率，转矩。

对于驱动轮电机的选取，根据电器元件配合的简单，方便的原则，结合主电机的额度电压，可以初步选择小电机额定电压为，查电机工程手册初定为驱动轮电机选用型。

电源的选取机器人的工作场所般在野外，户外对于电源的便携性，耐久性，可靠性要求较高。

所以选用可充电的蓄电池直流电源。

它重量轻，体积小，电量大，是较为理想的恒压源。

根据机器人电机的要求和控制电路的要求，可以选择主要技术参数为电压的直流蓄电池和电池组作为机器人的电源。

电机调速元件的选取对于直流电机的调速比较简单，由公式可知调速有三种方法调压调速节气隙磁通调节电枢电路串接电阻调速新型调节脉宽对于这种永磁式小容量直流电机磁通量为定值，调节气隙磁通不现实。

采用调压调速对于我们所用的直流蓄电池来讲也不现实，直流变压没有交流变压简单，因为这样设备较为复杂，成本上升。

所以我们考虑最为简单的调速方法和新型型脉宽调速。

串联电阻调速方法的实现在电枢电路中串接电阻滑动变阻器。

可以进行无极调速，虽然这样会大大减弱电机的机械特性曲线的硬度，但不失为种快捷，简单的变速方法。

串联电阻的计算如下对于电机的转速可近似认为对于已经出厂的电机来讲是定值。

由所选的电机参数可知，有负载时对于加上串联电阻后我们希望得到的调速电机的转速为则有，则有，，，由于为理论值，考虑到直流电机采用电枢串联电阻调速会使电机的机械特性曲线大幅变软，又要保证机器人电机在负载下能正常工作，所以就可用滑动变阻器来进行电阻补偿调速。

由以上计算，可选择滑动变阻器量程为欧姆的型号。

新型调节脉宽型调速的实现脉宽调制调速系统是近期流行起来的对于直流电机无极调速的最优化的调速系统。

它相比改变电压电压，改变磁通参数，改变电枢电流等具有相当大的优越性。

脉宽调制就是使功率放大器中的晶体管工作在开关状态下，开关频率频率保持恒定，用调整开关周期内晶体管导通时间的方法来改变其输出，从而使电机电枢两端获得宽度随时间变化的给定频率的电压脉冲。

其工作原理电枢两端电压变化如图图原理图主要是通过单片机和晶体管将电压信号进行调制转换为脉冲宽度调制。

通过调节频率和脉宽使直流电动机的工作时间有定的空行程比例，我们成为占空比，脉宽的连续变化，使电枢电压的平均值也连续变化，因而使电机转速连续调整。

调速的原理决定了它的电路图要采用单片机，进行脉宽的控制，和电机的驱动。

的电路连接图有很多，不同公司生产的控制电路板不同，本文仅以电路板为例，其电路图如图图控制电路图其中，驱动电机的功放般选用型桥式开关放大器，由个晶体管构成换向，放大电路，其电路图如图。

这种电机驱动电路可以通过激发不同的晶体管的工作方式，进行电机正反装控制，电机的调速。

电机调速方法的确定及元件的确定通过以上电路的设计与分析，采用电枢串联电阻的调速方法的特点是电路简单价格低廉控制方便，没有延迟现象电能损耗严重不适合长时间的调速采用脉宽调速方法的特点是可调节频带宽电流脉动小电源功率因数高电机动态硬度好电路复杂图型桥式电路图成本较高综合机器人的野外工作环境，节约电能是十分重要的，根据机器人工作时间很长的要求，我们选择采用脉宽调节器。

注在此我们已经表述出直流电机调速电路图，在总设计电路图中我们将以方框代表调速电路电路设计轮足电机动作的正转与反转的电路设计对轮足电机进行编号，前足个电机分别是，后足个电机分别是。

对于直流电机的正转与反转，主要采用的方法是电枢接线的正接与反接，所以可以借鉴机床电机的正反转接线图来设计个驱动电机的正反转。

由于电机容量小，可以直接启动，所以可以直接用开关直接控制接线方法。

机器人的伞足的设计，在考虑电机转动方向的同时，因为前后伞足均有个足要接触管道的上表面运动，所以要与接触下表面的两个轮足的旋向相反才能使三个足同时拉动机器人前进。

即有与旋向相反，与的旋向相反。

如图所示的控制电路，为完成驱动电机正转与反转动作的电路。

注电路中，调速控制省略不画，在以后的总电路图中调速电路画出电路中，用三位开关，左接通为正传，右接通为反转，中位为停止。

这种电路方便，简单，较易控制。

适合这种低压电气控制电路，并且廉价。

前后伞足的张开闭合电路设计对于前后伞足要求能张开和闭合。

为此，要求电机能带动螺旋丝杠进行正反转。

可以沿用驱动电机的接线思路，借鉴机床电气控制的接线方法，采用反接的方法进行正反转控制。

如图所示。

这种电路简单易接，没有延迟现象，可以满足较快和较慢的调速需求，较为理想。

图驱动轮电机控制接线图图电机部分总电路设计综合图图的电路设计可得电机部分总电路图如图所示。

图各电机控制总电路机器人中电机由个，电机较多，采用个电源显然不能满足电机的能量消耗，所以采用个电源同时供电能满足电机的长时间工作的要求。

均为位开关，对于开关左位接通为反转，右位接通为正转。

中位为断路。

图前后伞足的张开闭合控制电路电机顺序动作的电路设计由转弯的方法可以分离出电机的顺序动作有电机反转电机前进电机正转电机反转电机正转电机正转。

对于电机的顺序动作由现代控制理论我们可以由以下几种选择采用手动开关通过摄像头观察，人为进行控制。

采用传统的电磁电气控制电路进行逻辑控制。

采用单片机进行自动控制。

人为控制若采用第种方法控制，如图所示，这种电路可以进行人为的进行电机的顺序动作控制，先闭合开关的左边再断开闭合的右边再断开闭合的右边再断开闭合的左边再断开闭合的右边再断开闭合的右边再断开。

逻辑控制若采用第二种控制方法，可以参考机床电气控制的经典电路作出如图，图组成的由电磁铁，继电器组成的电磁控制电路，采用时继电上升到实践的高度，让我把以往不会的东西学会了，略懂的东西掌握的更牢固了。

在这段时间内，我所认识的所有人都给了我很多鼓励和帮助。

指导老师以热情及治学严谨的态度对我的毕业设计严格要求和细心的指导，并不断的督促鼓励我，给我提出了许多宝贵的意见。

在这里，我要真挚的感谢武晓光老师，正是他遍又遍，不辞辛苦的为我的设计指出不足，指导我，我才可以完成。

宿舍的舍友们也在毕业设计过程中给予了我很多帮助。

我论文的顺利完成离不开他们的帮助和鼓励。

同时，论文中也引用了大量的参考文献资料，在此，我向所有人表示深深的谢意。

参考文献戴明帧，周建江结构原理及应用北京北京航空航天大学出版社，雷勇系统设计与实践北京电子工业出版社，郑红，吴冠应用系统设计北京北京航空航天大学出版社，周霖通信工程技术应用北京国防工业出版社，戴逸民基于的现代电子系统设计北京电子工业出版社，计丹发送帧同步高电平有效，接收使能串口发送使能验证设置是否正确，，黄光明，雷环利与的接口应用电声技术李双勋，欧建平在音频处理中的应用国外电子元器件彭启琮实用教程北京电子科技大学出版社，刘益成应用程序设计与开发北京北京航空航天大学出版社，苏淘，蔡建隆，何学辉接口电路设计与编程西安西安电子科技大学，易克初，田斌，付强语音信号处理北京国防工业出版社，李利原理及应用北京中国水利水电出版社，李哲英基础理论与应用技术北京北京航空航天大学出版社，王念旭基础与应用系统设计北京北京航空航天大学出版社，尹勇，欧光军集成开发环境开发指南北京北京航空航天大学出版社，计者姓名等内容。

查和标题栏和明细表的格式装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。

技术特性表和技术要求技术特性表说明减速器的主要性能参数精度等级表的格式可查文献例题，布置在装配图右下方空白处。

技术要求包括减速器装配前滚动轴承游隙传动接触斑点啮合侧隙箱体与箱盖接合减速器的润滑试验包装运输要求。

绘制过程画三视图绘制装配图时注意问题先画中心线，然后由中心向外依次画出轴传动零件轴承箱体及其附件。

先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。

个视图中以俯视图作基本视图为主。

剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。

对零件剖面宽度的剖视图，剖面允许涂黑表示。

同零件在各视图上的剖面线方向和间距要致。

轴系的固定轴向固定滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定齿轮同样。

周向固定滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆头普通平键。

可查文献润滑与密封润读配置时，为写数据时，为读数据。

在进行通信之前，必须向写入命令控制字，之后才能正确的传输数据。

配置为个数据位，个停止位，无奇偶校验位，使能接收和发送中断的标准进行异步数据传输。

，写的配置字，读的配置字。

的初始化接收复位，发送复位，设定发送接收帧长字长，设定帧同步信号，位同步信号以及周期，使能串口接收和发送，表给出了应设置的寄存器或寄存器位的值，未涉及的寄存器保持其默认值即可。

表设置为模式时相关寄存间，主电机功率为。

根据以上分析，需选用调速性能好，可控性高，体积小，容量小并且价廉的直流他励电动机作为执行元件。

对于此种直流小功率电机可以查电机工程手册，对于直径在毫米以下，功率在以下的直流电机般都中小功率用电机的技术数据，采用铁氧体永磁以及的圆筒式钢板外壳电机。

经查表对于主电机可以选用额定电压为的的直流电机，主要技术参数为空载时转速转分，内阻欧姆，电流负载下转速转分，电流，效率，转矩。

对于驱动轮电机的选取，根据电器元件配合的简单，方便的原则，结合主电机的额度电压，可以初步选择小电机额定电压为，查电机工程手册初定为驱动轮电机选用型。

电源的选取机器人的工作场所般在野外，户外对于电源的便携性，耐久性，可靠性要求较高。

所以选用可充电的蓄电池直流电源。

它重量轻，体积小，电量大，是较为理想的恒压源。

根据机器人电机的要求和控制电路的要求，可以选择主要技术参数为电压的直流蓄电池和电池组作为机器人的电源。

电机调速元件的选取对于直流电机的调速比较简单，由公式可知调速有三种方法调压调速节气隙磁通调节电枢电路串接电阻调速新型调节脉宽对于这种永磁式小容量直流电机磁通量为定值，调节气隙磁通不现实。

采用调压调速对于我们所用的直流蓄电池来讲也不现实，直流变压没有交流变压简单，因为这样设备较为复杂，成本上升。

所以我们考虑最为简单的调速方法和新型型脉宽调速。

串联电阻调速方法的实现在电枢电路中串接电阻滑动变阻器。

可以进行无极调速，虽然这样会大大减弱电机的机械特性曲线的硬度，但不失为种快捷，简单的变速方法。

串联电阻的计算如下对于电机的转速可近似认为对于已经出厂的电机来讲是定值。

由所选的电机参数可知，有负载时对于加上串联电阻后我们希望得到的调速电机的转速为则有，则有，，，由于为理论值，考虑到直流电机采用电枢串联电阻调速会使电机的机械特性曲线大幅变软，又要保证机器人电机在负载下能正常工作，所以就可用滑动变阻器来进行电阻补偿调速。

由以上计算，可选择滑动变阻器量程为欧姆的型号。

新型调节脉宽型调速的实现脉宽调制调速系统是近期流行起来的对于直流电机无极调速的最优化的调速系统。

它相比改变电压电压，改变磁通参数，改变电枢电流等具有相当大的优越性。

脉宽调制就是使功率放大器中的晶体管工作在开关状态下，开关频率频率保持恒定，用调整开关周期内晶体管导通时间的方法来改变其输出，从而使电机电枢两端获得宽度随时间变化的给定频率的电压脉冲。

其工作原理电枢两端电压变化如图图原理图主要是通过单片机和晶体管将电压信号进行调制转换为脉冲宽度调制。

通过调节频率和脉宽使直流电动机的工作时间有定的空行程比例，我们成为占空比，脉宽的连续变化，使电枢电压的平均值也连续变化，因而使电机转速连续调整。

调速的原理决定了它的电路图要采用单片机，进行脉宽的控制，和电机的驱动。

的电路连接图有很多，不同公司生产的控制电路板不同，本文仅以电路板为例，其电路图如图图控制电路