（定稿）民族中学建设项目资金申请报告0（喜欢就下吧）

作为种新兴的轮式移动机器人，它具有结构简单运动灵活驱动功率小等优点，可以装备成各种应用机器人，在各种复杂环境中完成工作任务。

机器人是基于倒立摆模型的复杂非线性系统，是验证各种控制算法的理想平台。

作为轮式移动机器人个重要分支，适于在狭小和危险的环境下工作的特点，同时还可以作为种运输和载人工具，有着重要的理论研究意义和广阔的应用前景。

两轮自平衡机器人的机械部分包括左右车轮两层板子用于摆放电机及其驱动模块电源和主控电路板等。

两个车轮的轴线在同直线上，分别由两个直流减速电机直接驱动小车的重心位于整个车体的中间部分，并且高于车轮轴线采用两轮式的最大优点是可以在小空间范围内灵活运动。

在车身下部装有蓄电池左右直流减速电机速度传感器等，其中，速度传感器直流减速电机与两个车轮在同轴线上，速度传感器用于测量左右车轮的运动速度。

板子上装有加速度传感器角速度传感器电机驱动模块无线传输模块微控制器等，其中微控制器是整个系统的核心。

系统采用的传感器包括加速度传感器角速度传感器速度传感器，通过它们可以测量和运算出小车的状态参数，其中车体倾角车体倾角角速度分别由加速度传感器和角速度传感器直接测量左右车轮的行驶速度由速度传感器测得，进而推算出车体的前进速度以及车体在地面的旋转角速度。

将运行状态信息反馈给控制电路，通过计算得到输出脉宽调制信号和方向信号，经过光电隔离，控制驱动电路，经过功率放大后直接驱动直流减速电机，实现对小车的平衡控制。

小车行驶过程中，车体向前倾斜个角度当转弯时，电机施加左右车轮不同的力矩，使左右车轮速度出现偏差，从而实现转弯。

为了实现控制系统与之间的通信，系统配备了无线传输模块。

该模块可以使在米范围内对小车系统进行操作，同时可以通过系统，需要设计控制器使其能够在平衡的基础上实现各种期望的运动和速度。

所以平衡是两轮自平衡机器人控制的基础。

将通过两轮自平衡机器人在静止时的动态平衡实验验证控制器在平衡控制方面的性能。

实验结果如图抗干扰实验为了验证控制器控制机器人对外部扰动的抑制能力，进行了机器人的抗干扰性实验。

实验结果如图速度跟踪实验两轮自平衡机器人在保持平衡的基础上，最终需要实现期望的运动，所以，在平衡与抗干扰性实验的基础上，还进行了机器人速度跟踪实验。

实验从上位机给控制器输入个期望的速度，通过传感器测得机器人的前进速度，画出速度变化曲线。

实验结果如图以上是控制器控制机器人平衡抗干扰和速度跟踪的实验结果，从图中可以看出，控制器在拐角处的调整时间很短，这点从机器人，轴的速度曲线也可以看出，控制器在速度变化时的调整时间短，超调小。

从以上分析可知，控制器对于速度的变化调整较快，超调小，实现的矩形轨迹也较好。

线模块将系统的各种状态信息发送到机，以供实验分析。

整个系统又相当于个无线测试平台。

系统硬件设计主要包括以下几个模块电源模块系统需要的电压分别有等，分别给运放传感器单片机电机驱动等供电。

微控制器模块两轮自平衡机器人在行进过程中，通过模块实时采样传感器信号，计算出要加在电机上的电压并输出控制电机的控制信号以及方向信号，完成这功能的器件是，同时它还要完成与无线模块之间的数据传输。

传感器信号采集与处理模块为了获取小车的运动状态，需要各种传感器以及信号放大电路。

微控制器的模块采集放大后的传感器信号，作为控制系统的输入。

无线传输模块研制移动式倒立摆的过程中，需要监测车体运行数据，在上进行分析研究并作为评价算法优劣的依据。

在小车的运行过程中，指令的发送也要靠无线传输模块实现。

电机驱动电路微处理器通过计算得出来的控制量使用不同占空比的信号驱动功放电路，从而驱动直流减速电机转动。

两轮自平衡机器人的结构图二两轮自平衡机器人的实物图三两轮自平衡机器人的实现过程通过分析两轮自平衡机器人的运动规律，采用拉格朗日方程建立机器人的动力学模型，为机器人控制器的设计提供了理论依据。

基于传感器互补的原理，选择加速度传感器和陀螺仪测得车体倾斜的角度和角速度，并通过卡尔曼滤波得到较准确的角度和角速度值。

通过机器人底部的霍尔传感器测得电机的转速，即机器人运动的速度，并通过积分得到机器人的位移。

将前面步得到的角度角速度速度和位移送入，构成倾角环和速度环，即控制算法，计算得到电机驱动的数据，驱动电机。

大概以为周期，重复步，不断获取传感器数据，并通过算法得到电机的驱动数据，最终使机器人能够在原地前进后退旋转和刹车的运动过程中保持平衡。

四平衡控制器实验结果平衡控制实验两轮自平衡机器人要实现各种运动和速度之前，首先要保持平衡。

对于两轮自平衡机器人来说，由于它是个本征不稳定的论文作者王瑜两轮自平衡机器人自适应控制算法的研究哈尔滨工程大学硕士学位论文作者黎田袁泽睿两轮自平衡机器人控制算法的研究中国优秀硕士学位论文全文数据库，王晓宇两轮自平衡机器人多传感器数据融合方法研究中国学术期刊网络出版总库，阮晓刚两轮自平衡机器人动力学建模及其平衡控制中国学术期刊网络出版总库，栗维克两轮自平衡小车大范围稳定的智能控制研究中国优秀硕士学位论文全文数据库，秦剑两轮自平衡车的制作中国学术期刊网络出版总库，作品在何时何地何种机构举行的评审鉴定评比展示等活动中获奖及鉴定结果作品所处阶段实验室阶段中试阶段生产阶段自填技术转让方式作品可展示的形式实物产品模型图纸磁盘现场演示图片录像样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品的适应范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测与传统轮式移动机器人相比，两轮自平衡机器人主要有如下优点实现了原地回转和任意半径转向，移动轨迹更为灵活易变，能很好地弥补传统多轮布局的缺点。

减少占地面积，在场地面积较小或要求灵活运输的场合十分适用。

大大地简化了车体结构，可以把机器人做得更小更轻。

驱动功率也较小，为电池长时间供电提供可能，为环保轻型车提供了种新的思路。

两轮自平衡机器人有着相当广泛的应用前景其典型应用包括通勤车空间探索战场侦查危险品运输排雷灭火智能轮椅医院手术室中医疗器械的运输智能玩具等场合。

例如，将两轮小车作为小范围短距离交通工具将更加方便灵环保为主途的不断扩展，其潜在市场的开发也必将得到拓展，该产品消 费市场将快速增长，同时将带动我国高档油漆涂料油墨和卫生用 品的国产化程度的提高，可以为国家节约大量外汇。

第二节产品价格分析 以产顶进是很必要的。

总之，该产品被人们接受与使用是不可阻挡的 趋势。

由于我国该产品产业化速度跟不上，主要依赖进口，因此严重 限制了它的使用范围，但随着我国自给程度不断提高和产品在高技术 领域用口产品价格每吨 为美元，为活性碳酸钙，福建等省的超细碳酸钙生产厂少量出 口粒径为的超细碳酸钙，出口量只有几千吨，由此可见进 出口产品价格相差甚远。

因此尽快生产出国内急需规格碳酸钙的产品， 材料有限公司 近年我国碳酸钙产品净进口量在万吨左右，也有部分活性碳 酸钙出口。

年我国进口碳酸钙万吨，估计相当部分为造纸 用的超细轻质碳酸钙，其吨产品均价为美元。

年我国出口碳酸钙为万吨，的加工性能，改进硫经济橡胶的性能，具有补强功能，可 以及部分替代白岩黑和铁白粉等价格较高的白色填充剂。

塑料 该产品在塑料制品中是无机增强增韧材料其主要的作用有增 加塑料体积降低产品成本提高塑料的稳定性硬度和刚性耐热性改善加工性能和其他特殊性能。

并且粒径越小，粒度越均匀，改 善效果越好。

造纸 在造纸工业中，随着造纸工艺过程中的施胶技术由酸性施胶向中 性施胶转李老师在此次设计期中给予的耐心的指导并提供良好的条件，老师渊博的知识及严谨的治学态度令我学会了很多知识和研究的方法。

李老师在毕设期间为我制订进度安排，使我顺利的按时完成毕业设计。

同时，在此也深深的感谢在大学期间教过我的领导和老师，他们使我学会了各方面的知识和做人的道理。

感谢这四年里学校给我的关怀和培养。

另外，也要感谢与我起努力的同学们，良好的学习氛围是顺利完成毕业设计的关键，大家起研究讨论问题使我开开心心的结束大学生活。

学生陈玉虎年月于徐州工业职业技术学院参考文献成虹模具设计与制造第二版高等教育出版社林成全等冲压模具课程设计化学工业出版社吕永智公差配合与技术测量机械工业出版社曹立文等新编实用冲压模具设计手册人民邮电出版社杨占尧冲压模具典型结构图例化学工业出版社，所以轮廓尺寸为冲孔凸模根据图样工件有四个孔并且四个都是大小相等的，因此只要设计支凸模。

为了方便，采用整体式，长度为凸模固定板凹模板料的厚度。

橡胶的设计与计算假设考虑模具结构，选用个圆筒形的聚氨酯橡胶，则每个橡胶所承受的预续发展的重要举措。

污水处恶劣性，加之近期国家正在进行的南 水北调中线工程在汉江下游的丹江口设置了取水点，需要良好的水源供 给，而汉江又是丹江上游水源供给的主要水原之，故而引起了国家有 关部门和地方政府部门的重视。

受到各种不同水质不同类别 的污染。

由于生活污水工业废水均未经处理直接排入河流水体，不但污染 了各个支流的水质，同时污染了汉江水质，破坏了水体生态环境。

人们 已经认识到长此下去造成的后果的部进入市，穿越市坝河乡，活些复杂环境里的工作。

作为种新兴的轮式移动机器人，它具有结构简单运动灵活驱动功率小等优点，可以装备成各种应用机器人，在各种复杂环境中完成工作任务。

机器人是基于倒立摆模型的复杂非线性系统，是验证各种控制算法的理想平台。

作为轮式移动机器人个重要分支，适于在狭小和危险的环境下工作的特点，同时还可以作为种运输和载人工具，有着重要的理论研究意义和广阔的应用前景。

两轮自平衡机器人的机械部分包括左右车轮两层板子用于摆放电机及其驱动模块电源和主控电路板等。

两个车轮的轴线在同直线上，分别由两个直流减速电机直接驱动小车的重心位于整个车体的中间部分，并且高于车轮轴线采用两轮式的最大优点是可以在小空间范围内灵活运动。

在车身下部装有蓄电池左右直流减速电机速度传感器等，其中，速度传感器直流减速电机与两个车轮在同轴线上，速度传感器用于测量左右车轮的运动速度。

板子上装有加速度传感器角速度传感器电机驱动模块无线传输模块微控制器等，其中微控制器是整个系统的核心。

系统采用的传感器包括加速度传感器角速度传感器速度传感器，通过它们可以测量和运算出小车的状态参数，其中车体倾角车体倾角角速度分别由加速度传感器和角速度传感器直接测量左右车轮的行驶速度由速度传感器测得，进而推算出车体的前进速度以及车体在地面的旋转角速度。

将运行状态信息反馈给控制电路，通过计算得到输出脉宽调制信号和方向信号，经过光电隔离，控制驱动电路，经过功率放大后直接驱动直流减速电机，实现对小车的平衡控制。

小车行驶过程中，车体向前倾斜个角度当转弯时，电机施加左右车轮不同的力矩，使左右车轮速度出现偏差，从而实现转弯。

为了实现控制系统与之间的通信，系统配备了无线传输模块。

该模块可以使在米范围内对小车系统进行操作，同时可以通过系统，需要设计控制器使其能够在平衡的基础上实现各种期望的运动和速度。

所以平衡是两轮自平衡机器人控制的基础。

将通过两轮自平衡机器人在静止时的动态平衡实验验证控制器在平衡控制方面的性能。

实验结果如图抗干扰实验为了验证控制器控制机器人对外部扰动的抑制能力，进行了机器人的抗干扰性实验。

实验结果如图速度跟踪实验两轮自平衡机器人在保持平衡的基础上，最终需要实现期望的运动，所以，在平衡与抗干扰性实验的基础上，还进行了机器人速度跟踪实验。

实验从上位机给控制器输入个期望的速度，通过传感器测得机器人的前进速度，画出速度变化曲线。

实验结果如图以上是控制器控制机器人平衡抗干扰和速度跟踪的实验结果，从图中可以看出，控制器在拐角处的调整时间很短，这点从机器人，轴的速度曲线也可以看出，控制器在速度变化时的调整时间短，超调小。

从以上分析可知，控制器对于速度的变化调整较快，超调小，实现的矩形轨迹也较好。

线模块将系统的各种状态信息发送到机，以供实验分析。

整个系统又相当于个无线测试平台。

系统硬件设计主要包括以下几个模块电源模块系统需要的电压分别有等，分别给运放传感器单片机电机驱动等供电。

微控制器模块两轮自平衡机器人在行进过程中，通过模块实时采样传感器信号，计