（CAD图纸全套）智能清障小车设计（含说明书）

格式：RAR 上传：2025-08-28 14:37:14

智能清障小车设计摘要单片机最小系统作为整个系统的控制核心，寻迹电路模块反馈信号给单片机，通过控制直流电机驱动模块，从而实现电机的正反转，使小车按要求运动，障碍物监测模块实时监测黑线上是否有障碍物，旦触发，单片机控制清障单元模块清除障碍物。图系统总体框图.系统方案论证车体方案论证方案自己制作车体。自己制作的车体，般采用左右两轮驱动，后万向轮转向的方案。即左右轮分别用两个转速和力矩基本完全相同的直流电机进行驱动，车体头部装个万向轮，当两个直流电机转向相反同时转速相同就可以实现车体的旋转。但是制作车体的工具和材料有限，制作后的结构并不定能按设计尺寸进行，同时材料的局限性可能使得车体比较笨重。方案二购买玩具车体。购买的玩具电动车具有组装完整的车架车轮电机驱动电路等，其美观方便，只要制作所需电路板就可以方便的固定在车体上，能够稳定的实现小车运动，这种车体般都是四轮驱动，左侧两轮和右侧两轮分别为组，通过侧电机正转，侧电机反转实现小车转向，但电机般为玩具直流电机，力矩小，负载性能差，不能适应原地转向。综合分析上述两方案，考虑到本设计制作的仅是模型，为了方便美观，所以选择方案二。小车结构方案论证方案履带式小车。履带式小车能适应各种复杂地形，其抓地力大，行驶速度稳定。常用于工业领域，如履带式起重机履带式装载机履带式推土机等。但是采用履带式的车体行驶速度慢，只能通过两侧履带轮同速反向转动实现转向，同时对电机要求也比较高，般玩具车电机负载能力小，不适用履带传动。方案二轮式小车。轮式传动化滑动为滚动，大大减少了摩擦阻力，行驶速度远大于履带式小车，常用于对行驶速度要求较高的领域中。对于地形复杂的道路，通过加重车体，增加车底离地高度，轮式车辆也能在这些道路行驶，但其稳定性远不如履带式车体。由于本课题所使用路面平整，采用直流电机驱动，对车速要求为.。综合考虑，采用方案二。经上述两方案论证，本课题使用的车体如图所示。图小车车体障碍物清理单元方案论证方案气动机械手气动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是抓重可达几百斤以上传动平稳结构紧凑动作灵敏。但对密封装置要求严格，不燃油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温低温下工作。方案二电动机械手电动机械手即有特殊结构的感应电动机直流电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的机械手，因为不需要中间的转换机构，故其结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快，行程长，维护和使用方便。但此类机械手目前还不多，资料方面比较欠缺。鉴于价格体积等因素，且本系统重量轻。决定采用方案二。本课题使用的机械手如图所示。图电动机械手控制器方案论证根据课题要求，控制器主要用于控制电机和舵机，通过相关传感器对路面的轨迹信息进行处理，并将处理信号传输给控制器，然后控制器做出相应的处理，实现电机的前进和后退舵机的转向和转速。方案可以采用为系统的控制器。优点是该系统功能强大，片上外设集成密度高，使其拥有高稳定性，同时系统的处理速度也很高，但是芯片编程复杂，般用于大型的项目控制系统中。方案二采用单片机作为系统控制核心。单片机算术运算功能强，软件编程灵活功耗低体积小技术成熟。只要合理设计外接电路，其稳定性也满足要求。综合考虑成本工作量等，本设计选择用单片机做控制器。供电单元方案论证整个系统需要电源的有四个直流电机及驱动模块寻迹模块单片机舵机。以上所有模块中只有四个直流电机及驱动模块需电压，其它均为电压，必须注意的是舵机在工作时，电路中的电流会产生较大波动，对单片机可能产生影响。方案采用单电源供电。通过单电源对整个系统进行供电，即稳压直流电源部分对四个直流电机及驱动供电，另部分经过降压，对其它模块供电。此方案的优点是减少机身的重量，操作简单，但当系统中个模块同时工作时，可能产生过电流太大，从而烧坏电压转换芯片，甚至烧坏单片机，且较大的电流波动影响单片机的稳