轮式移动机器人课程设计.doc

PAGE\*MERGEFORMAT25目录TOC\o"1-3"\h\uHYPERLINK\l"_Toc5584"目录PAGEREF_Toc55841HYPERLINK\l"_Toc7038"摘要PAGEREF_Toc70382HYPERLINK\l"_Toc31361"1.移动机器人技术发展概况PAGEREF_Toc313613HYPERLINK\l"_Toc25731"1.1机器人研究意义及应用领域PAGEREF_Toc257313HYPERLINK\l"_Toc19401"1.1.1机器人的研究意义PAGEREF_Toc194013HYPERLINK\l"_Toc14018"1.1.2机器人的应用领域PAGEREF_Toc140183HYPERLINK\l"_Toc8551"1.2移动机器人的发展概况PAGEREF_Toc85513HYPERLINK\l"_Toc29946"1.2.1移动机器人的国内发展概况PAGEREF_Toc299463HYPERLINK\l"_Toc15661"1.2.2移动机器人的国外发展概况PAGEREF_Toc156613HYPERLINK\l"_Toc25466"2.轮式移动机器人的结构设计PAGEREF_Toc254663HYPERLINK\l"_Toc23765"2.1移动机器人的系统结构PAGEREF_Toc237653HYPERLINK\l"_Toc9010"2.2轮式移动机器人主要结构PAGEREF_Toc90103HYPERLINK\l"_Toc11925"3.轮式移动机器人的控制系统PAGEREF_Toc119253HYPERLINK\l"_Toc7240"3.1控制系统硬件选型与配置PAGEREF_Toc72403HYPERLINK\l"_Toc18381"3.1.1驱动电机的选型PAGEREF_Toc183813HYPERLINK\l"_Toc15059"3.1.2伺服电机的选型PAGEREF_Toc150593HYPERLINK\l"_Toc18096"3.1.3轮毂电机的选型PAGEREF_Toc180963HYPERLINK\l"_Toc25405"3.2轮式移动机器人控制系统框架PAGEREF_Toc254053HYPERLINK\l"_Toc16477"4.结论和总结PAGEREF_Toc164773HYPERLINK\l"_Toc30488"致谢PAGEREF_Toc304883HYPERLINK\l"_Toc30020"参考文献PAGEREF_Toc300203HYPERLINK\l"_Toc11670"附录PAGEREF_Toc116703摘要移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支，也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向。自上世纪九十年代以来，人们广泛开展了对机器人移动功能的研制和开发，为适应各种工作环境的不同要求而开发出各种移动机构。论文内容包括四个部分：简要介绍了移动机器人研究现状、对所设计移动机器人系统进行了描述、视觉导航轮式移动机器人底层硬件设计和视觉轮式移动移动机器人的底层控制。论文详细地介绍了移动机器人底层硬件系统元件的选型和原理电路图的设计。我们选用PIC16F877单片机作为下位机接收上位机传来的命令和产生驱动信号。步进电机的驱动电路采用两个步进电机驱动器-L298，驱动程序写入PIC16F877单片机，通过程序控制步进电机的转速和转向。采用Propel设计了底层控制系统的原理图和PCB版图，采用Proteus进行程序和硬件系统的仿真。仿真结果表明：步进电机运行稳定、可靠性高，实现了对步进电机的预期控制。关键词：移动机器人；运动控制；PIC16F877；步进电机1.移动机器人技术发展概况1.1机器人研究意义及应用领域1.1.1机器人的研究意义人们对于未知的探索总是充满危险，而且人类的研究活动领域已由陆地扩展到海底和空间，所以机器人的产生解决人类这一大难题。利用移动机器人进行空间探测和开发，己成为21世纪世界各主要科技发达国家开发空间资源的主要手段之一。研究和发展月球探测移动机器人技术，对包括移动机器人在内的相关前沿技术的研究将产生巨大的推动作用。移动机器人是一种能够通过传感器感知外界环境和自身状态，实现在有障碍物的环境中面向目标的自主运动，从而完成一定作业功能的机器人系统。本课题选用轮式作为机器人平台设计研究[1]，两轮式机器人在国内外还处于刚刚起步阶段，其前景