1、割草機器人畢業設計【篇一：割草機器人自動避障系統設計】摘 要自動避障系統是割草機器人關鍵模塊之一，是割草機器人自主、安全行走前提。本文首先對國內外市場上現存的智能割草機器人進行了介紹和比較，指出了現在智能割草機器人研制過程中需要注意的關鍵技術，并結合以往的成功經驗和現在的實際需求，選擇易于實驗的小車結構。 stc89c52單片機是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統 8051 單片機， 12 時鐘 /機器周期和 6 時鐘 /機器周期可以任意選擇。本課題以設計割草機器人自動避障為目的，采用 stc89c52 單片機作為控制核心，采用超聲波傳感器來檢查路面上的

2、障礙，來控制執行機構的自動避障，從而使執行機構完成左轉、右轉和后退的動作。其中采用的技術主要有：（ 1）超聲波傳感器的有效應用，（ 2）顯示器的使用，（ 3）通過編程來控制執行機構的運動。關鍵詞： stc89c52 單片機，超聲波傳感器，執行機構，顯示器 abstractautomatic obstacle avoidance system is one of the key module robot mowers mowing robot, is independent, safe walking premise. this paper firstly introduced and comp

3、ared to the domestic and foreign existing in the market of intelligent robot mowers, points out the key technologies in the development process of the intelligent robot mower now, combined with the successful experiences and actual demand now, select the vehicle structure is easy to experiment.stc89

4、c52scm is the macro crystal technology, the introduction of a new generation of high / low power / super anti-jamming mcu, the instruction code is fully compatible with traditional 8051 scm, 12 clock / machine cycle and 6 clock / machine cycle can be arbitrarily chosen. the design of automatic obsta

5、cle avoidance for robot mower, using stc89c52 micro-controller as control core, using ultrasonic sensors to check the road barriers, automatic obstacle avoidance control actuator, the actuator to complete the left, right and back action. the main technology:(1)the effective application ofultrasonic

6、sensor.(2) the use of the monitor. (3)programmed to control the car.key words: stc89c52microcontroller, ultrasonic sensor, actuator , display目錄中文摘要 . iabstract . ii第一章 緒論 . 11.1 選題背景及意義 .1自動割草機器人概述. 1自動割草機器人優點. 11.2 割草機器人的發展簡史及其研究現狀. 2發展簡史.國外的研究現狀. 2國內的研究現狀. 31.3 割草機器人自動避障系統 . 3第二章 總體方案設計 . 52.1 主要研

7、究內容 . 52.2 具體方案介紹 . 5第三章 超聲波測距. 73.1 超聲波測距設計思路. 7超聲波測距原理. 7超聲波測距方法. 7超聲波模塊的選擇. 7顯示器的選擇 . 8第四章 超聲波模塊的硬件結構設計 . 94.1 超聲波模塊電路設計. 9超聲波模塊的特點. 9超聲波模塊的工作原理. 9模塊參數. 10超聲波時序圖10超聲波發送與接收114.2 stc89c52單片機功能及特點12單片機參數12單片機特性13液晶屏的優點. 15管腳定義 . 15操作時序 . 16第五章 超聲波測距模塊軟件設計 . 185.1 超聲波測距算法設計. 185.2 主程序流程. 18系統初始化程序. 1

8、8超聲波啟動程序. 19超聲波計時程序. 19測距程序. 205.3 實驗結果. 20第六章 實驗用執行機構硬件設計 .226.1 執行機構底盤 . 226.2 執行機構驅動模塊 .226.2.1 l298n驅動模塊說明 .22參數 .236.3 sg90舵機 . 24什么是舵機 .24舵機工作原理 .246.3.3 利用單片機實現舵機轉角控制 .25第七章 執行機構軟件設計 .267.1 執行機構行走程序 .267.2 舵機轉動控制執行機構行走程序 .27結論 . 30致謝 . 31參考文獻 . 32 附錄 1 超聲波避障舵機轉動編程 .33附錄 2 電路原理圖 .40【篇二：機器人畢業設計

9、】課程設計任務書（級）廈門工程技術 學院（學校）應用電子技術 專業設計題目跳舞機器人學 生 姓 名 連勝偉 學號 1299151024指導教師李天恩教 研 室主任謝玉妹系主任謝玉妹起迄日期 2014 年9月3號到20115年1月13號目錄摘要 -4引言 -5任務書 -6第一章我國機器人技術的發展概況-7第二章機器人的總體設計解剖1.1 資料的收集與闡述-71.2 機器人工作原理簡介1. 總體設計剖 -82. 伺服電機的剖析 -9第三章機器人總體設計綜述-121、1 設計課題的闡述 -121、2 單片機的選擇 -121、3 主控板部分簡介 -12第四章機器人的總體設計方案與部分簡介1、1 設計方

10、案 -131、2 各部分功能及原理簡介-13第五章機器人的原理圖設計、仿真及電路板制作1、1 機器人的原理圖設計-151、2 電源部分 -161、3 穩壓電源部分 -161、5 接口電路部分 -171、6 單片機最小系統和isp 在線編程 -181、9 電路板制作 -18第六章機器人電路板的調試與結論1、1 數據的采集電路和處理方法-211、2 機器人測脈寬程序-231.2 送數據程序 -271、 3 調試結論 -31第七章心得體會 -31附錄：1 元器件清單 -322 參考文獻 -32摘要 設計題目跳舞機器人關鍵詞：stc15w4k60s4； 伺服電機，單片機；機器人。abstract30

11、years ago, bill gate resolutely abandoned school, founded microsoft, became a leading figure in the popularization of the personal computer revolution;30 years later, he predicted, robot is about to be repeated personal computer rising road. lit robot popularization fuse, this revolution will and pe

12、rsonal computer, completely change the way of life of this era. one of the greatest invention robot as human beings in twentieth century, happened to change rapidly changes in decades. in recent years, robot has become a strategic goal of high technology in the field of representative. the appearanc

13、e and development of robot technology, not only the traditional industrial production has undergone a fundamental change, and will have a profound impact on human society. with the rapid development of social production and technology, the application of robotics has been extended. exploration from

14、the automatic production line to the marine resources, and the space operation field, robots can be seen everywhere. current machine has entered peoples life and work, the robot has been in many areas to replace human labor, plays a more and more important role, more and more people have cannot do w

15、ithout the help of robot. robot engineering is a complex subject, it sets the engineering mechanics, mechanical manufacturing, electronic technology, science and technology, automatic control for the whole. at present the research of robots has been showing a professional and systematic, advanced te

16、chnology and some information science, electronics are increasingly used in the field of robot. at present the development of robot industry and 30 years ago is very similar to the computer industry. today in the line of robot car assembly line busy, was the large computer version. but the robot ind

17、ustry is also a wide variety of niche products, such as mechanical arm, assisted the doctor in performing the surgery operation in iraq and afghanistan, in charge of reconnaissancerobot out roadside bombs and household robot for cleaning floors, there are a lot of reference person, dog, dinosaur lik

18、e manufacturing robot toy.keywords:stc15w4k60s4; servo motor, single chip microcomputer; robot.【篇三：割草機器人機械結構設計與仿真工作綜述】一、背景介紹隨著我國社會經濟的快速發展，城市綠化程度越來越高，大量的公園草坪、足球場草坪、高爾夫球場草坪等公共綠地均需要進行維護。修剪草坪是項繁重而又枯燥的勞動，需要消耗大量的人力和物力。傳統做法是人工操作割草機器進行修剪，目前的割草機器主要有兩種形式（如圖 1.1 所示），一種是手推式的，另一種是人工攜帶式的。但是，這兩種割草機器有很大的缺點：勞動強度大；重復

19、性強，工作枯燥；浪費人力、物力和財力。圖 1.1 傳統割草機為了改變這一現狀，降低草坪維護作業的勞動強度及維護成本，一種自動割草機器人應運而生。割草機器人是集環境感知、路徑動態規劃和行為控制等多種功能于一體的綜合機器人系統。與傳統的草坪修剪機械相比，割草機器人具有很大的優點：1）割草機器人可自主工作；2）割草機器人具有較高的安全性；3）割草機器人更利于環境保護。1.1 國外研究現狀“智能割草機器人 ”概念的提出是在 1997 年的 opei 年會上，從那時至今，國外已進行了十幾年的研究，并取得一定的成果，相關產品已投入市場，但尚處于中等智能水平。下面是兩款已經投入市場的，比較成熟的割草機器人（

20、分別是friendly machines husquava auto mower公司的 robomow）：和瑞典electrolux公司的圖 1.2國外的割草機器人此外， friendly machines公司又開發出了帶有太陽能電池板的割草機器人，佛羅里達大學正在研究第三代 lawn nibbler 割草機器人，主要的研究領域是實現具有自主學習能力的智能割草機器人，比如通過學習自動識別花、寵物等障礙和學習全區域覆蓋策略等方面。1.2 國內研究現狀國內對于割草機器人的研究起步較晚，參與研究的單位少（從所查閱的資料來看，僅有大連理工大學，南京理工大學和蘇州大學進行過這方面的研究），但仍取得一定成

21、果。下圖分別為南京理工大學和江蘇大學制造的割草機器人樣機：圖 1.3 國內的割草機器人二、總體系統方案設計我們小組首先對國外市場上現存的自動割草機器人進行了分析和比較，確定了總體系統方案，并將系統分為三個模塊：機械本體設計及三維動畫演示，控制系統硬件設計，傳感器及控制軟件設計。其系統構成圖如下圖所示：圖 2.1 割草機器人系統構成框圖本人是負責了機械本體設計及三維動畫演示的工作。首先進行了機械結構總體方案的選擇；然后建立了割草機器人的運動學和動力學模型，并根據相關的計算確定了所需驅動電機的參數，選擇了相應的電機型號；接著對減速器結構和割草機構進行了設計，并對萬向輪進行了選型；最后對模型進行了渲

22、染，完成了三維動畫演示。三、總體機械結構設計割草機器人的本體包括割草機器人車架體、車輪、減速器、驅動電機、蓄電池、傳感系統、控制系統和割草機構等主要部分。其本體結構圖如下圖所示：1、萬向輪， 2、割草機構， 3、驅動輪， 4、驅動電機圖 3.1 割草機器人本體結構圖割草機器人整個機械結構又可分為兩個部分：割草機器人的驅動機械結構和割草機器人的割草機構。3.1 驅動機械結構設計割草機器人屬于戶外移動型機器人，從目前的情況來看，可有多種驅動方案可供選擇。戶外移動型機器人的運動方式有輪式、履帶式和足式等多種。輪式和履帶式驅動方式適用于較平整路面，而足式驅動方式適用于特殊的、條件相對惡劣的環境，也有的

23、移動機器人為了適應各種路面將這幾種驅動方式混合使用。割草機器人一般工作在條件較好的草坪上，結合其他工作要求，割草機器人大多選用輪式驅動方式。圖 3.2 移動機器人驅動方式的選擇輪式驅動方式根據輪子的數目可分為三輪、四輪和六輪等幾種。三輪驅動方式結構比較簡單，能夠滿足一般需要，應用也比較廣泛，如圖3.1 中的(a)(b) ；四輪驅動方式的穩定性好，承載能力比較大，但結構相對復雜，如圖 3.1 中的 (c)(d) ；六輪驅動方式與四輪方式類似，具有更高的承載能力、穩定性和柔性，多用于未知環境的探測，如月球車和火星車等。根據轉向方式的不同，輪式驅動方式又可分為鉸軸轉向式和差動轉向式兩種。鉸軸轉向式如

24、圖 3.1 中的 (a)(c) ，轉向輪裝在轉向鉸軸上，轉向電機通過減速器和機械連桿機構控制鉸軸從而控制轉向輪的轉向；差動轉向式如圖 3.1 中的 (b)(d) ，在車體兩側的驅動輪上裝有不同的控制電機，通過兩輪的速度比來實現車體的轉向，在該情況下，非驅動輪應為自由的萬向輪。我們小組將割草機器人定位于家用小型機器人，所以要求盡可能選擇操作簡單、控制難度低的驅動方案。綜合上述內容，我們選擇了典型的三輪差動的驅動方式（即圖 3.2 中的 a 方式），該驅動方式的優點是：結構簡單，運動靈活和能實現零半徑轉彎等，在遇到障礙物時容易實現避障；其缺點在于實現兩電機同步轉動對電機的同軸度和控制系統的精度要求比較高。3.2 割草機構設計為了實現割草的功能，需要對割草機構進行設計。割草機器人的割草機構所需轉速大約為 6001200rpm ，因此應當考慮割草機構驅動電機的散熱問題，此外為了適應不同草坪的地形，割草刀盤還應具備高度調節，刀片更換等功