寻线搬运机器人模型及其控制系统设计含开题及6张CAD图+说明书

电路原理图

寻线搬运机器人模型及其控制系统设计
摘要

近年来，随着机器人技术的发展，移动机器人轨迹跟踪问题受到了人们越来越多的关注。前轮转向、后轮驱动的轮式类车移动机器人与四轮汽车的运动学模型相近，因此对轮式类车移动机器人的轨迹跟踪控制问题的研究在汽车自动驾驶、智能交通等方面具有重要的意义。
自动引导机器人技术可用于无人驾驶汽车，无人工厂、仓库及服务机器人等领域。本文详细介绍了基于51单片机的巡线机器人设计，其主要包括超声波检测模块、红外巡线检测、电动机调速驱动以及搬用机械手模块。该系统在单片机的控制下，采集、存储、处理巡线系统输入的数字信号，并通过驱动系统来控制直流电机，使机器人按照预设的路线行走及搬运物体。该系统使用反射式红外传感器识别与地面颜色差别较大的引导线信息，采用L298H桥驱动电路和PWM波调速方法控制行走电机。给出了系统调试方法并分析了试验数据，讨论了提升系统性能的必要手段，实现了机器人的自动巡线功能。
本设计采用以AT89C51单片机为核心的低成本、高精度、微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法。整个电路采用模块化设计，由主程序、预置子程序、发射子程序、接收子程序模块组成。探头的信号经单片机综合分析处理，实现超声波测距的功能。在此基础上设计了系统的总体方案，最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图、程序流程图。

关键词：机器人；巡线；光电三极管；PWM波；51单片机；超声波

Abstract

With the development of robot technology，the trajectory—tracking problem of
mobile robot is paid more and more attention．Awheeled car-like mobile robot，which is steered by two frontwheel sand driven by two realwheels，has similar kinematic model to that of a four-wheel car．So the study on the trajectory-tracking problem of thewheeled car-like mobile robot is significant for automatic drive of car aswell as intelligent transportation．
Automatic Guided robot technology can be used for unmanned aerialvehicles, unmanned factories,warehouses and service robots, and other fields. This paper describes Line-tracking robot design on the base of the 51. Its main module include: photoelectric detection module ultrasonic measurement detection and line patrols and infrared detection, Motor-driven, human-machine interfaces. Under the control of the single-chip microcomputer subsystem, the system can collect, save and process the digital signal from the line-tracking system, then controls the motor through the driving system, andwith the system robot can move according to reinstalling tracking. The system uses infrared reflectance sensor identificationwith the groundvary greatly in color line guide information, Drivers using L298H bridge circuit and PWM control methodswave speed motor running. Commissioning is a systematic method of analysis and test data, discussed the upgrade system performance necessary means, the robot's automatic line-tracking function.
At the core of the design using AT89C51 low-cost, high accuracy, Micro figures show that the ultrasonic range finder hardware and software design methods. Modular design of thewhole circuit from the main program, pre subroutine fired subroutine receive subroutine. display subroutine modules form. SCM comprehensive analysis of the probe signal processing, and the ultrasonic range finder function. On the basis of the overall system design, hardware and software by the end of each module.

Keyword: robot； line-tracking； photoelectric triode；PWMwave,；51single-chip microcomputer；ultrasonic

目录

引言1
1绪论2
1.1移动机器人概述2
1.1.1巡线机器人的发展2
1.2移动机器人的设计思路5
1.3课题设计的任务和要求5
2移动机器人总体设计7
2.1移动机器人整体设计7
2.2移动机器人整体方案论证7
2.2.1传感器设计方案7
2.2.2电机的选择及驱动方案9
2.2.3电机的控制方案选择10
3移动机器人模型结构及引导系统设计12
3.1移动机器人模型结构12
3.2移动机器人引导系统12
3.2.1导轨引导系统12
3.2.2机器视觉引导系统13
4控制系统电路设计15
4.1单片机的功能特点15
4.2红外检测电路的设计17
4.3超声波测距的硬件设计18
4.3.1超声波测距的原理18
4.3.2超声波发射电路19
4.3.3超声波检测接收电路20
4.4搬用物检测电路20
4.5电机驱动电路21
4.6电源模块设计23
4.7报警电路设计23
5系统软件的设计24
5.1编程思路及总流程图24
5.1.1总流程图24
5.1.2程序设计思路25
5.2超声波测距的算法设计25
5.3巡线算法设计26
5.4电机控制设计27
5.5超声波发生子程序与超声波接受中断程序28
5.6完整源程序29
5.7控制效果报告33
6结论35
谢辞36
参考文献37
附录38

流程图

流程图1

流程图2

引导系统图

装配图

3设计所包含文件

4目录

1字数

2摘要