智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人

1、智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人,指導(dǎo)老師： 裴 東 王全州 作 者： 吉 瑞 趙俊偉,前 言,智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人，計(jì)劃以梯度的形式 不斷開(kāi)發(fā)完善。 今年與去年相比以下不同 1）通訊方面 2）成本方面 3）功能方面,去年系統(tǒng)實(shí)物圖,1）圖像識(shí)別傳器2）保護(hù)用傳感器3）CPLDPCB件 及接口集成箱

2、4）計(jì)算機(jī)主機(jī)5）機(jī)器人自我防 護(hù)傳感器6）電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元,系統(tǒng)實(shí)物圖,1）保護(hù)傳感器2）跟蹤傳感器3）機(jī)械臂4）主控系統(tǒng)5）無(wú)線數(shù)傳模塊6）減速電機(jī)7）電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊,機(jī)器人表演,1）跟蹤實(shí)況錄象2）尋跡實(shí)況錄象 3）排障實(shí)況錄象4）后臺(tái)實(shí)況錄象,系統(tǒng)概述,智能網(wǎng)絡(luò)程控機(jī)器人采用無(wú)線數(shù)傳模塊，實(shí)現(xiàn)后端VB界面對(duì)前端機(jī)器人的遠(yuǎn)程控制；通過(guò)無(wú)線傳輸模塊，實(shí)現(xiàn)前端圖象回傳，操作人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)視移動(dòng)中機(jī)器

3、人的周?chē)h(huán)境，從而判斷前端是否存在需要處理的異常情況；通過(guò)CPLD實(shí)現(xiàn)機(jī)器人根據(jù)具體周邊環(huán)境選擇執(zhí)行跟蹤、走地圖、尋跡、排障功能。,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖,跟蹤傳感器,尋跡傳感器,保護(hù)傳感器,信號(hào)處理電路1,信號(hào)處理電路2,信號(hào)處理電路3,CPLD中央控制器,左輪電機(jī),右輪電機(jī),電機(jī)驅(qū)動(dòng),51單片機(jī),串口電路,無(wú)線數(shù)傳模塊,,,,,AVR單片機(jī),驅(qū)動(dòng)電路,機(jī)械臂,前端圖象采集,圖象傳輸模塊,,,,,,,,,,機(jī)器人主控系統(tǒng),,3,4,5

4、,6,1：跟蹤傳感器信號(hào)處理電路2：尋跡傳感器信號(hào)處理電路3：CPLD4：51單片機(jī)完成協(xié)議轉(zhuǎn)換5：AVR單片機(jī)完成機(jī)械臂的控制6：無(wú)線模塊命令字,2,1,機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu),采用菱形車(chē)架結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輪 在中間。前輪和后輪為輔助 輪肩負(fù)支撐的功能。前輪和 后輪由一個(gè)杠桿連接可以自 動(dòng)調(diào)整高度，從而，提高車(chē) 體的靈活性，適應(yīng)不同的工 作環(huán)境。中間兩個(gè)輪為驅(qū)動(dòng)輪肩負(fù)驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)向的功能，完成車(chē)體的所有動(dòng)作

5、。,機(jī)器人電機(jī)驅(qū)動(dòng),本系統(tǒng)采用減速電機(jī)。減速電機(jī)電路由三級(jí)構(gòu)成：第一級(jí)為74門(mén)、第二級(jí)為光藕，第三級(jí)為PWM模塊及繼電器。,機(jī)器人跟蹤功能實(shí)現(xiàn),跟蹤原理：根據(jù)傳感器漫反射原理，檢測(cè)移動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)方向，從而CPLD作出相應(yīng)的控制命令，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度。,跟蹤實(shí)現(xiàn)： 當(dāng)只有2號(hào)傳 感器檢測(cè)到物體時(shí)機(jī)器人

6、 前進(jìn)，當(dāng)1號(hào)和2號(hào)傳感器 同時(shí)檢測(cè)到物體時(shí)機(jī)器人 慢速左轉(zhuǎn)，當(dāng)1號(hào)傳感器 檢測(cè)到物體時(shí)快速左轉(zhuǎn)， 當(dāng)4號(hào)和2號(hào)傳感器同時(shí)檢測(cè)到物體時(shí)機(jī)器人慢速右轉(zhuǎn)，當(dāng)4號(hào)傳感器檢測(cè)到物體時(shí)機(jī)器人快速右轉(zhuǎn)，當(dāng)3號(hào)傳感器檢測(cè)到物體時(shí)機(jī)器人停止。,機(jī)器人排

7、障功能實(shí)現(xiàn),機(jī)械臂通過(guò)AVR單片機(jī)控 制，由 5個(gè)精確的伺服 電機(jī)組成，長(zhǎng)11cm,寬 6cm, 高32cm, 共有4個(gè) 自由度，分別對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn) 動(dòng)基座、臂、肘、鉗四 個(gè)關(guān)節(jié)。每個(gè)關(guān)節(jié)可在 ±90度的范圍內(nèi)活動(dòng)。,,機(jī)器人尋跡功能實(shí)現(xiàn),尋跡原理：是依據(jù)光線的反射原理設(shè)計(jì)。尋跡實(shí)現(xiàn)：通過(guò)紅外電子開(kāi)關(guān)發(fā)射和接收紅外線來(lái)檢測(cè)黑線，從而向后臺(tái)反饋信號(hào)，CPLD機(jī)依據(jù)反饋信號(hào)做出相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)尋跡的目的。,

8、主控窗口介紹,,,走地圖窗口介紹,,當(dāng)按下運(yùn)行時(shí)機(jī)器人將按照指定線路和圖中的小車(chē)一起運(yùn)行；當(dāng)按下回到原點(diǎn)時(shí)圖中的小車(chē)回到原點(diǎn)，但機(jī)器人不能自動(dòng)返回原點(diǎn)；顯示控制代碼目的是為了調(diào)試方便而設(shè)計(jì)的。,,系 統(tǒng) 說(shuō) 明,1）我們采用51單片機(jī) AVR單片機(jī)和CPLD相 配合的多控制器系統(tǒng)。2）采用直流減速電機(jī) 控制車(chē)體，伺服電機(jī) 控制機(jī)械臂。3）采用無(wú)線數(shù)傳模塊實(shí)現(xiàn)后端和前端的通訊 ，無(wú)線圖象傳輸模塊實(shí)現(xiàn)前端

9、圖象回傳。,采用多種語(yǔ)言開(kāi)發(fā)系統(tǒng)：VB開(kāi)發(fā)后端人機(jī)界面 ，C語(yǔ)言編寫(xiě)機(jī)械臂控制程序，匯編語(yǔ)言編寫(xiě)串口收發(fā)程序，VHDL 和Verilog編寫(xiě)CPLD主控制程序。車(chē)體及基本連接骨架都是自己用鋁合金材料打磨而成，強(qiáng)度高、質(zhì)量輕。所有外圍電路板全由我們自己設(shè)計(jì)制作。,結(jié) 束 語(yǔ),我們此次只完成了這個(gè)設(shè)計(jì)的中期工作，搭建了一個(gè)機(jī)器人平臺(tái)，機(jī)器人可以完成走地圖、跟蹤、尋跡任務(wù)，動(dòng)作比較靈活，下一步還有許多工作要做：1）要加入語(yǔ)音處理功能，讓

10、機(jī)器人開(kāi)口說(shuō)話；2）加入圖象處理功能，讓機(jī)器人長(zhǎng)上眼睛；3）電機(jī)部分要構(gòu)成閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的線性運(yùn)動(dòng)；,4）利用嵌入式（ARM7）代替51單片機(jī)和AVR單片機(jī)所實(shí)現(xiàn)的功能，讓機(jī)器人更加小巧、靈活。5）經(jīng)過(guò)兩年的制作與改進(jìn)機(jī)器人也將進(jìn)入后期制作部分，對(duì)團(tuán)隊(duì)的整體素質(zhì)提出更高的要求，希望有興趣的本科生和研究生加入團(tuán)隊(duì)讓我們的機(jī)器人更上一層樓。如果哪位同學(xué)對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)感興趣，想將它繼續(xù)做下去，可以打電話:13919041223，跟田新