電動機械手控制系統(tǒng)設(shè)計要點

引言在中國工業(yè)韌帶發(fā)展中，很多高生產(chǎn)率高精度的機械加工設(shè)備從國外引進，比如數(shù)控車床和銑床等，還有把幾種機床的功能集中在一起的加工中心等?？傊@類 CNC機床大大的提高了工作速度，產(chǎn)品的加工精度，降低了工作的勞動強度，所以大受歡迎。但是這類設(shè)備引進費用也是相當(dāng)?shù)陌嘿F，所以國內(nèi)很多企業(yè)的技術(shù)人員在原先的舊機床上進行改進，來達到提高生產(chǎn)率和降低工人的勞動強度，實現(xiàn)工業(yè)自動化，這類改進同樣也大受歡迎。機械手是一種模仿人體上肢運動的機器，它能按照預(yù)定要求輸送工種或握持工具進行操作的自動化技術(shù)設(shè)備，對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化，推動工業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強大的生命力，受到人們的廣泛重視和歡迎。工業(yè)機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁，單調(diào)的操作，如果沒有機械手那么工人的勞動強度是很高的，有時候還要用行車員工件，生產(chǎn)速度大大延緩，這種情況采用機械手是很有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染環(huán)境條件上進行操作。更顯其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手的是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)殿起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用在機械工業(yè)中，應(yīng)用機械手的意義可以概括如下：（一）以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度應(yīng)用機械手有利于實現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化的程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。（二）以改善勞動條件，避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空間狹窄的場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的，而應(yīng)用機械手即可部分或全部代替人安全的完成作業(yè)，使勞動條件得以改善。在一些簡單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機械手代替人進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。（三）可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)。綜上所述，有效的應(yīng)用機械手，是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。1 任務(wù)要求與總體設(shè)計方案1.1 設(shè)計任務(wù)與要求許多娛樂場合設(shè)有投幣手動抓物機械手。仿照娛樂場合中的手動抓物機械手，設(shè)計機械手的控制系統(tǒng)，能夠配合機械手的機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)手動抓物。要求：在資料調(diào)查和分析的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行的分析和設(shè)計；要求完成如下主要功能：（1）機械手的控制可以用單片機或PLC；（2）通過按鍵，實現(xiàn)機械手的上升、下降、左移、右移、手爪張開、閉合；（3）可采用上位機，遠(yuǎn)程控制機械手的上升、下降、左移、右移、手爪張開、閉合。（4）采用電機驅(qū)動控制方式。1.2 總體設(shè)計方案確定機械手的任務(wù)要求，根據(jù)任務(wù)要求初步擬定機械手的技術(shù)參數(shù)、運動形式、驅(qū)動方案、控制系統(tǒng)方案等。本課題主要涉及到一下三部分內(nèi)容：第一，機械手的機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計；第二，使機械手?jǐn)[動的設(shè)計及驅(qū)動手臂運動的選擇。第三，控制系統(tǒng)的設(shè)計。實施方案：（1）機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計按照模塊化的設(shè)計方法，將機械手分為底座、大臂、中臂、前臂和手爪四個部分，共四個自由度（不包括爪開關(guān)自由度）。（2）機械手?jǐn)[動的設(shè)計機械手根據(jù)手臂的動作形態(tài)，采用多關(guān)節(jié)型機械手結(jié)構(gòu)緊湊，定位精度較高，控制靈活范圍廣，占地面積小，因此本設(shè)計采用多關(guān)節(jié)型機械手。（3）驅(qū)動手臂運動的選擇 機械手采用電動機構(gòu)驅(qū)動機械手結(jié)構(gòu)簡單、控制方便，驅(qū)動力較大大等特點。（4）控制系統(tǒng)的設(shè)計本畢設(shè)采用機械手控制系統(tǒng)使用VB6.0編程軟件編制作上位機操作界面，人工手動操作上位機輸出控制信號通過RS232串口通信發(fā)送給ATmega64單片機，單片機接收到信號后使用內(nèi)部定時器模擬輸出伺服電機的控制脈沖，從而實現(xiàn)自動控制和遠(yuǎn)程控制機械手的目的。機械手由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)這三部分組成，如圖 1-1 所示。圖1-1機械手系統(tǒng)組成要實現(xiàn)機械手所期望實現(xiàn)的功能，機械手的各部分之間必然還存在著相互關(guān)聯(lián)、相互影響和相互制約。它們之間的相互關(guān)系如圖1-2 所示。圖1-2 機械手控制系統(tǒng)2 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計機械結(jié)構(gòu)是機械手的骨架，機械結(jié)構(gòu)的好壞直接影響著機械手的功能。2.1機械手的主體機械設(shè)計對于機械手的主體骨架的設(shè)計，機械部分底座、大臂、中臂、前臂和手爪。2.2 機械手?jǐn)[動的設(shè)計為實現(xiàn)機器人的末端執(zhí)行器在空間的位置而提供的3個自由度，可以有不同的運動組合，通?？梢詫⑵湓O(shè)計成如下四種形式：表2-1 機械手結(jié)構(gòu)選型表結(jié)構(gòu)形式方案特點優(yōu)缺點結(jié)構(gòu)簡圖1直角坐標(biāo)型作機的手臂具有三個移動關(guān)節(jié)，其關(guān)節(jié)軸線按直角坐標(biāo)配置結(jié)構(gòu)剛度較好，控制系統(tǒng)的設(shè)計最為簡單，但其占空間較大，且運動軌跡單一2圓柱坐標(biāo)型操作機的手臂至少有一個移動關(guān)節(jié)和一個回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，其關(guān)節(jié)軸線按圓柱坐標(biāo)系配置結(jié)構(gòu)剛度較好，運動所需功率較小，控制難度較小，但運動軌跡簡單，使用過程中效率不高3球坐標(biāo)型操作機的手臂具有兩個回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和一個移動關(guān)節(jié)，其軸線按極坐標(biāo)系配置結(jié)構(gòu)緊湊，但其控制系統(tǒng)的設(shè)計有一定難度，且機械手臂的剛度不足，機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜4關(guān)節(jié)型操作機的手臂類似人的上肢關(guān)節(jié)動作，具有三個回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)運動軌跡復(fù)雜，結(jié)構(gòu)最為緊湊，但控制系統(tǒng)的設(shè)計難度大，機械手臂的剛度差根據(jù)本次設(shè)計的要求，工件要垂直升降、旋轉(zhuǎn)、水平移動?？紤]其復(fù)雜程度選擇關(guān)節(jié)型。2.3 機械手爪部設(shè)計夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指(或手爪)和傳力機構(gòu)所組成。其傳力結(jié)構(gòu)形式比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。夾持式是最常見的一種方式，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式(或內(nèi)漲式)和外夾式兩種:按模仿人手手指的動作，手指可分為一支點回轉(zhuǎn)型，二支點回轉(zhuǎn)型和移動型(或稱直進型)，其中以二支點回轉(zhuǎn)型為基本型式。當(dāng)二支點回轉(zhuǎn)型手指的兩個回轉(zhuǎn)支點的距離縮小到無窮小時，就變成了一支點回轉(zhuǎn)型手指;同理，當(dāng)二支點回轉(zhuǎn)型手指的手指長度變成無窮長時，就成為移動型?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，應(yīng)用廣泛。移動型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。如圖2-1所示為夾持式手部結(jié)構(gòu)。圖2-1夾持試機械爪其手指夾緊工件是由舵機中的齒輪帶動另一手爪齒輪使手指開閉。手部結(jié)構(gòu)中的齒輪齒條屬于傳力機構(gòu)。設(shè)計時考慮的幾個問題：(一)具有足夠的握力(即夾緊力)。在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。(二)手指間應(yīng)具有一定的開閉角。兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。(三)具有足夠的強度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，但應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。綜合上述考慮，由于機械爪性能要求及加工精度要求都比較高，現(xiàn)有的工具無法完成其制作要求，故決定通過購買獲得符合該要求機械爪。2.4 材料與型材選擇機械手的制作材料多種多樣，因此有多種方案可以選擇。方案一：使用及鋁合金材料相對于通常使用的鋼鐵材料，鋁有以下的重要特點和優(yōu)點。基于這些特點和優(yōu)點，鋁及其鋁合金在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。（1）質(zhì)量輕。鋁的密度約為2.7g/cm，只是鋼鐵的1/3。鋁合金不僅用應(yīng)用于飛機制造等方面，而且由于當(dāng)前節(jié)約能源的需要，車輛與舟船等常用交通運輸工具的輕量化更加突出，鋁合金在這方面也得到更加廣闊的應(yīng)用。此外，在土木結(jié)構(gòu)和建筑門窗等方面，鋁合金制造的結(jié)構(gòu)也已經(jīng)被廣泛采用。（2）耐腐蝕。鋁及鋁合金在大氣中不會“生銹”，耐大氣腐蝕性遠(yuǎn)優(yōu)于鋼鐵。這是由于鋁對于空氣中的氧具有較大的親和力，因此，當(dāng)鋁的表面曝露大氣中時，其表面很快就能生成一層附著力強、致密的有一定保護下的自然氧化膜。盡管氧化膜的厚度很薄，只有0.010.05um，但這已經(jīng)賦予鋁及鋁合金優(yōu)良的耐大氣腐蝕性。特別是鋁的陽極氧化處理，由于鋁的陽極氧化膜是透明膜，既可以保持鋁原有的金屬質(zhì)感，而且又可大幅度的提高金屬鋁原表面的硬度。耐腐蝕性和耐磨損性，從而大大拓寬鋁及鋁合金的應(yīng)用范圍。（3）鋁容易形成各種合金。鋁合金可以滿足多方面新的性能要求，尤其可以滿足力學(xué)性能與腐蝕性能方面的需要。目前已經(jīng)使用的工業(yè)鋁合金品種以達400多種，形成8個系列，從延展性最好的低強度純鋁1XXX系列到超高強度的7XXX系合金，極限抗拉強度已經(jīng)高達690MPa。鋁合金可以通過熱處理進一步強化，其強度甚至可以和優(yōu)質(zhì)合結(jié)鋼媲美。（4）加工成型性好。鋁及鋁合金的壓力加工產(chǎn)品，如板、管、棒、型、線、箔和粉都可以生產(chǎn)，并且其產(chǎn)品都已近得到廣泛的工業(yè)應(yīng)用。另外，許多鋁的零部件和工藝品還可以通過鑄造工藝得到。鋁合金還可以進行車、銑、鏜、刨等機械加工。（5）熱傳導(dǎo)性高。鋁的熱傳導(dǎo)性雖次于銅，其導(dǎo)熱率相當(dāng)高，約為銅的50%60%，而單位重量的導(dǎo)熱性則優(yōu)于銅。不論加熱還是冷卻，鋁都是很好的金屬介質(zhì)。為此，在食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、石油工業(yè)和航空工業(yè)中，鋁材是被廣泛采用的熱交換器材料。此外，鋁是生產(chǎn)金屬廚具首選材料。（6）導(dǎo)電性好。鋁是兩個常用的高電導(dǎo)率金屬之一，電導(dǎo)體級別的鋁是IACS（國際退火銅標(biāo)準(zhǔn)）的62%，然而鋁的密度只有銅的1/3，因此，單位重量的鋁卻是相同單位重量的銅導(dǎo)電性的兩倍。（7）光反射性強。拋光的鋁對于無線電波、可見光波，直至紅外光波等所有電磁光波都具有極強的反射性。拋光的鋁表面對于白光的反射率達到80%以上。（8）無低溫脆性。鋁的低溫拉伸強度比較高，可以用于低溫結(jié)構(gòu)材料。（9）耐克輻射性。鋁的熱中子吸收截面小，僅為0.23x10Pa左右，適合與熱中子可反應(yīng)堆使用。（10）沖擊吸收性比較好。鋁及鋁合金的沖擊吸收性好，適于制作汽車的保險杠。（11）非磁性，沖擊不產(chǎn)生火花。鋁及鋁合金是非磁性的，且受沖擊時不產(chǎn)生火花。這一性能在某些特殊用途時是非?？少F的特性，由此可作為電器設(shè)備的屏蔽材料，或作為易燃易爆的器材、儀表材料等。（12）可焊接。鋁及鋁合金通過惰性氣體電弧焊接后的外觀、耐腐蝕性和力學(xué)性能都比較好，可以滿足焊接結(jié)構(gòu)件的需要。（13）無毒性。鋁對于生物體是無毒的。鋁的缺點：盡管鋁具有上述優(yōu)點和特點，但是鋁也有其本身的缺點和弱點，其中有一些缺點可能就是從優(yōu)點衍生的。其主要缺點是：（1）鋁的硬度比較低，與此同時其耐磨性也比較差。（2）鋁在凝固時體積收縮率比較大，大約為6.6%。（3）鋁的線膨脹系數(shù)比較高。（4）鋁的熔點比較低，鋁和鋁合金的使用溫度不可能超過200攝氏度，因此起高溫的使用受到限制。（5）鋁的彈性模量只有剛的1/3。機械手使用的材料大部分是用于結(jié)構(gòu)，一般應(yīng)該是金屬材料，而且所承載的力度和運動后不應(yīng)該產(chǎn)生嚴(yán)重的變形和斷裂，從力學(xué)的角度看即具有足夠的強度。因此主要材料選用各種不銹鋼管和鋁合金管。這兩者比較，重量輕，壽命高，因此除了特別講究強度，剛度以及抗摩擦磨損性的機構(gòu)，一般更多選用不銹鋼管作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料。方案二：使用有機玻璃材料有機玻璃的特性： （1）高度透明性。有機玻璃是目前最優(yōu)良的高分子透明材料，透光率達到92，比玻璃的透光度高。稱為人造小太陽的太陽燈的燈管是石英做的，這是因為石英能完全透過紫外線。普通玻璃只能透過0.6的紫外線，但有機玻璃卻能透過73。 （2）機械強度高。有機玻璃的相對分子質(zhì)量大約為200萬，是長鏈的高分子化合物，而且形成分子的鏈很柔軟，因此，有機玻璃的強度比較高，抗拉伸和抗沖擊的能力比普通玻璃高718倍。有一種經(jīng)過加熱和拉伸處理過的有機玻璃，其中的分子鏈段排列得非常有次序，使材料的韌性有顯著提高。用釘子釘進這種有機玻璃，即使釘子穿透了，有機玻璃上也不產(chǎn)生裂紋。這種有機玻璃被子彈擊穿后同樣不會破成碎片。因此，拉伸處理的有機玻璃可用作防彈玻璃，也用作軍用飛機上的座艙蓋。（3）重量輕。有機玻璃的密度為1.18kg/dm3，同樣大小的材料，其重量只有普通玻璃的一半，金屬鋁（屬于輕金屬）的43。（4）易于加工。有機玻璃不但能用車床進行切削，鉆床進行鉆孔，而且能用丙酮、氯仿等粘結(jié)成各種形狀的器具，也能用吹塑、注射、擠出等塑料成型的方法加工成大到飛機座艙蓋，小到假牙和牙托等形形色色的制品。 有機玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）具有質(zhì)地堅硬，可加熱塑形。絕熱絕緣，對X線、MRI檢查無影響等優(yōu)點，在國內(nèi)外曾一度得到廣泛應(yīng)用。其缺點是力學(xué)性能差，主要是脆性大，抗沖擊性能差，受到第二次意外打擊時，有機玻璃易破碎。以后有學(xué)者對有機玻璃進行了改進，在其中加入了增強纖維（短碳纖維），制成了短碳纖維增強聚甲基丙烯酸甲酯。經(jīng)測試，其抗拉彈性模量（剛性）和抗沖擊強度比有機玻璃提高了2倍，硬度高，線膨脹系數(shù)常溫時相當(dāng)于有機玻璃在-400的數(shù)值。耐介質(zhì)試驗在常溫下350h，幾乎無明顯增重、增容。板材壓模復(fù)合材料中隨機走向的纖維，可阻止裂紋的擴展。具有板材薄、重量輕、有良好的抗沖擊能力，不釋放毒性物質(zhì).綜合上述兩種方案：（1）由于該機械手為機械模型，機械強度要求并不是很高，有機玻璃的機械強度足以滿足該機械手運動強度。（2）從制作難度考慮，有機玻璃受熱容易形變，相比鋁合金更容易加工制作。（3）從成本考慮，有機玻璃比鋁合金便宜很多，相同體積的鋁合金比有機玻璃貴510倍。集合以上優(yōu)缺點故選擇方案二。2.5 驅(qū)動系統(tǒng)方案的選擇一般情況下機械手驅(qū)動系統(tǒng)的選擇按照動力源分為液壓、氣壓和電動三大類，根據(jù)需要，也可以將這三種基本類型組合成復(fù)合式的驅(qū)動系統(tǒng)。目前廣泛采用的驅(qū)動系統(tǒng)的比較如下表：表2-2:常用驅(qū)動系統(tǒng)特性特性輸出功率和使用范圍控制性能和安全性結(jié)構(gòu)性能安裝和維護要求效率和制造成本氣壓驅(qū)動氣壓較低，輸出功率小，當(dāng)輸出功率增大時，結(jié)構(gòu)尺寸將過大只適用于小型，快速驅(qū)動壓縮性大，對速度、位置精確控制困難。阻尼效果差。低速不易控制，排氣有噪音結(jié)構(gòu)體積較大，結(jié)構(gòu)易于標(biāo)準(zhǔn)化。易實現(xiàn)直接驅(qū)動，密封問題不突出安裝要求不高，能在惡劣環(huán)境種工作，維護方便效率低，（為0.150.2）氣源方便，結(jié)構(gòu)簡單，成本低液壓驅(qū)動油壓高，可獲得較大的輸出功率，適用于重型，低速驅(qū)動器液體不可壓縮，壓力、流量易控制，反應(yīng)靈敏，可無級調(diào)速、能實現(xiàn)速度、位置的精確控制，傳動平穩(wěn)，泄漏對環(huán)境污染結(jié)構(gòu)較氣動要小，易于標(biāo)準(zhǔn)化，易實現(xiàn)直接驅(qū)動，密封問題顯得重要安裝要求高（防泄漏），要配置液壓元設(shè)備，安裝面積大，維護要求較高效率中等為0.30.6，管路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本高交直流普通電動機適用于抓其重量較大而速度低的中、重型機器人的驅(qū)動 輸出力較大控制性能差，慣性大，不易精確定位對環(huán)境無影響電動機驅(qū)動以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，需減速裝置，傳動體積較大安裝維修方便成本低效率為0.5左右步進、伺服電動機步進電動機輸出力較小、伺服電機可大一些適用于運動控制要求嚴(yán)格的中、小型機器人控制性能好，控制靈活性強，可實現(xiàn)速度、位置的精確控制，對環(huán)境無影響體積小，需減速裝置維修使用較復(fù)雜成本較高效率為0.5左右綜合考慮以上驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)缺點以及工作要求，選擇伺服電動機驅(qū)動系統(tǒng)作為驅(qū)動方式。2.6 電機類型選擇方案 在日常系統(tǒng)所采用的電機，一般采用直流電機、步進電機、舵機。方案一：使用直流電機直流電機工作原理：直流電動機是使電機的繞組在直流磁場中旋轉(zhuǎn)感應(yīng)出交流電，經(jīng)過機械整流，得到直流電。廣泛應(yīng)用于收錄機、錄像機、影碟機、電動剃須刀、電吹風(fēng)、電子表、玩具等。直流電機能提供較大力矩，能夠輕易驅(qū)動機體運動。在極限位置放置限位開關(guān)，可控制機械手轉(zhuǎn)動。方案二：使用步進電機 步進電機的工作原理：步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件。在非超載的情況下，電機的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可固定角度轉(zhuǎn)動，不需限位開關(guān)便可控制機械手轉(zhuǎn)動到指定位置。方案三：使用舵機圖2-2舵機 圖2-3舵機接線圖圖2-4舵機結(jié)構(gòu)圖舵機工作原理：舵機主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機發(fā)出訊號給舵機，經(jīng)由電路板上的 IC判斷轉(zhuǎn)動方向，再驅(qū)動無核心馬達開始轉(zhuǎn)動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經(jīng)到達定位。舵機可在0180精確轉(zhuǎn)動，能夠提供較大力矩并且擁有保持位置的功能，反應(yīng)靈敏，可很好的完成機械手運動要求。 根據(jù)設(shè)計要求，該機械手的電機需滿足：（1） 電機能夠提供比較大的力矩來抓取物體。（2） 電機能夠做到精確角度定位，使機械爪準(zhǔn)確移動抓取物體。（3） 電機能夠在較大力矩下保持原位置能力。綜上要求，直流電機雖然能提供很大力矩，但不好精確定位并保持原位置。步進電機能夠轉(zhuǎn)動較精確角度，但不能提供大力矩和保持原來位置。舵機可在0180精確轉(zhuǎn)動，且能夠提供較大力矩并且擁有保持位置的功能。故選擇方案三。按上述設(shè)計考慮，完成機械手結(jié)構(gòu)的制作，如圖2-5：圖2-5機械手結(jié)構(gòu)3 機械手硬件電路設(shè)計根據(jù)任務(wù)要求，機械手系統(tǒng)電路設(shè)計可主要分為三個模塊：單片機主控模塊、矩陣按鍵模塊、串口通訊模塊。圖3-1為硬件電路設(shè)計方框圖。圖3-2 單片機整體模塊設(shè)計原理圖。圖3-1硬件電路設(shè)計方框圖圖3-2 單片機整體模塊設(shè)計原理圖3.1 單片機模塊3.1.1單片機方案選擇單片機體積小巧，內(nèi)部包括中央處理器，數(shù)據(jù)存儲器，程序存儲器及輸入輸出設(shè)備。對于需要靈活機動，精度要求不高，有可擴展性及程序可擦寫和簡單成熟的編程平臺等要求，單片機不失為最合適的選擇。現(xiàn)有兩種單片機AT89S51和AVR可供選擇。方案一：采用常見的 89S51作為米粉機點餐系統(tǒng)的控制核心。傳統(tǒng)的51 單片機具有價格低廉，輸入輸出接口多，使用簡單等特點，容易開發(fā)。方案二：采用AVR單片機，AVR單片機在一個芯片內(nèi)將增強性能的RISC 8位CPU與可下載的FLASH相結(jié)合使其成為適合于許多要求。具有高度靈活性的嵌入式高效微控制器。從機械手的功能實現(xiàn)來說，單片機主要能夠多路模擬輸出精確的PWM功能上，實現(xiàn)上位機串口通訊，S51單片機與AVR單片機相比，AVR單片機擁有內(nèi)置多路的PWM輸出而且AVR單片機具有更好的穩(wěn)定性和程序處理效率，實現(xiàn)起來也比較方便，因此采用方案二的AVR單片機。3.1.2單片機主控電路設(shè)計ATmega64是基于增強的AVR RISC機構(gòu)的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先進的指令執(zhí)行時間，ATmega64的數(shù)據(jù)吞吐率高達1MIPS/MHz,從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。主控電路的設(shè)計是以ATmega64單片機和RS232通信模塊為核心，外接矩陣按鍵模塊和電源等硬件電路。ATmega64單片機工作在8MHZ的頻率下，采用+5V的直流電源供電。圖3-3為單片機最小系統(tǒng)設(shè)計圖。圖3-3 ATmega64處理器在單片機系統(tǒng)模塊中，還包括有外部晶振電路、復(fù)位電路。3.1.3AVR晶振電路的設(shè)計與傳統(tǒng)的51單片機相比，AVR單片機內(nèi)置RC振蕩電路。出廠時，未進行時鐘源設(shè)置的AVR，其時鐘源使用的是內(nèi)部RC振蕩，一般情況使用的是1M頻率。通過對熔絲位的設(shè)置，可以設(shè)置MCU的內(nèi)部RC振蕩頻率。例如：4M、8M等。不過，內(nèi)置RC振蕩，在一致性方面存在差異，它因生產(chǎn)的批次有所差異，亦與溫度等因素有較大的相關(guān)性。所以，在一些對時鐘要求較高的場合，如：精確定時，RS232通信等，這些場合，建議使用外部的晶振線路。圖3-4為外部晶振電路：圖3-4晶振電路3.1.4AVR復(fù)位電路的設(shè)計AVR單片機內(nèi)置復(fù)位電路，并且在熔絲位里，可以控制復(fù)位時間，所以，AVR單片機可以不設(shè)外部上電復(fù)位電路，依然可以正常復(fù)位，穩(wěn)定工作。 若是系統(tǒng)需要設(shè)置按鍵復(fù)位電路，那么注意，AVR單片機是低電平復(fù)位，圖3-5為設(shè)計的按鍵復(fù)位電路： 圖3-5復(fù)位電路3.2 矩陣按鍵模塊單片機通過動態(tài)掃描識別矩陣按鍵，可大大減少單片機IO口的使用。使用按鍵時注意由於這種按鍵是機械式的開關(guān)，當(dāng)按鍵被按下時，鍵會震動一小段時間才穩(wěn)定，為了避免讓8051誤判為多次輸入同一按鍵，我們必須在偵測到有按鍵被按下，就延遲一小段時間，使鍵盤跳過抖動狀態(tài)以達穩(wěn)定狀態(tài)，再去判讀所按下的鍵，就可以讓鍵盤的輸入穩(wěn)定。圖3-6為矩陣按鍵電路圖：圖3-6矩陣按鍵圖3-7矩陣鍵盤3.3串口通信模塊RS-232C是由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）正式公布的，在異步串行通信中應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)總線。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程?，F(xiàn)在，計算機上的串行通信端口（RS-232）是標(biāo)準(zhǔn)配置端口，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。圖3-7為串口通信模塊，圖3-7 RS232串口通信4 軟件系統(tǒng)設(shè)計軟件編程既可以用匯編語言，又可采用C語言。在這套系統(tǒng)制作中單片機編程采用的是C語言編程。C語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。C語言有功能豐富的庫函數(shù)、運算速度快、編譯效率高、有良好的可移植性，而且可以直接實現(xiàn)對系統(tǒng)硬件的控制。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯地增加軟件的可讀性，便于改進和擴充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。軟件部分是用來配合硬件電路，指揮控制整個系統(tǒng)的動作，以實現(xiàn)設(shè)計預(yù)定功能。此系統(tǒng)在運行中，其主要由兩部分功能組成：一部分是PC上位機操作界面通過人工手動操作鼠標(biāo)點擊或鍵盤按鍵信息收集控制信號，并將信號通過串口通信發(fā)送給單片機。另一部分是單片機接受上位機信號或接受外部矩陣按鍵信號后對機械結(jié)構(gòu)的運動的控制。4.1 上位機程序設(shè)計根據(jù)設(shè)計的電路要求，圖4-1為 PC上位機操作界面的程序框圖，圖4-1上位機操作界面框圖根據(jù)流程圖的流程編寫上位機操作界面，打開VB6.0創(chuàng)建主窗體frmmain,創(chuàng)建串口通信Mscomm控件及添加按鍵控件。一般用VB開發(fā)串行通信程序有兩種方法:一是利用Windows的通信API函數(shù);另一種是采用VB標(biāo)準(zhǔn)控件Mscomm來實現(xiàn)。利用API編寫串口通信程序較為復(fù)雜，需要掌握大量通信知識，其優(yōu)點是可實現(xiàn)的功能更豐富、應(yīng)用面更廣泛，更適合于編寫較為復(fù)雜的低層次通信程序。在本畢設(shè)中不需太多串口功能，故不使用該方法。采用Mscomm控件實現(xiàn)串口通信時，首先添加一Mscomm控件到窗體中，該控件一般不在通用工具窗口中，而是需通過菜單項工程（P）部件(O)進入選擇窗口，在控件tab頁中選取MicrosoftCommControl5.0，此時工具窗口中出現(xiàn)Mscomm圖標(biāo)，即可被使用。以下程序為VB6.0打開串口程序：Private Sub cmd打開串口_Click() MSComm.CommPort = 4 打開COMM4口 If MSComm.PortOpen = False Then MSComm.Settings = 9600,n,8,1 9600波特率，無校驗，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位 MSComm.PortOpen = True 打開串口 End If MSComm.InBufferCount = 0 清除接收緩沖區(qū) End Sub在主窗體添加鍵盤按鍵觸發(fā)事件及鼠標(biāo)按下放開事件，檢測按鍵及鼠標(biāo)按鍵。以下是在鍵盤觸發(fā)事件中檢測按鍵的程序：Private Sub Form_KeyPress(KeyAscii As Integer)If KeyAscii = Asc(a) Then Call cmd1_Click 按 “a”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(d) Then Call cmd2_Click 按 “d”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(u) Then Call cmd3_Click 按 “u”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(j) Then Call cmd4_Click 按 “j”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(i) Then Call cmd5_Click 按 “i”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(k) Then Call cmd6_Click 按 “k”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(o) Then Call cmd7_Click 按 “o”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(l) Then Call cmd8_Click 按 “l(fā)”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(w) Then Call cmd9_Click 按 “w”鍵，按鍵1觸發(fā)事件If KeyAscii = Asc(s) Then Call cmd10_Click 按 “s”鍵，按鍵1觸發(fā)事件End Sub根據(jù)檢測到的按鍵信號發(fā)送機械手控制信號到串口數(shù)據(jù)發(fā)送區(qū)。圖4-2為程序框圖：圖4-2程序框圖在編寫的上位機操作界面添加編組框及退出鍵完善操作界面，使界面更友好。（上位機總程序詳見附錄一）。圖4-3為完成后的操作界面：圖4-3上位機操作界面4.2 單片機總程序設(shè)計 根據(jù)設(shè)計的的要求，進行AVR單片機C語言編程，編程思路方框圖如圖4-4。（單片機程序詳見附錄二）開始初始化檢測矩陣按鍵按下串口中斷判斷鍵值發(fā)送指令接收數(shù)據(jù)輸出控制信號圖4-4單片機程序框圖使用WINAVR編程軟件進行編程。創(chuàng)建工程進入編程，首先調(diào)用頭文件：#include #include #include 分別為單片機引腳定義頭文件、延遲頭文件、中斷函數(shù)頭文件。這三個頭文件在一般編程中常常用到，接著將IO口初始化和串口初始化。4.2.1串口程序設(shè)計ATmega64單片機擁有2個串口中斷函數(shù)，分別為串口中斷0（Usart0）和串口中斷1（Usart1）本次畢設(shè)使用串口中斷1。串口中斷1程序初始化如下：void Usart_Init()UCSR1A = 0X00;UCSR1C &=(1UMSEL1); /異步通信UCSR1C |= (1 UCSZ11) | (1 UCSZ10); /數(shù)據(jù)格式8，N，1 /UCSRC寄存器與UBRRH寄存器共用相同的I/O地址,寫 UCSRC 時， URSEL 應(yīng)設(shè)置為 1。UBRR1L = (fosc / BAUD / 16 - 1) % 256; /波特率設(shè)置UBRR1H = (fosc / BAUD / 16 - 1) / 256;UCSR1B |= (1 RXCIE1) | (1 RXEN1) | (1 TXEN1); /發(fā)送使能串口程序還包括串口接收中斷函數(shù)、串口字節(jié)發(fā)送函數(shù)等。（詳見附錄二單片機程序）4.2.2舵機控制程序設(shè)計舵機主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機發(fā)出訊號給舵機，經(jīng)由電路板上的 IC判斷轉(zhuǎn)動方向，再驅(qū)動無核心馬達開始轉(zhuǎn)動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器送回訊號，判斷是否已經(jīng)到達定位。 舵機是一種位置伺服的驅(qū)動器，適用于那些需要角度不斷變化并可以保持的控制系統(tǒng)。工作時，控制信號由接收機的通道進入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓。它內(nèi)部有一個基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為1.5ms的基準(zhǔn)信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。最后，電壓差的正負(fù)輸出到電機驅(qū)動芯片決定電機的正反轉(zhuǎn)。當(dāng)電機轉(zhuǎn)速一定時，通過級聯(lián)減速齒輪帶動電位器旋轉(zhuǎn)，使得電壓差為0，電機停止轉(zhuǎn)動。 控制脈沖固定周期為20ms，當(dāng)送出以下正脈沖寬度時，可以得到不同的控制結(jié)果：1、正脈沖寬度為 0.5ms 時，舵機會反轉(zhuǎn)（逆時針）。 2、正脈沖寬度為 2.5ms 時，舵機會正轉(zhuǎn)（順時針）。 3、正脈沖寬度為 1.5ms 時，舵機會回到中點。如圖4-5：圖4-5 舵機輸出轉(zhuǎn)角與輸入信號脈沖寬度的關(guān)系本畢設(shè)使用單片機計數(shù)/定時器0產(chǎn)生模擬PMW信號來控制舵機轉(zhuǎn)動。由于使用外部晶振為8MHz，便于精確計算定時時間，采用8分頻，定時50計數(shù)次后產(chǎn)生中斷。定時初值設(shè)置TCNT0 = 0xce，定時時間 = (256-206)/8M*8=50us。每產(chǎn)生400次中斷后便可生成20ms的PWM舵機控制信號。以下為定時器0的初始設(shè)置：void init_devices(void) /初始配置/T/C0定時中斷設(shè)置 cli(); /禁止所有中斷TIMSK |= (1 TOIE0); /T/C0溢出中斷允許TCCR0 |= (1 CS01); / T/C0工作于普通模式8分頻TCNT0 = 0xce; /定時初值設(shè)置，定時時間 = (256-206)/8M*8=50usCounter50us = 0; / 500us計時變量清零 sei(); /使能全局中斷 5 系統(tǒng)調(diào)試 在硬件和軟件都完成后，需要對硬件和軟件分別調(diào)試。只有當(dāng)硬件中的各個模塊工作測試穩(wěn)定好后，才能進行系統(tǒng)總體調(diào)試。這里將調(diào)試的過程及在調(diào)試的過程中所遇到的問題提出來進行討論，以便能夠進一步的掌握設(shè)計工作的要領(lǐng)，積累經(jīng)驗。5.1 機械系統(tǒng)總裝調(diào)試在每個機械模塊都加工完成后，就把每個模塊安裝在主體骨架的相應(yīng)位置，把電機接上相應(yīng)的電源，調(diào)試電機帶動機械運動的效果，對不到位之處進行修改，從而確定電機裝配位置，和所提供電源電壓的大小，使系統(tǒng)運行達到設(shè)計效果。對模塊的機械系統(tǒng)調(diào)試，是以小體配合大體來進行調(diào)試，已修改小尺寸為主，以最簡單的修改方式來解決一些裝配上的問題。5.2 硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是針對電路板調(diào)試，檢測它們的工作狀態(tài)是否到達電路設(shè)計要求，也是檢測電路板功能的實現(xiàn)情況。5.2.1單片機電路板的調(diào)試首先通過下載口寫入一個程序驗證板子的基本功能，可使一些IO管腳輸出不同高低電平，再用萬用表測量電壓來判斷電路好壞，由于本畢設(shè)電路的單片機PA口有發(fā)光二極管，可使PA口輸出流水燈，便于直觀的觀察電路情況，如下為測試程序：#include /io端口寄存器配置文件，必須包含#include /GCC中的延時函數(shù)頭文件int main(void) /GCC中main文件必須為返回整形值的函數(shù)，沒有參數(shù)PORTA = 0X00; /PORTB輸出低電平，使LED熄滅DDRA = 0XFF; /配置端口PB全部為輸出口while(1)unsigned char Flow_LED,Delay500ms; /定義流水燈循環(huán)次數(shù)以及延時時間變量for(Flow_LED = 0;Flow_LED = 7;Flow_LED+) /流水燈從0-7總共循環(huán)8次PORTA = (1 Flow_LED); /每次循環(huán)中點亮一個LEDfor(Delay500ms = 0;Delay500ms 5;Delay500ms+) /延時500ms_delay_ms(100); /delay.h中的延時1ms函數(shù)然后拔掉下載線，以5V的電壓給單片機板供電，此時看看板子的工作狀態(tài)，如果運行流水燈狀態(tài)則板子調(diào)試成功，可以寫入所需的程序；反之要檢測板子的電路原理圖和電路上的焊接點，從而找出錯誤并采取相應(yīng)的措施修改。5.2.2RS232串口的調(diào)試打開串口調(diào)試助手軟件，然后燒入接收到數(shù)據(jù)并發(fā)送接收數(shù)據(jù)的串口程序給單片機，給電路提供5V的芯片工作電壓，打開串口調(diào)試助手并發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有信號返回則串口電路成功；反之要檢測反之要檢測板子的電路原理圖和電路上的焊接點，是否有無接反，從而找出錯誤并采取相應(yīng)的措施修改。5.3 軟件調(diào)試5.3.1上位機程序調(diào)試VB操作界面編程中，串口控件是難點，編好程序后可將串口連接線2和3腳短接，可不用外部硬件便可以進行數(shù)據(jù)發(fā)送接收調(diào)試。5.3.2單片機程序調(diào)試單片機控制程序是采用C語言編程，編程所采用的軟件是Keil 編程軟件。關(guān)于單片機C語言軟件調(diào)試，在語句中出現(xiàn)的語法錯誤，該軟件會提示出來，以便于更正。因此，軟件調(diào)試主要的工作是檢查頭文件是否正確，是否與單片機的端口地址相匹配。其次，就是檢查初始化程序的正確性。然后就是根據(jù)軟件實現(xiàn)步驟逐個檢查程序的可行性，以及程序的嵌套性是否都能達到設(shè)計的要求。單片機部分調(diào)試中的難點是舵機控制部分。PWM模擬信號判斷輸出需在每次定時中斷期間完成，若定時中斷時間過短，則在下一個中斷來臨時程序還在運行判斷，則會丟失中斷；如果中斷時間過長，則PWM模擬信號輸出粗糙，不能精確控制舵機轉(zhuǎn)動，更有可能會出現(xiàn)舵機抖動的情況。5.4 最終作品 圖5-1 機械手（正面） 圖5-2機械手（背面）圖5-3電路板經(jīng)過一個多星期的調(diào)試，作品正式完成，它能夠穩(wěn)定地實現(xiàn)畢設(shè)要求功能。作品參數(shù)：臂長為40cm；機體質(zhì)量：1.5Kg；額定工作電壓：5V；最大抓起質(zhì)量：300g6 總結(jié)機械手控制系統(tǒng)經(jīng)過一段時間的制作，在要求的時間內(nèi)把整個大系統(tǒng)制作完成，它能夠按照任務(wù)書中的要求穩(wěn)定地實現(xiàn)各個功能。在整個設(shè)計過程中，無論是對于系統(tǒng)的機械部分還是電路部分，都通過了各種方案優(yōu)缺點比較從而確定最終采用方案，整個設(shè)計思路清晰。在機械方面：主要由有機玻璃制作系統(tǒng)框架，用螺釘及熱熔膠固定，盡量用簡單易實現(xiàn)的機械結(jié)構(gòu)，來完成設(shè)計要求。樣機調(diào)試中出現(xiàn)了很多問題，例如定時中斷的時間過短，兩PWM信號發(fā)送的延遲時間過長，機械臂軸心不在一條線上等問題。但根據(jù)翻閱書籍和上網(wǎng)收索及設(shè)計理論分析，反復(fù)檢查程序，才發(fā)串口無法通信，現(xiàn)一些存在的問題使得系統(tǒng)不能正常運行。通過本次畢業(yè)設(shè)計，我對以前所學(xué)的理論知識有了更進一步的了解，同時能更加合理的查閱及利用資料，為達到課題要求而對在大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的課程進行了全面、綜合的鞏固和加深。這次畢業(yè)設(shè)計不同與以往任何一次課程設(shè)計，它耗時更長，獨立性更高，要求更加嚴(yán)格細(xì)致。它不僅要求我們能充分利用在校期間所學(xué)的課程的專業(yè)知識，同時也要求我們有良好的理解力、掌握力和實際運用的靈活度。在設(shè)計過程中給我印象最深的是作為一名設(shè)計人員，面對一項設(shè)計任務(wù)時，不僅要能夠熟練的運用相關(guān)專業(yè)知識，同時還要考慮到在實際應(yīng)用中所面對的場地、環(huán)境、資金和實際加工等一系列問題。通過這次畢設(shè)，大大提高了自己獨立查閱科技資料的能力、動手能力以及分析問題能力，并體會到科技制作的樂趣。 謝 辭桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院的四年的學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束，回首既往，自己一生最寶貴的時光能于這樣的校園之中，能在眾多學(xué)富五車、才華橫溢的老師們的熏陶下度過，實是榮幸之極。在這四年的時間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺。這除了自身努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。感謝桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院我的培養(yǎng)，在信科的日子，是我人生中最重要的四年，是學(xué)校的培養(yǎng)讓我學(xué)到了專業(yè)的科學(xué)文化知識，同時也提升了我的多方面的能力，塑造了我的人格，使我在未來的人生道路上能夠更加信心百倍的走下去。百年鄭安，春風(fēng)化雨，教我育我，永不能忘。感謝我的父母，我的家人。焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報。你們始終如一的支持和關(guān)愛是我人生道路不斷前進的強大動力，教我學(xué)會堅強、勇敢，使我在磨礪中得到成長。祝你們永遠(yuǎn)健康快樂，這是我最大的心愿和牽掛。通過此次的論文，我學(xué)到了很多知識，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，在論文的寫作過程中，通過查資料和搜集有關(guān)的文獻，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會記住很多的書本知識，但是通過畢業(yè)論文，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會了怎么更好的處理知識和實踐相結(jié)合的問題。還要感謝班的全體同學(xué)，感謝他們在朝夕相處中，互相幫助，對于我不懂的問題，他們都能很好的幫助我，不懂的大家一起研究，這使畢設(shè)能順利的完成。在此，祝老師們，以及所有關(guān)心我的人和我所關(guān)心的人身體健康，工作順利，心情愉快，幸福平安！參考文獻1 蔣新松. 機器人與工業(yè)自動化M . 石家莊: 河北教育出版社,2003.2 王耀南. 機器人智能控制工程M . 北京:科學(xué)出版社,2004.3 倪星元,等. 傳感器敏感功能材料及應(yīng)用M . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.4 雨宮好文. 傳感器入門M . 北京:科學(xué)出版社,2000.5 許大中等. 電機控制M . 杭州:浙江大學(xué)出版社,2002.6 黃玉清 梁靚 張玲霞 李想.機器人的差分方向控制與實現(xiàn)J.信息與電子工程.2004-9,2(3).7 余國衛(wèi) 譚延軍.基于AT89S52單片機的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)J.微處理機.2006-10,58 鄧江.基于AT89S52的車用抬頭顯示系統(tǒng)研究D.成都：電子科技大學(xué),20069 黃玉清 張江美等.模糊控制在移動機器人中的應(yīng)用J.西南科技大學(xué)報.2004-3,19(1).10 姜志海. 單片機原理及應(yīng)用M. 北京:電子工業(yè)出版社,2005.11 康華光. 電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版）M.北京:高等教育出版社,1999.12 黃玉清 梁靚.機器人導(dǎo)航系統(tǒng)中的路徑規(guī)劃算法J.微計算機信息嵌入式SOC.2006.22(7-2).13 萬永倫 丁杰雄. 一種機器人尋線控制系統(tǒng)J. 電子科技大學(xué)學(xué)報,2003,32(1).14 黃玉清 梁靚. 基于嵌入式PC的機器人光電尋線系統(tǒng)J.西南科技大學(xué)學(xué)報.2004-12,19(4).15 Li Wei. Behavior based control of a mobile robot in unknown environment using fuzzy logicJ.控制理論與應(yīng)用,1996,13(2).16 Ahmed Elsham li, Hussein Abdullah. Shaky Arabic Genetic algorithm for dynamic path planningJ. Electrical and computer Engineering 2004. Canadian Conference on Volume 2,2-5 May 2004. 0677-0680.17 Ersson T, Xiaoming Hu. Path planning and navigation of mobile robots in unknown environments J. Intelligent Robots and Systems, 2001.Proceedings 200IEEE/RSJ