避崖機(jī)器人的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)目錄1 機(jī)器人概述 .11.1機(jī)器人的定義 .21.2機(jī)器人學(xué)的進(jìn)展 .31.2.1世界各國(guó)的機(jī)器人發(fā)展 .31.2.2應(yīng)用范圍遍及工業(yè)、科技和國(guó)防的各個(gè)領(lǐng)域.82 避崖機(jī)器人的設(shè)計(jì)總方案102.1避崖機(jī)器人的設(shè)計(jì)任務(wù)及描述102.2避崖機(jī)器人的基本設(shè)計(jì)方案112.3避崖機(jī)器人的總方案112.4對(duì)避崖機(jī)器人方案的理想設(shè)計(jì)12避障部分的設(shè)計(jì)122.5避崖部分的設(shè)計(jì)143 避崖機(jī)器人的硬件介紹163.1 AVR 單片機(jī)的性能特點(diǎn) .163.1.1 ATmega16ATmega16L芯片的性能特點(diǎn) .163.1.2ATmega8535 芯片的性

2、能特點(diǎn) .173.1.3 ATmega8515 ATmega16 ATmega8535 ATmega32引腳圖 .173.2 直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) .193.2.1雙列直插式 LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成芯片 .193.2.2A3901 步進(jìn)電機(jī) . . 213.4 復(fù)位電路 .223.5機(jī)器人工作指示233.6 ISD1000A 芯片基本特點(diǎn) :244 避崖機(jī)器人的軟件單元254.1匯編語(yǔ)言概況254.2匯編語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)265 具體實(shí)施方案的設(shè)計(jì)285.1兩輪式行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)285.2兩輪行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析295.3碰避點(diǎn)的產(chǎn)生315.4對(duì)機(jī)器人進(jìn)行初步的編程錯(cuò)誤！未定義書簽。5.5 機(jī)器人

3、俯視圖 .325.6根據(jù)方案畫出的簡(jiǎn)要流程圖32參考文獻(xiàn)37附錄 138附錄 241畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：日期： 2013 年 3月10 日畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計(jì)）的

4、復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、 縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）或與該論文（設(shè)計(jì)）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，單位署名為。論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：日期：日期：2013年 3 年月 10月日日1 機(jī)器人概述1.1 機(jī)器人的定義“機(jī)器人”是存在于多種語(yǔ)言和文字的新造詞， 專家們采用不同的方法來(lái)定義這個(gè)術(shù)語(yǔ)。它的定義還因公眾對(duì)機(jī)器人的想象以及科學(xué)幻想小說(shuō)、電影、電視和網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)器人形狀的描述而變的更為困難。 為了規(guī)定技術(shù)、

5、開發(fā)機(jī)器人新的工作能力和比較不同國(guó)家和公司的成果，就需要對(duì)機(jī)器人這一術(shù)語(yǔ)有某些共同的理解?，F(xiàn)在，世界上對(duì)機(jī)器人還沒(méi)有統(tǒng)一的定義，各國(guó)有自己的定義，這些定義之間差別較大。國(guó)際上，關(guān)于機(jī)器人的定義主要有如下幾種：（1）英國(guó)簡(jiǎn)明牛津字典定義。機(jī)器人是“貌似人的自動(dòng)機(jī)，具有智力的和順從于人的但不具人格的機(jī)器”。這一定義并不完全正確，因?yàn)檫€不存在與人類相似的機(jī)器人在運(yùn)行。 這是一種理想的機(jī)器人。（2）美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)（ RIA）的定義。機(jī)器人是“一種用于移動(dòng)各種材料、零件、工具或?qū)Ｓ醚b置的，通過(guò)可編程序動(dòng)作來(lái)執(zhí)行種種任務(wù)的，并具有編程能力的多功能機(jī)械手（ manipulator ）”。盡管這一定義較實(shí)用些

6、，但并不全面。這里指的是工業(yè)機(jī)器人。（3）日本工業(yè)機(jī)器人協(xié)會(huì)（ JIRA）的定義。工業(yè)機(jī)器人是“一種裝備有記憶裝置和末端執(zhí)行器 (end effector)的，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并通過(guò)自動(dòng)完成各種移動(dòng)來(lái)代替人類勞動(dòng)的通用機(jī)器”?；蛘叻譃閮煞N情況來(lái)定義：(a) 工業(yè)機(jī)器人是 “一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某些操作和移動(dòng)作業(yè)任務(wù)的機(jī)器裝置”。(b) 智能機(jī)器人是“一種具有感覺(jué)和識(shí)別能力 , 并能夠控制自身行為的機(jī)器” 。前一定義是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)較為廣義的定義，后一種則分別對(duì)工業(yè)機(jī)器人和智能機(jī)器人進(jìn)行定義。（4）美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局（NBS）的定義。機(jī)器人是“一種能夠進(jìn)行編程并在自動(dòng)控制下執(zhí)行某些操作和移動(dòng)

7、作業(yè)任務(wù)的機(jī)械裝置”。這也是一種比較廣義的工業(yè)機(jī)器人定義。（5）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）的定義。“機(jī)器人是一種自動(dòng)的、位置可控的、具有編程能力的多功能機(jī)械手，這種機(jī)械手具有幾個(gè)軸，能夠借助于可編程序操作來(lái)處理各種材料、零件、工具和專用裝置 , 以執(zhí)行種種任務(wù)”。顯然，這一定義與美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)的定義相似。（6）關(guān)于我國(guó)機(jī)器人的定義。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)也面臨討論和制定關(guān)于機(jī)器人技術(shù)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，其中包括對(duì)機(jī)器人的定義。蔣新松院士曾建議把機(jī)器人定義為“一種擬人功能的機(jī)械電子裝置”(a mechantronic device to imitate some funtions)。上述各種定義

8、有共同之處， 即認(rèn)為機(jī)器人（ 1）像人或人的上肢， 并能模仿人的動(dòng)作；（ 2）具有智力或感覺(jué)與識(shí)別能力； （3）是人造的機(jī)器或機(jī)械電子裝置。隨著機(jī)器人的進(jìn)化和機(jī)器人智能的發(fā)展，這些定義難免都有修改的必要， 甚至需要對(duì)機(jī)器人重新定義。1.2 機(jī)器人學(xué)的進(jìn)展世界各國(guó)的機(jī)器人發(fā)展1. 美國(guó)美國(guó)是機(jī)器人的誕生地, 早在 1962 年就研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，比起號(hào)稱" 機(jī)器人王國(guó) " 的日本起步至少要早五六年。經(jīng)過(guò)30 多年的發(fā)展，美國(guó)現(xiàn)已成為世界上的機(jī)器人強(qiáng)國(guó)之一，基礎(chǔ)雄厚技術(shù)先進(jìn)。綜觀它的發(fā)展史，道路是曲折的，不平坦的。由于美國(guó)政府從60 年代到 70 年代中的十幾年期間

9、， 并沒(méi)有把工業(yè)機(jī)器人列入重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，只是在幾所大學(xué)和少數(shù)公司開展了一些研究工作。對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)， 在只看到眼前利益，政府又無(wú)財(cái)政支持的情況下，寧愿錯(cuò)過(guò)良機(jī)，固守在使用剛性自動(dòng)化裝置上，也不愿冒著風(fēng)險(xiǎn)，去應(yīng)用或制造機(jī)器人。加上，當(dāng)時(shí)美國(guó)失業(yè)率高達(dá)6 65，政府擔(dān)心發(fā)展機(jī)器人會(huì)造成更多人失業(yè)，因此不予投資，也不組織研制機(jī)器人，這不能不說(shuō)是美國(guó)政府的戰(zhàn)略決策錯(cuò)誤。70 年代后期，美國(guó)政府和企業(yè)界雖有所重視，但在技術(shù)路線上仍把重點(diǎn)放在研究機(jī)器人軟件及軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領(lǐng)域的高級(jí)機(jī)器人的開發(fā)上，致使日本的工業(yè)機(jī)器人后來(lái)居上，并在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用上及機(jī)器人制造業(yè)上很快超過(guò)了美國(guó)，產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)

10、上形成了較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。進(jìn)入 80 年代之后，美國(guó)才感到形勢(shì)緊迫，政府和企業(yè)界才對(duì)機(jī)器人真正重視起來(lái)，政策上也有所體現(xiàn)，一方面鼓勵(lì)工業(yè)界發(fā)展和應(yīng)用機(jī)器人，另一方面制訂計(jì)劃、提高投資，增加機(jī)器人的研究經(jīng)費(fèi)，把機(jī)器人看成美國(guó)再次工業(yè)化的特征，使美國(guó)的機(jī)器人迅速發(fā)展。80 年代中后期，隨著各大廠家應(yīng)用機(jī)器人的技術(shù)日臻成熟， 第一代機(jī)器人的技術(shù)性能越來(lái)越滿足不了實(shí)際需要，美國(guó)開始生產(chǎn)帶有視覺(jué)、力覺(jué)的第二代機(jī)器人，并很快占領(lǐng)了美國(guó)60的機(jī)器人市場(chǎng)。 盡管美國(guó)在機(jī)器人發(fā)展史上走過(guò)一條重視理論研究，忽視應(yīng)用開發(fā)研究的曲折道路，但是美國(guó)的機(jī)器人技術(shù)在國(guó)際上仍一直處于領(lǐng)先地位。其技術(shù)全面、先進(jìn)，適應(yīng)性也很強(qiáng)。具體

11、表現(xiàn)在：1) 性能可靠，功能全面，精確度高；2) 機(jī)器人語(yǔ)言研究發(fā)展較快，語(yǔ)言類型多、應(yīng)用廣，水平高居世界之首；3) 智能技術(shù)發(fā)展快，其視覺(jué)、觸覺(jué)等人工智能技術(shù)已在航天、汽車工業(yè)中廣泛應(yīng)用；4) 高智能、高難度的軍用機(jī)器人、太空機(jī)器人等發(fā)展迅速，主要用于掃雷、布雷、偵察、站崗及太空探測(cè)方面。早在 1966 年，美國(guó) Unimation 公司的尤尼曼特機(jī)器人和AMF公司的沃莎特蘭機(jī)器人就已經(jīng)率先進(jìn)入英國(guó)市場(chǎng)。 1967 年英國(guó)的兩家大機(jī)械公司還特地為美國(guó)這兩家機(jī)器人公司在英國(guó)推銷機(jī)器人。接著，英國(guó)HallAutomation 公司研制出自己的機(jī)器人RAMP。70 年代初期，由于英國(guó)政府科學(xué)研究委

12、員會(huì)頒布了否定人工智能和機(jī)器人的Lighthall報(bào)告，對(duì)工業(yè)機(jī)器人實(shí)行了限制發(fā)展的嚴(yán)厲措施，因而機(jī)器人工業(yè)一蹶不振，在西歐差不多居于末位。但是，國(guó)際上機(jī)器人蓬勃發(fā)展的形勢(shì)很快使英政府意識(shí)到：機(jī)器人技術(shù)的落后，導(dǎo)致其商品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力大為下降。于是，從70 年代末開始，英國(guó)政府轉(zhuǎn)而采取支持態(tài)度，推行并實(shí)施了一系列支持機(jī)器人發(fā)展的政策和措施，如廣泛宣傳使用機(jī)器人的重要性、在財(cái)政上給購(gòu)買機(jī)器人企業(yè)以補(bǔ)貼、積極促進(jìn)機(jī)器人研究單位與企業(yè)聯(lián)合等，使英國(guó)機(jī)器人開始了在生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用及大力研制的興盛2. 法國(guó)法國(guó)不僅在機(jī)器人擁有量上居于世界前列，而且在機(jī)器人應(yīng)用水平和應(yīng)用范圍上處于世界先進(jìn)水平。這主

13、要?dú)w功于法國(guó)政府一開始就比較重視機(jī)器人技術(shù)，特別是把重點(diǎn)放在開展機(jī)器人的應(yīng)用研究上。法國(guó)機(jī)器人的發(fā)展比較順利，主要原因是通過(guò)政府大力支持的研究計(jì)劃，建立起一個(gè)完整的科學(xué)技術(shù)體系。 即由政府組織一些機(jī)器人基礎(chǔ)技術(shù)方面的研究項(xiàng)目，而由工業(yè)界支持開展應(yīng)用和開發(fā)方面的工作，兩者相輔相成，使機(jī)器人在法國(guó)企業(yè)界很快發(fā)展和普及。3. 德國(guó)德國(guó)工業(yè)機(jī)器人的總數(shù)占世界第三位，僅次于日本和美國(guó)。這里所說(shuō)的德國(guó)，主要指的是原聯(lián)邦德國(guó)。它比英國(guó)和瑞典引進(jìn)機(jī)器人大約晚了五六年。其所以如此，是因?yàn)榈聡?guó)的機(jī)器人工業(yè)一起步，就遇到了國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)不景氣。但是德國(guó)的社會(huì)環(huán)境卻是有利于機(jī)器人工業(yè)發(fā)展的。因?yàn)閼?zhàn)爭(zhēng)，導(dǎo)致勞動(dòng)力短缺， 以及

14、國(guó)民技術(shù)水平高， 都是實(shí)現(xiàn)使用機(jī)器人的有利條件。到了 70 年代中后期，政府采用行政手段為機(jī)器人的推廣開辟道路；在 " 改善勞動(dòng)條件計(jì)劃 " 中規(guī)定，對(duì)于一些有危險(xiǎn)、有毒、有害的工作崗位，必須以機(jī)器人來(lái)代替普通人的勞動(dòng)。這個(gè)計(jì)劃為機(jī)器人的應(yīng)用開拓了廣泛的市場(chǎng)，并推動(dòng)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。日爾曼民族是一個(gè)重實(shí)際的民族，他們始終堅(jiān)持技術(shù)應(yīng)用和社會(huì)需求相結(jié)合的原則。除了像大多數(shù)國(guó)家一樣，將機(jī)器人主要應(yīng)用在汽車工業(yè)之外，突出的一點(diǎn)是德國(guó)在紡織工業(yè)中用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)改造原有企業(yè)，報(bào)廢了舊機(jī)器，購(gòu)買了現(xiàn)代化自動(dòng)設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)和機(jī)器人，使紡織工業(yè)成本下降、質(zhì)量提高，產(chǎn)品的花色品種更加

15、適銷對(duì)路。到1984 年終于使這一被喻為 " 快完蛋的行業(yè) " 重新振興起來(lái)。 與此同時(shí)，德國(guó)看到了機(jī)器人等先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的作用，提出了 1985 年以后要向高級(jí)的、帶感覺(jué)的智能型機(jī)器人轉(zhuǎn)移的目標(biāo)。經(jīng)過(guò)近十年的努力，其智能機(jī)器人的研究和應(yīng)用方面在世界上處于公認(rèn)的領(lǐng)先地位。4. 前蘇聯(lián)在前蘇聯(lián)（主要是在俄羅斯） ，從理論和實(shí)踐上探討機(jī)器人技術(shù)是從 50 年代后半期開始的。到了 50 年代后期開始了機(jī)器人樣機(jī)的研究工作。 1968 年成功地試制出一臺(tái)深水作業(yè)機(jī)器人。1971 年研制出工廠用的萬(wàn)能機(jī)器人。 早在前蘇聯(lián)第九個(gè)五年計(jì)劃 （ 1970 年一 1975 年）開始

16、時(shí)，就把發(fā)展機(jī)器人列入國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展綱領(lǐng)之中。到1975 年，已研制出 30 個(gè)型號(hào)的 120 臺(tái)機(jī)器人，經(jīng)過(guò)20 年的努力，前蘇聯(lián)的機(jī)器人在數(shù)量、質(zhì)量水乎上均處于世界前列地位。國(guó)家有目的地把提高科學(xué)技術(shù)進(jìn)步當(dāng)作推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的手段，來(lái)安排機(jī)器人的研究制造；有關(guān)機(jī)器人的研究生產(chǎn)、應(yīng)用、推廣和提高工作，都由政府安排，有計(jì)劃、按步驟地進(jìn)行。5. 中國(guó)有人認(rèn)為，應(yīng)用機(jī)器人只是為了節(jié)省勞動(dòng)力，而我國(guó)勞動(dòng)力資源豐富，發(fā)展機(jī)器人不一定符合我國(guó)國(guó)情。這是一種誤解。在我國(guó)，社會(huì)主義制度的優(yōu)越性決定了機(jī)器人能夠充分發(fā)揮其長(zhǎng)處。它不僅能為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)高度的生產(chǎn)力和巨大的經(jīng)濟(jì)效益， 而且將為我國(guó)的宇宙開發(fā)

17、、海洋開發(fā)、核能利用等新興領(lǐng)域的發(fā)展做出卓越的貢獻(xiàn)。我國(guó)已在“七五”計(jì)劃中把機(jī)器人列人國(guó)家重點(diǎn)科研規(guī)劃內(nèi)容，撥巨款在沈陽(yáng)建立了全國(guó)第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程，全面展開了機(jī)器人基礎(chǔ)理論與基礎(chǔ)元器件研究。十幾年來(lái)，相繼研制出示教再現(xiàn)型的搬運(yùn)、點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、裝配等門類齊全的工業(yè)機(jī)器人及水下作業(yè)、軍用和特種機(jī)器人。目前，示教再現(xiàn)型機(jī)器人技術(shù)已基本成熟，并在工廠中推廣應(yīng)用。我國(guó)自行生產(chǎn)的機(jī)器人噴漆流水線在長(zhǎng)春第一汽車廠及東風(fēng)汽車廠投入運(yùn)行。 1986 年 3 月開始的國(guó)家 863 高科技發(fā)展規(guī)劃已列入研究、開發(fā)智能機(jī)器人的內(nèi)容。就目前來(lái)看，我們應(yīng)從生產(chǎn)和應(yīng)用的角度出發(fā)，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，加快生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、

18、成本低廉的實(shí)用型機(jī)器人和某些特種機(jī)器人。6. 日本日本在 60 年代末正處于經(jīng)濟(jì)高度發(fā)展時(shí)期，年增長(zhǎng)率達(dá)11。第二次世界大戰(zhàn)后，日本的勞動(dòng)力本來(lái)就緊張，而高速度的經(jīng)濟(jì)發(fā)展更加劇了勞動(dòng)力嚴(yán)重不足的困難。為此，日本在 1967 年由川崎重工業(yè)公司從美國(guó) Unimation 公司引進(jìn)機(jī)器人及其技術(shù)， 建立起生產(chǎn)車間，并于 1968 年試制出第一臺(tái)川崎的“尤尼曼特”機(jī)器人。正是由于日本當(dāng)時(shí)勞動(dòng)力顯著不足，機(jī)器人在企業(yè)里受到了“救世主”般的歡迎。日本政府一方面在經(jīng)濟(jì)上采取了積極的扶植政策，鼓勵(lì)發(fā)展和推廣應(yīng)用機(jī)器人，從而更進(jìn)一步激發(fā)了企業(yè)家從事機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的積極性。尤其是政府對(duì)中、小企業(yè)的一系列經(jīng)濟(jì)優(yōu)惠政策

19、，如由政府銀行提供優(yōu)惠的低息資金，鼓勵(lì)集資成立“機(jī)器人長(zhǎng)期租賃公司”，公司出資購(gòu)入機(jī)器人后長(zhǎng)期租給用戶， 使用者每月只需付較低廉的租金，大大減輕了企業(yè)購(gòu)入機(jī)器人所需的資金負(fù)擔(dān)；政府把由計(jì)算機(jī)控制的示教再現(xiàn)型機(jī)器人作為特別折扣優(yōu)待產(chǎn)品，企業(yè)除享受新設(shè)備通常的 40%折扣優(yōu)待外， 還可再享受 13 的價(jià)格補(bǔ)貼。 另一方面，國(guó)家出資對(duì)小企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用機(jī)器人的專門知識(shí)和技術(shù)指導(dǎo)等等。這一系列扶植政策，使日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展起來(lái)，經(jīng)過(guò)短短的十幾年，到80 年代中期，已一躍而為“機(jī)器人王國(guó)” ，其機(jī)器人的產(chǎn)量和安裝的臺(tái)數(shù)在國(guó)際上躍居首位。按照日本產(chǎn)業(yè)機(jī)器人工業(yè)會(huì)常務(wù)理事米本完二的說(shuō)法：“日本機(jī)器人的發(fā)展經(jīng)

20、過(guò)了60 年代的搖籃期， 70 年代的實(shí)用期，到80 年代進(jìn)人普及提高期。 ”并正式把 1980 年定為“產(chǎn)業(yè)機(jī)器人的普及元年”，開始在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)廣泛推廣使用機(jī)器人。日本政府和企業(yè)充分信任機(jī)器人，大膽使用機(jī)器人。機(jī)器人也沒(méi)有辜負(fù)人們的期望，它在解決勞動(dòng)力不足、提高生產(chǎn)率、改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本方面，發(fā)揮著越來(lái)越顯著的作用，成為日本保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力的一支不可缺少的隊(duì)伍。日本在汽車、電子行業(yè)大量使用機(jī)器人生產(chǎn)，使日本汽車及電子產(chǎn)品產(chǎn)量猛增，質(zhì)量日益提高，而制造成本則大為降低。 從而使日本生產(chǎn)的汽車能夠以價(jià)廉的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)進(jìn)軍號(hào)稱 “汽車王國(guó)”的美國(guó)市場(chǎng)，并且向機(jī)器人誕生國(guó)出口日本產(chǎn)的

21、實(shí)用型機(jī)器人。此時(shí)，日本價(jià)廉物美的家用電器產(chǎn)品也充斥了美國(guó)市場(chǎng) , 這使“山姆大叔”后悔不已。日本由于制造、使用機(jī)器人，增大了國(guó)力，獲得了巨大的好處，迫使美、英、法等許多國(guó)家不得不采取措施，奮起直追第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人問(wèn)世后頭十年，從 20 世紀(jì) 60 年代初期到 70 年代初期，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展較為緩慢，許多研究單位和公司所做的努力均未獲得成功。這一階段的主要成果有美國(guó)斯坦福國(guó)際研究所（ SRI）于 1968 年研制的移動(dòng)式智能機(jī)器人夏凱 （Shakey）和辛辛那提 . 米拉克龍（CincinnatiMilacron ）公司于 1973 年制成的第一臺(tái)適于投放市場(chǎng)的機(jī)器人T3 等。進(jìn)入 20 世

22、紀(jì) 70 年代之后，人工智能學(xué)界開始對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生濃厚興趣。他們發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人的出現(xiàn)與發(fā)展為人工智能的發(fā)展帶來(lái)了新的生機(jī)，提供了一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和應(yīng)用場(chǎng)所，是人工智能可能取得重大進(jìn)展的潛在領(lǐng)域。這一認(rèn)識(shí)，很快為許多國(guó)家的科技界、產(chǎn)業(yè)界和政府有關(guān)部門所贊同。隨著自動(dòng)控制理論、 電子計(jì)算機(jī)和航天技術(shù)的迅速發(fā)展，到了 70年代中期，機(jī)器人技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段。到70 年代末期，工業(yè)機(jī)器人有了更大的發(fā)展。進(jìn)入 80 年代后，機(jī)器人生產(chǎn)繼續(xù)保持70 年代后期的發(fā)展勢(shì)頭。到80 年代中期機(jī)器人制造業(yè)成為發(fā)展最快和最好的經(jīng)濟(jì)部門之一。到 20 世紀(jì) 80 年代后期，由于傳統(tǒng)機(jī)器人用戶應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人已趨飽

23、和，從而造成工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品的積壓， 不少機(jī)器人廠家倒閉或被兼并，使國(guó)際機(jī)器人學(xué)研究和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)不景氣。到 90 年代初，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)復(fù)蘇和繼續(xù)發(fā)展跡象。但是，好景不長(zhǎng)， 19931994年又出現(xiàn)低谷。1995 年以來(lái)，世界機(jī)器人數(shù)量逐年增加，增長(zhǎng)率也較高。到2000 年，服役機(jī)器人約100 萬(wàn)臺(tái)，機(jī)器人學(xué)仍然維持較好的發(fā)展勢(shì)頭，滿懷希望跨入21 世紀(jì)。應(yīng)用范圍遍及工業(yè)、科技和國(guó)防的各個(gè)領(lǐng)域在日本，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的最多的工業(yè)部門依次為家用電器制造、汽車制造、塑料成型、通用機(jī)械制造和金屬加工等工業(yè)。在美國(guó)，制造工業(yè)中的焊接、裝配、搬運(yùn)裝卸、鑄造和材料加工所使用的機(jī)器人占多數(shù)；其次則為噴漆和精

24、整用機(jī)器人。在前蘇聯(lián)國(guó)家，機(jī)器人的應(yīng)用范圍包括鐘表和汽車零件的組裝、原子能電站的維護(hù)、鍛壓加工、水下作業(yè)、裝卸作業(yè)以及對(duì)人體有害物資的化學(xué)處理等。1. 形成了新學(xué)科機(jī)器人學(xué)機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，已對(duì)許多國(guó)家的工業(yè)生產(chǎn)、太空和海洋探索、國(guó)防以及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活產(chǎn)生了重大影響，而且這種影響必將進(jìn)一步擴(kuò)大。當(dāng)一種工業(yè)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)生重大變化時(shí)， 總是要求科學(xué)和教育系統(tǒng)發(fā)生與之相適應(yīng)的調(diào)整和發(fā)展。發(fā)展知識(shí)經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)器人的需求和機(jī)器人工業(yè)的迅速發(fā)展，為機(jī)器人學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ)。現(xiàn)在，機(jī)器人學(xué)這一新學(xué)科已從它的幼年時(shí)代轉(zhuǎn)入朝氣蓬勃的青年時(shí)代。許多國(guó)家先后成了機(jī)器人協(xié)會(huì)或?qū)W會(huì)。在美國(guó)、英國(guó)、瑞典和日本等

25、國(guó)，還設(shè)立了機(jī)器人會(huì)議（ISIP ）、國(guó)際工業(yè)機(jī)器人技術(shù)會(huì)議（ CIRT）、國(guó)際自控聯(lián)（ IFAC）等等。在我國(guó)，1985 年已先后在幾個(gè)學(xué)會(huì)內(nèi)設(shè)立了機(jī)器人專業(yè)委員會(huì)， 以組織和開展機(jī)器人學(xué)科的學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，提高我國(guó)機(jī)器人學(xué)的學(xué)術(shù)水平和技術(shù)水平。中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)智能機(jī)器人學(xué)會(huì)也于 1993 年成立。并成功地舉辦了四次全國(guó)性的學(xué)術(shù)會(huì)議。從 1987 年起，由中國(guó)電子學(xué)會(huì)、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)、中國(guó)人工智能學(xué)會(huì)、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)宇航學(xué)會(huì)、國(guó)家863 計(jì)劃智能機(jī)器人專家組、國(guó)家863 計(jì)劃空間機(jī)器人專家組和中國(guó)機(jī)器人工程協(xié)會(huì)等聯(lián)合舉辦的全國(guó)機(jī)器人學(xué)術(shù)討論會(huì)，每?jī)赡?/p>

26、左右舉辦一次。2. 機(jī)器人向智能化方向發(fā)展目前在工業(yè)上運(yùn)行的90%以上的機(jī)器人，都不具有智能。隨著工業(yè)機(jī)器人數(shù)量的快速增長(zhǎng)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展， 對(duì)機(jī)器人的工作能力也提出更高的要求，特別是需要各種具有不同程度智能的機(jī)器人和特種機(jī)器人。在我國(guó)，也已把智能機(jī)器人列入國(guó)家高技術(shù)計(jì)劃，足以證明政府有關(guān)部門對(duì)發(fā)展智能機(jī)器人的高度重視。經(jīng)過(guò)近15 年的努力，我國(guó)的智能機(jī)器人研究與開發(fā)已取得豐碩成果。2 避崖機(jī)器人的設(shè)計(jì)總方案2.1避崖機(jī)器人的設(shè)計(jì)任務(wù)及描述設(shè)計(jì)任務(wù)：用單片機(jī)及其相應(yīng)的各種必要硬件組成的一個(gè)簡(jiǎn)單的避崖機(jī)器人，要求這個(gè)機(jī)器人在移動(dòng)的過(guò)程當(dāng)中能夠檢測(cè)到白底的邊緣，避開邊緣繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到障礙物時(shí)也能

27、自動(dòng)避開，若檢測(cè)到邊緣步進(jìn)電機(jī)伴有音樂(lè)或聲音報(bào)警。場(chǎng)景圖白色邊界障礙物白色線機(jī)器人障礙物白色線障礙物障礙物避崖機(jī)器人場(chǎng)景圖場(chǎng)景描述用白色線將設(shè)在一個(gè)空房間內(nèi)4 個(gè)障礙物及一條白色線圍起來(lái), 機(jī)器人從A 點(diǎn)出發(fā)繞過(guò)障礙物及避過(guò)白線到達(dá)B 點(diǎn)。其中白線代表懸崖。2.2避崖機(jī)器人的基本設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)思想：我國(guó)的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，將機(jī)器人分為兩大類，即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人，而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人，包括：服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂(lè)機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在

28、特種機(jī)器人中，有些分支發(fā)展很快，有獨(dú)立成體系的趨勢(shì)，如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。 目前，國(guó)際上的機(jī)器人學(xué)者， 從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類：制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人，這和我國(guó)的分類是一致的。基本設(shè)計(jì)方案： 基本設(shè)計(jì)方案： 設(shè)計(jì)的機(jī)器人在軟件及硬件的支持下能夠發(fā)現(xiàn)障礙并自主的躲避障礙 , 選擇一條可行的路徑。其中發(fā)現(xiàn)障礙我選擇紅外傳感器, 可測(cè)一定范圍的距離。在測(cè)定范圍內(nèi)可以發(fā)現(xiàn)障礙物, 測(cè)定障礙物距離達(dá)到避障目的。避崖機(jī)器人裝有紅外光電收發(fā)一體光電管，用來(lái)識(shí)別地面黑白顏色。白色的地面有反光，黑色的地面無(wú)反光, 從而達(dá)到避崖目的。2.

29、3避崖機(jī)器人的總方案避崖機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能框圖如圖2.2 所示：圖 2.2避崖機(jī)器人的控制系統(tǒng)的功能圖2.4對(duì)避崖機(jī)器人方案的理想設(shè)計(jì)在本文中，我們將避崖機(jī)器人的設(shè)計(jì)過(guò)程主要分成兩個(gè)大部分來(lái)分析：避障部分和避崖部分。避障部分的設(shè)計(jì)檢測(cè)障礙物，必須充分收集周圍環(huán)境信息，對(duì)其分析，最后確定障礙物的位置信息。常用的檢測(cè)手段有主動(dòng)式和被動(dòng)式。前者主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，再對(duì)的反射回的信號(hào)進(jìn)行分析處理。被動(dòng)式檢測(cè)直接分析接受到的外部環(huán)境信號(hào)，要求系統(tǒng)自身信號(hào)處理能力較高。在本設(shè)計(jì)中我們選用了被動(dòng)式檢測(cè)手段。傳感器位置如圖2.3 所示， 4 個(gè)傳感器分布在以22.5cm 為半徑的圓上，相隔角度為45 度，前方可

30、測(cè)量范圍120 度，可以計(jì)算得到，兩兩傳感器間的死區(qū)為 40cm，測(cè)量最大有效距離是350cm，超過(guò)該值則認(rèn)為前方?jīng)]有障礙物。錯(cuò)誤 !CBDA45度圖 2.3坐標(biāo)標(biāo)定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)方案的確定：機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度設(shè)置為較?。梢允?.2m s）每次轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)角15 度， 6 個(gè)傳感器認(rèn)為左、中、右三組，以每組傳感器測(cè)量小的值為該組傳感器量到的障礙物距離，測(cè)量中會(huì)出現(xiàn)圖2.4中的幾種情況。(1) 三組傳感器的值都不等于 -1 ：圖 2.4 (a) 為這種情況，三組傳感器都探測(cè)到了障礙物。圖 2.4(a) 中， d 大于 d1，此時(shí)機(jī)器人應(yīng)向右轉(zhuǎn)，反之，與圖2.4 (a)情況對(duì)稱，如果dr 大于 d1，則機(jī)器

31、人應(yīng)向左轉(zhuǎn)。(2) 兩組傳感器的值不等于 -1: 圖 2.4 (b)， (c) ，(d) 都屬于這種情況。圖2.4 (b)中，機(jī)器人正前方?jīng)]有障礙，則機(jī)器人 保持原來(lái) 前進(jìn)方向 ，不做轉(zhuǎn)動(dòng)；圖2.4 (c)中，dc>dr*cos(H) ，dl=-1 ，則機(jī)器人應(yīng)該向右轉(zhuǎn)；或者與之對(duì)稱，dc>dl*cos(H)，dr=-1 ，則左轉(zhuǎn)。圖 2.4.2(d) 與圖 2.4 (c) 條件相反， dc<dr*cos(H)，dl=-1，則左轉(zhuǎn)， dc<dl*cos(H) ，dr=-1 ，則右轉(zhuǎn)。(3) 僅一個(gè)傳感器的值不等于 -1: 圖 2.4(e)和圖 2.4(f) 均是這種情況

32、，對(duì)于圖 2.4 (e)中情況，左右都不存在障礙，則默認(rèn)右轉(zhuǎn)；圖2.4 (f)中， dc=dr=-1, 則右轉(zhuǎn)，對(duì)稱可知，dc=dl=-1 ，則左轉(zhuǎn)。圖 2.4 移動(dòng)機(jī)器人與障礙的相對(duì)位置關(guān)系(4) 兩個(gè)傳感器感受到障礙物 : 圖(b)d1 與 dr 之間如有足夠的角度且兩障礙物之間有足夠的距離可以讓機(jī)器人通過(guò) , 則機(jī)器人調(diào)整方向 , 從中間通過(guò)。但在本設(shè)計(jì)中考慮到性價(jià)比我們只選擇了三個(gè)接觸傳感器分別裝在機(jī)器人的左、中、右三部位。2.5避崖部分的設(shè)計(jì)避崖機(jī)器人裝有紅外光電收發(fā)一體光電管CNY70，作為機(jī)器人的“眼睛”，用來(lái)識(shí)別地面黑白顏色。白色的地面有反光，黑色的地面無(wú)反光。（注：本避崖機(jī)器

33、人只限定在室內(nèi)的理想環(huán)境中運(yùn)行，環(huán)境桌面為白色，周圍避崖部分為黑色）。同時(shí)也可設(shè)定程序使本機(jī)器人具有尋跡功能，原理大致相當(dāng)，按照黑色軌道（白底上用黑色膠布貼成）聲控啟動(dòng)尋跡，按黑色軌道行走，當(dāng)左右光電管接受到白色反光信號(hào)時(shí)，說(shuō)明機(jī)器人已偏離黑線，則程序自動(dòng)調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)向，從而沿黑線行走。紅外光電收發(fā)電路原理如圖2.5 所示。+5VR4R7R5R8R6R9220K56K220K56K220K56KSL1CNY70SM1CNY70SR1CNY70765_CCCPPP圖 2.5紅外光電收發(fā)管電路原理圖其中：SL1左光電管，用于左側(cè)尋跡識(shí)別，由程序設(shè)定電機(jī)動(dòng)作。SM1中間光電管，用于中間或前方尋跡或避崖

34、識(shí)別，由程序設(shè)定電機(jī)動(dòng)作。SR1右光電管，用于右側(cè)尋跡識(shí)別，由程序設(shè)定電機(jī)動(dòng)作。SL2左光電管（同SL1 共用一個(gè)IO口），用于左側(cè)避崖識(shí)別。若轉(zhuǎn)過(guò)90 度安裝，可用來(lái)識(shí)別左側(cè)墻壁或避崖，由程序設(shè)定電機(jī)動(dòng)作。SR2右光電管（同SR1共用一個(gè)IO口），用于右側(cè)避崖識(shí)別。若轉(zhuǎn)過(guò)90 度安裝，可用來(lái)識(shí)別右側(cè)墻壁或避崖，由程序設(shè)定電機(jī)動(dòng)作。3 避崖機(jī)器人的硬件介紹單片機(jī)是以大規(guī)模集成電路為主的微型計(jì)算機(jī)，又稱為嵌入式微控制器。由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)、體積小、可靠性高和價(jià)格便宜等有點(diǎn)， 使之成為許多電子控制裝置的首選控制器。在本文中選用的是美國(guó)ATMEL公司 1997 年推出的 AVR單片機(jī)系列。3.1

35、AVR 單片機(jī)的性能特點(diǎn)AVR單片機(jī)采用 RISC結(jié)構(gòu)，具有 1MIPSMHz的高速運(yùn)行處理能力；同時(shí)采用低功率，非揮發(fā)的 CMOSE工藝制造，內(nèi)部分別集成Flash, EEPROM和 SRAM三種不同性能和用途的存儲(chǔ)器。特別地，除了可以通過(guò) SPI 口和一般的編程器對(duì)AVR單片機(jī)的 Flash 程序存儲(chǔ)器和 EEPROM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行編程外，還具有在線編程的特點(diǎn)，這給調(diào)試和使用帶來(lái)了極大的方便。在 AVR家族中， ATmega16芯片內(nèi)部集成了較大容量的存儲(chǔ)器和豐富強(qiáng)大的硬件接口電路，具備 AVR高檔單片機(jī) Mega系列的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，其價(jià)格于低檔單片機(jī)相當(dāng)，具有很高的性價(jià)比，較 AVR的 AT

36、90系列相比，其 6 通道的 AD轉(zhuǎn)換是 AT90系列所不具備的。同時(shí)， Mega系列的高可靠性完全保證了在避崖機(jī)器人設(shè)計(jì)中無(wú)需光電隔離的直接輸出方式，故在避崖機(jī)器人的主控系統(tǒng)選用ATmega16單片機(jī)。芯片的性能特點(diǎn)高性能、低功耗的8 位 AVR微處理器。先進(jìn)的 RISC結(jié)構(gòu)： 131 條指令，大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期，32 個(gè) 8 位通用工作寄存器。全靜態(tài)工作：工作于 16MHz時(shí)，性能高達(dá) 16MIPS；只需要兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器。非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器： 16KB 系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 擦寫壽命 10000 次；具有獨(dú)立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū)，通過(guò)片上Boot

37、 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程，真正地同時(shí)讀寫操作；512 字節(jié)的EEPROM擦寫壽命：100000 次；支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能；通過(guò)JTAG接口實(shí)現(xiàn)對(duì)Flash 、EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程。外設(shè)特點(diǎn)：兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器和比較器功能的8 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器；一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16 位定時(shí)器計(jì)數(shù)器；具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC；4 通道PWM；芯片的性能特點(diǎn)SL-DIY02-3 板上也可配置 ATmega8535芯片，其主要性能如下。高性能、低功耗锝位AVR微處理器。先進(jìn) RISC結(jié)構(gòu)： 130 條指令 - 大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期；32 個(gè) 8 位通用工作寄存器；

38、全靜態(tài)工作；工作于16MHz時(shí)性能高達(dá)16MIPS；只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器。 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器：8KB的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash 擦寫壽命： 10000 次；引腳圖SL-DIY02-3 開發(fā)實(shí)驗(yàn)板中的ATmega1632 ATmega8535引腳排列是按ATmega8515引腳圖排列的，以便于積木化模板間的互換接插。例如SL-DIY02-1型開關(guān)量主板，主芯片為ATmeg8515；SL-DIY02-3型模擬量主機(jī)板（含SL-DIY02-1板功能），主芯片為ATmega16或ATmeg8515ATmeg32，它們均可插在 SL-DIY02-6 板上工作，可以組成積木式輪式智能機(jī)器人；

39、SL-DIY02-2 板可插在 SL-DIY02-1 型開關(guān)量主板或SL-DIY02-3 型模擬量主機(jī)板上工作，組成工控組態(tài)開發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。圖 3.1 為 ATmega8515 ATmega16 ATmeg32 ATmega8535的引腳對(duì)照?qǐng)D。圖 3.2 ATmega8515 ATmega16 ATmeg32 ATmega8535 的引腳圖3.2直流步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)雙列直插式LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成芯片本設(shè)計(jì)采用雙列直插式LG9110電機(jī)驅(qū)動(dòng)集成芯片。 LG9110是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC 之中，可使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。其

40、原理如圖3.3 所示，其端口PD4、PD5、 PD6、 PD7分別連接到圖 3.2 ATmega8535 所對(duì)應(yīng)的端口。LG9110特點(diǎn)如下：1. 有 2 個(gè) TTLCMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性。2. 有兩個(gè)輸出端，能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)。3. 具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò) 750-800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可1.5-2.0A 。4. 具有較低的輸出飽和壓降。5. 內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開關(guān)功率管的使用上安全可靠。表 1 是電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)編碼表，從表中可以看出：電流從PD7端口流向 PD6端口，左電機(jī)

41、正轉(zhuǎn)，電流從 PD5端口流向 PD4端口，右電機(jī)正轉(zhuǎn)；反之電機(jī)反轉(zhuǎn)。00 為無(wú)電流通過(guò)電機(jī)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)右電機(jī)及左電機(jī)轉(zhuǎn)向情況，就可以確定機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)。+5VJ4123+12 VU38GNDOA1MOTO_L1PD472IBVCCPD563IAVCC54GNDOBMOTO_L1LG91 1 0U38GNDOA1MOTO_R1PD672IBVCCPD763IAVCC54GNDOBMOTO_R1LG91 1 0圖 3.3直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖表 1 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)編碼表左電機(jī)右電機(jī)左電機(jī)右電機(jī)機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)PD7PD6PD5PD41010正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)向前行0110反轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)向左轉(zhuǎn)0010停正轉(zhuǎn)左電

42、機(jī)為中心原地向左轉(zhuǎn)1001正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)向右轉(zhuǎn)1000正轉(zhuǎn)停右電機(jī)為中心原地向右轉(zhuǎn)0101反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)向后退步進(jìn)電機(jī)A3901步進(jìn)電機(jī)采用雙路全橋式低電壓電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。其特點(diǎn)有:低 RDS(on) 輸出全步進(jìn)與半步進(jìn)能力小型封裝用于直流電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)模式零耗電的睡眠模式最大達(dá) 250 千赫的 PWM控制交叉電流保護(hù)過(guò)熱關(guān)機(jī)功能 (TSD)A3901 是一種全橋式電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，用于有關(guān)雙極步進(jìn)或電刷直流電動(dòng)機(jī)的低壓便攜應(yīng)用。該輸出最適用于低壓驟降的情況，電流最大可達(dá)± 400 毫安（相當(dāng)于±800 毫安的并行輸出），操作電壓范圍為2.5到 5.5伏特。 有 （ IN1 到 IN4 ）四種輸入能夠控制全步進(jìn)與半步進(jìn)模式下的雙極步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，或正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)模式中的直流電動(dòng)機(jī)?？蓪⑤斎朊}寬調(diào)制 (PWM) 為頻率達(dá) 250 千赫的電流或速度控制。內(nèi)部保護(hù)電路擁有過(guò)熱關(guān)機(jī)(TSD)和交叉（擊穿）保護(hù)功能。3.3機(jī)器人工作電源機(jī)器人工作電源由直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和單片機(jī)工作電源兩部分組成，如圖 3.4 所示，其中：1. 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源有短路塊 J5 選擇 5V 或者 12V 供電工作，以滿足不同用途的需要，避崖機(jī)器人中考慮到電機(jī)，我們選擇 5V電源。2. D9 整流二極管是防止外接電源接反，也可使用外接