03052007025+張?chǎng)?爬樓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)分析及遙控裝置的設(shè)計(jì)

1、中國(guó)人民解放軍炮兵學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 軍用爬樓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及遙控裝置的設(shè)計(jì)姓 名： 張 鑫 學(xué) 號(hào)： 03052007025 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及其自動(dòng)化 選題方向：特種作戰(zhàn)裝置設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教員： 李玉亮 胡立明 教 研 室： 機(jī)械工程教研室 設(shè)計(jì)提交日期：2011.6.20 設(shè)計(jì)答辯日期： 答辯委員會(huì)主席： 評(píng) 閱 人： 2011年 月 日摘 要樓梯是人造環(huán)境中的最常見(jiàn)的障礙，也是機(jī)器人移動(dòng)作戰(zhàn)最難跨越的障礙之一。本論文主要研究爬樓機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在深入分析爬樓機(jī)構(gòu)及其攀爬對(duì)象的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了相對(duì)優(yōu)勢(shì)較明顯的輪組結(jié)構(gòu)爬樓機(jī)器人。對(duì)機(jī)器人小車(chē)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行分析，論證。本文介紹了具

2、有四角行星輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的爬樓小車(chē)，在路況良好的情況下，運(yùn)動(dòng)子輪平穩(wěn)行駛，遇到小型障礙四角機(jī)構(gòu)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)輕松翻越障礙。四角輪式系統(tǒng)能適應(yīng)不斷變化的地面特性，攀越樓梯等復(fù)雜障礙，具有極強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、靈活性和地面適應(yīng)性。通過(guò)對(duì)爬樓小車(chē)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。設(shè)計(jì)了小車(chē)的遙控裝置，對(duì)車(chē)載可附屬設(shè)備進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。論文所作的工作，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性能更優(yōu)，控制智能更高的爬樓機(jī)器人搭建了良好平臺(tái)。關(guān)鍵字： 行星輪 機(jī)器人 運(yùn)動(dòng)學(xué) 遙控器目錄摘 要11 緒 論11. 1課題研究的目的和意義11. 2移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展概況11.3爬樓梯機(jī)器人的研究現(xiàn)況22 爬樓機(jī)器人結(jié)構(gòu)原理32. 1爬樓梯機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)32.1.1

3、爬樓機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求32. 1. 2爬樓機(jī)器人的總體方案42. 2.爬樓機(jī)器人傳動(dòng)設(shè)計(jì)42.2.1輪組單元的傳動(dòng)設(shè)計(jì)及基本原理42. 2. 2爬樓機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)52. 2. 3小車(chē)物理樣機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)62.3電機(jī)功率計(jì)算63爬樓梯機(jī)器人小車(chē)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及通過(guò)性分析73. 1爬樓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析73.1.1前提與假設(shè)73. 1. 2機(jī)器人模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析83.2爬樓機(jī)器人通過(guò)性分析93. 2. 1可跨越最大垂直障礙高度93. 2. 2最小轉(zhuǎn)彎半徑104 小車(chē)遙控裝置設(shè)計(jì)104.1紅外遙控裝置工作原理104.2紅外遙控裝置設(shè)計(jì)124.2.1 紅外線遙控裝置的發(fā)送器134.2.2 紅外線遙控裝置的接收器

4、145 車(chē)載裝置155.1裝載武器系統(tǒng)165.2裝載偵測(cè)系統(tǒng)166 結(jié)束語(yǔ)16參考文獻(xiàn)17附錄17221 緒 論 自盤(pán)古開(kāi)天辟地，人類(lèi)誕生以來(lái)，人們就一直用智慧開(kāi)辟著完美的生活!進(jìn)入嶄新的21世紀(jì)，人類(lèi)除了致力于自身的發(fā)展外，還十分關(guān)注機(jī)器人、外星人和克隆人等問(wèn)題。機(jī)器人正是本論文研究的對(duì)象。 “機(jī)器人”這人名詞對(duì)許多人來(lái)說(shuō)，并不陌生。從古代的神話(huà)傳說(shuō)，到現(xiàn)代的科學(xué)幻想小說(shuō)，戲劇，電影和電視，都有許多關(guān)于機(jī)器人的精彩描繪。而且越來(lái)越多的機(jī)器人出現(xiàn)在我們的生活生產(chǎn)中，更多科學(xué)工作者和業(yè)余愛(ài)好者也投入到機(jī)器人研究的行列當(dāng)中來(lái)。 機(jī)器人應(yīng)用范圍遍及工業(yè)、水利科技和國(guó)防的各個(gè)領(lǐng)域。在“機(jī)器人王國(guó)”日本

5、，一直擁有全世界60%左右的機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于最多的工業(yè)部部門(mén)依次為家用電器制造、汽車(chē)制造、塑料成型、通用機(jī)械制造和金屬加工等工業(yè)，而且正應(yīng)用于更多的新領(lǐng)域中。在軍事領(lǐng)域，機(jī)器人的廣泛應(yīng)用也成為了不可阻擋的軍事變革趨勢(shì)，在新的歷史條件和世界格局下，可以說(shuō)機(jī)器人正在也必將代替人類(lèi)完成更多軍事任務(wù)。1. 1課題研究的目的和意義隨著美軍參與實(shí)戰(zhàn)的機(jī)器人士兵現(xiàn)身近幾場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)，軍用機(jī)器人進(jìn)入了實(shí)用化階段，無(wú)人戰(zhàn)斗裝備將成為減少軍隊(duì)傷亡、節(jié)省軍費(fèi)開(kāi)支的有效手段。在我國(guó)，警用保安機(jī)器人已進(jìn)入實(shí)用化階段，但軍用機(jī)器人的研制大多還處于論證階段，鑒于我國(guó)面臨的嚴(yán)峻國(guó)內(nèi)國(guó)際形勢(shì)，為了在未來(lái)“信息及尺度不均衡戰(zhàn)爭(zhēng)

6、”中能與敵實(shí)施有效的抗衡,盡早開(kāi)展高機(jī)動(dòng)性、強(qiáng)適應(yīng)性、低成本智能無(wú)人地面武器機(jī)動(dòng)平臺(tái)技術(shù)的研究,對(duì)于軍事作戰(zhàn)、反恐、捍衛(wèi)國(guó)家主權(quán)和領(lǐng)土完整有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。越障機(jī)器人的研究，對(duì)適應(yīng)未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)需要，擴(kuò)展作戰(zhàn)空間，完成廣袤戰(zhàn)場(chǎng)的偵查，順應(yīng)瞬息萬(wàn)變的高技術(shù)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境具有重大意義。另外，越障機(jī)器人還可用于工業(yè)中的一些險(xiǎn)難作業(yè)，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義。樓梯是人造環(huán)境中的最常見(jiàn)的障礙，也是最難跨越的障礙之一，爬樓梯機(jī)器人的研究是解決當(dāng)前全自主機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下正常工作的重要環(huán)節(jié)之一。爬樓

7、梯機(jī)器人可應(yīng)用于危險(xiǎn)環(huán)境探查、偵察、救災(zāi)、導(dǎo)盲、助殘、搬運(yùn)、清掃、維修、安裝等作業(yè)，其實(shí)際意義重大。1. 2移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展概況 機(jī)器人一詞最早使用是在1920年捷克作家卡雷爾查培克的劇本羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人中，劇中機(jī)器人(Robot)這個(gè)詞的本意是苦力，即劇作家筆下的一個(gè)具有人的外表、特征和功能的機(jī)器，是一種人造的勞力。西周時(shí)期，我國(guó)的能工巧匠堰師就研制出了能歌善舞的伶人，這是我國(guó)最早記載的具備有機(jī)器人概念的文字資料。春秋后期，我國(guó)著名的木匠魯班在機(jī)械方面也是一位發(fā)明家，據(jù)墨經(jīng)記載，他曾制造過(guò)一只木鳥(niǎo)，能在空中飛行“三日而不下”，體現(xiàn)了我國(guó)勞動(dòng)人民的聰明才智。 要給機(jī)器人下個(gè)合適的和為人們普遍

8、同意的定義是困難的。就目前各種定義的共同之處來(lái)說(shuō)，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。“智能機(jī)器人”是一種集數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子、材料、能源、計(jì)算機(jī)硬件、軟件、人工智能等眾多領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)知識(shí)于一身的綜合技術(shù)平臺(tái)。機(jī)器人技術(shù)的迅速發(fā)展，已對(duì)許多國(guó)家的國(guó)防工業(yè)生產(chǎn)、太空和海洋探索、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。 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

9、有不同程度智能的機(jī)器人和特種機(jī)器人。這些智能機(jī)器人，有的能夠模擬人類(lèi)用兩條腿走路，可在凹凸不平的地面上行走移動(dòng);有的具有視覺(jué)和觸覺(jué)功能，能夠進(jìn)行獨(dú)立操作、自動(dòng)裝配和產(chǎn)品檢驗(yàn);有的具有自主控制和決策能力這些智能機(jī)器人，不僅應(yīng)用各種反饋傳感器，而且還運(yùn)用人工智能中各種學(xué)習(xí)、推理和決策技術(shù)。智能機(jī)器人還應(yīng)用許多最新的智能技術(shù)，如臨場(chǎng)感技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多智能體技術(shù)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遺傳算法和遺傳編程、仿生技術(shù)、多傳感器集成和融合技術(shù)以及納米技術(shù)等。21世紀(jì)的機(jī)器人智能水平將提高到更高的水平，令人贊嘆。 移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)中的一個(gè)重要分支，是一類(lèi)能夠通過(guò)傳感器感知環(huán)境和自身狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在非結(jié)構(gòu)環(huán)境

10、下，動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多項(xiàng)功能于一體的高智能化機(jī)器系統(tǒng)。它與機(jī)器人學(xué)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、多傳感器信息融合、智能控制以及多智能體C Multi-Agent、機(jī)械學(xué)等學(xué)科密切相關(guān)，體現(xiàn)了信息科學(xué)和人工智能技術(shù)的最新成果，具有重要的軍用及民用價(jià)值，是現(xiàn)代機(jī)器人學(xué)中一個(gè)重要而且相當(dāng)活躍的研究領(lǐng)域。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，以研制高水平的環(huán)境信息傳感器和信息處理技術(shù)、高適應(yīng)性曠移動(dòng)機(jī)器人控制技術(shù)，真實(shí)環(huán)境下的規(guī)劃技術(shù)為標(biāo)志，開(kāi)展了移動(dòng)機(jī)器人更高層次的研究。國(guó)內(nèi)在移動(dòng)機(jī)器人方面的研究起步較晚，主要的研究工作有:清華大學(xué)的THMR-V自駕駛小車(chē)，香港城市大學(xué)的自動(dòng)導(dǎo)航車(chē)和服務(wù)機(jī)器人，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化

11、研究所的防爆機(jī)器人，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化所自行設(shè)計(jì)和制造的CASIA-I全方位移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)等。1.3爬樓梯機(jī)器人的研究現(xiàn)況 機(jī)器人作為一種自動(dòng)化的機(jī)器，所不同的是這種機(jī)器具備一些與人或生物相似的智能能力，如感知能力、規(guī)劃能力、動(dòng)作能力和協(xié)同能力，是一種具有高度靈活性的自動(dòng)化機(jī)器。對(duì)不同任務(wù)和特殊環(huán)境的適應(yīng)性，也是機(jī)器人與一般自動(dòng)化裝備的重要區(qū)別。非結(jié)構(gòu)環(huán)境中的多功能全自主的移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)多年來(lái)一直是機(jī)器人研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。但是非結(jié)構(gòu)環(huán)境給移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)造成了自主決策和路徑規(guī)劃的困難。越障機(jī)器人的研究，對(duì)擴(kuò)展機(jī)器人的作業(yè)空間，在人不能到達(dá)或不便到達(dá)的環(huán)境中進(jìn)行作業(yè)，具有重要的意義。越

12、障機(jī)器人還可用于工業(yè)中的一些險(xiǎn)難作業(yè)，不僅可提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義。其中，移動(dòng)機(jī)器人從事各項(xiàng)事務(wù)響應(yīng)任務(wù)時(shí)，樓梯是人造環(huán)境中的最常見(jiàn)的障礙，也是最難跨越的障礙之一。針對(duì)各種不同的運(yùn)動(dòng)環(huán)境，一直以來(lái)移動(dòng)機(jī)器人所采用的運(yùn)動(dòng)方式大體包括輪式、履帶式、足式等。 總結(jié)目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的爬樓梯裝置和專(zhuān)利，按爬樓梯功能實(shí)現(xiàn)的原理主要分為履帶式、輪組式、步行式爬樓梯裝置。下面分別對(duì)國(guó)外、國(guó)內(nèi)各種類(lèi)型裝置的發(fā)展作簡(jiǎn)要介紹，并分析其各白優(yōu)缺點(diǎn)。 (1)履帶式 履帶式爬樓梯裝置的原理類(lèi)似于履帶裝甲運(yùn)兵車(chē)或

13、坦克，其原理簡(jiǎn)單，技術(shù)也比較成熟。英國(guó)Baronmead公司開(kāi)發(fā)的一種電動(dòng)輪椅車(chē)，底部是履帶式的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，可爬樓梯的最大坡度為350，上下樓梯速度為每分鐘15-20個(gè)臺(tái)階。法國(guó)Topchair公司生產(chǎn)的電動(dòng)爬樓梯輪椅，它的底部有四個(gè)車(chē)輪供正常情況下平地運(yùn)行使用，當(dāng)遇到樓梯等特殊地形時(shí)，用戶(hù)通過(guò)適當(dāng)操作將兩側(cè)的橡膠履帶緩緩放下至地面，然后把這四個(gè)車(chē)輪收起，依靠履帶無(wú)需旁人輔助便能自動(dòng)完成爬樓等功能。履帶式結(jié)構(gòu)傳動(dòng)效率比較高，行走時(shí)重心波動(dòng)很小，運(yùn)動(dòng)非常平穩(wěn)，且使用地形范圍較廣，在一些不規(guī)則的樓梯上也能使用。它除了具備爬樓梯功能外，也能作為普通的電動(dòng)輪椅使用。但是這類(lèi)裝置仍存在很多不足之處:重量大

14、、運(yùn)動(dòng)不夠靈活、爬樓時(shí)在樓梯邊緣造成巨大的壓力，對(duì)樓梯有一定的損壞;且平地使用所受阻力較大，而且轉(zhuǎn)彎不方便，這些問(wèn)題限制了其在日常生活中的推廣使用。 (2)輪組式 輪組式爬樓梯裝置按輪組中使用小輪的個(gè)數(shù)可分為兩輪組式、三輪組式以及四輪組式。單輪組式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，在爬樓過(guò)程中需要有人協(xié)助才能保證重心的穩(wěn)定;而雙輪組式雖能實(shí)現(xiàn)自主爬樓，但由于其體積龐大且偏重，影響了它的使用范圍。 (3)步行式 早期的爬樓梯裝置一般都采用步行式，其爬樓梯執(zhí)行機(jī)構(gòu)由鉸鏈桿件機(jī)構(gòu)組成。上樓時(shí)先將負(fù)重抬高，再水平向前移動(dòng)，如此重復(fù)這兩個(gè)過(guò)程直至爬完一段樓梯。步行式爬樓梯裝置模仿人類(lèi)爬樓的動(dòng)作，外觀可視為足式機(jī)器人，采用

15、多條機(jī)械腿交替升降、支撐座椅爬樓的原理。步行式爬樓梯裝置爬樓時(shí)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，適合不同尺寸的樓梯;但它對(duì)控制的要求很高，操作比較復(fù)雜，在平地行走時(shí)運(yùn)動(dòng)幅度不大，動(dòng)作緩慢。 (4)復(fù)合類(lèi)機(jī)器人 基于履帶式、輪式、腿式移動(dòng)機(jī)器人的優(yōu)缺點(diǎn)，在研究中，采用了腿一履復(fù)合和輪-腿一履帶復(fù)合等結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)主要是依靠腿式機(jī)構(gòu)來(lái)完成越障，以及履帶平穩(wěn)性和輪組的靈活性來(lái)達(dá)到功能的完整。機(jī)器人擺臂在一定范圍可上下擺動(dòng)，輔助越障、攀爬，具有較強(qiáng)的越障性能、路面通過(guò)性和上下臺(tái)階能力。但是各種機(jī)構(gòu)的復(fù)合也給控制方面提出了更高的要求，而且爬樓過(guò)程中的穩(wěn)定性、如何適應(yīng)不同尺寸的樓梯、如何實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作省力與省時(shí)的問(wèn)題以及反向自鎖等問(wèn)題

16、仍然存在。 綜上所述，國(guó)外在爬樓梯裝置方面的研究已經(jīng)有一百多年的歷史，成果也較多，但是它們大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了發(fā)展中國(guó)家人民的經(jīng)濟(jì)承受能力。國(guó)內(nèi)的研究相對(duì)較晚，雖然也誕生了很多專(zhuān)利，但由于受到體積、重量、穩(wěn)定性及安全性的限制，還沒(méi)有產(chǎn)品真正投入使用。由此可見(jiàn)，為了解決移動(dòng)機(jī)器人使用受限的問(wèn)題，同時(shí)考慮到我國(guó)經(jīng)濟(jì)承受能力，需要研究一種價(jià)格低廉、功能多樣的爬樓梯裝置。 2 爬樓機(jī)器人結(jié)構(gòu)原理2. 1爬樓梯機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì)2.1.1爬樓機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求比較現(xiàn)有爬樓梯裝置，綜合分析其各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)。見(jiàn)下表2. 1所示。 表2. 1典型移動(dòng)機(jī)構(gòu)的性能對(duì)比表移動(dòng)機(jī)構(gòu)方式輪式履帶式腿式移動(dòng)速度快

17、較快慢越障能力差一般好機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度簡(jiǎn)單一般復(fù)雜能源消耗小較小大控制難易程度易一般復(fù)雜經(jīng)分析，設(shè)計(jì)的爬樓梯裝置要解決的幾個(gè)基本問(wèn)題 (1)爬樓梯裝置在爬樓梯過(guò)程中的穩(wěn)定性是影響其實(shí)用安全性的重要指標(biāo); (2)使用安全性; (3)對(duì)于多功能爬樓梯裝置，如何實(shí)現(xiàn)平地模式與爬樓模式之間的平滑切換也是重要的問(wèn)題。 其次，爬樓機(jī)器人還要滿(mǎn)足以下幾個(gè)基本要求: (1)我國(guó)建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:樓梯踏步高度“不宜大于210mm，并不宜小于140mm;樓梯踏步寬度b，應(yīng)采用220, 240, 260, 280, 300, 320mm;樓梯踏步高與寬的關(guān)系式:2a + b _ 600(“a-踏步高，b-踏步寬

18、)。機(jī)器人要適應(yīng)規(guī)定的尺寸范圍，能夠順利的上下樓梯，即強(qiáng)調(diào)它的強(qiáng)適應(yīng)性。 (2)爬樓機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)要符合，國(guó)標(biāo)GB 12996-91電動(dòng)輪椅車(chē)的主要技術(shù)性能標(biāo)準(zhǔn)。2. 1. 2爬樓機(jī)器人的總體方案 經(jīng)綜合分析，本課題確定采用爬樓梯優(yōu)勢(shì)較強(qiáng)的輪式機(jī)構(gòu)。爬樓機(jī)器人要求具有在平面行駛和爬樓梯的功能(樓梯規(guī)格:140_a_210, 220_b_320)，當(dāng)然也具備轉(zhuǎn)向避障和良好的行走線性軌跡。本論文設(shè)計(jì)的輪組式爬樓梯機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)由兩部份組成，包括位于機(jī)器人中間部位由四個(gè)輪組驅(qū)動(dòng)的主車(chē)架，以及輪組機(jī)構(gòu)。2. 2.爬樓機(jī)器人傳動(dòng)設(shè)計(jì)2.2.1輪組單元的傳動(dòng)設(shè)計(jì)及基本原理如圖2. 2所示，輪組采

19、用行星輪式結(jié)構(gòu)，包括傳動(dòng)軸，過(guò)渡齒輪，中心齒輪，小車(chē)輪和驅(qū)動(dòng)齒輪輪組的機(jī)械原理:車(chē)體重量通過(guò)軸承間接承載在四個(gè)輪組上，輪組中的所有齒輪都繞轉(zhuǎn)臂上的小軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)動(dòng)力傳到傳動(dòng)軸時(shí)，軸帶動(dòng)中心齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，中心齒輪帶動(dòng)過(guò)渡齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，再傳給驅(qū)動(dòng)齒輪，由于小車(chē)輪與驅(qū)動(dòng)齒輪固連，機(jī)器人前進(jìn)。當(dāng)車(chē)輪組機(jī)構(gòu)運(yùn)行在平直的路面上時(shí)，受兩個(gè)車(chē)輪同時(shí)著地的約束限制，轉(zhuǎn)臂不能轉(zhuǎn)動(dòng)只能隨車(chē)沿路面平動(dòng)，此時(shí)驅(qū)動(dòng)輪系為定軸輪系，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)在平直面上的快速行駛; 當(dāng)小車(chē)遇上臺(tái)階時(shí)，由于臺(tái)階與車(chē)輪的摩擦力，行星輪的齒輪系都被鎖住，無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)整個(gè)行星輪板在中心齒輪的驅(qū)動(dòng)下，變成一個(gè)類(lèi)輪機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)小車(chē)爬上臺(tái)階。圖2. 2輪

20、組機(jī)構(gòu)示意圖 2. 2. 2爬樓機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)輪組單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輪組的結(jié)構(gòu)尺寸范圍根據(jù)樓梯的踏步高a和踏步寬b兩個(gè)參數(shù)來(lái)確定。建筑樓梯模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定樓梯踏步高度不宜大于210mm，并不宜小于140mm;樓梯踏步寬度，應(yīng)采用220, 240, 260, 280, 300, 320mm;樓梯踏步高與寬的關(guān)系式:2a + b _ 600 ( a一踏步高b一踏步寬)。 根據(jù)以上條件可知:bmin =220, a min =140, a max =190mm;如圖2.4所示，有以下關(guān)系R=l/2L=a2+(r+x)2取bbmin，aamin則rx220得到Rmax184.4mm同理取得bbmi

21、n，aamax，有Rmax134.4m輪組結(jié)構(gòu)的最大值r可通過(guò)a和b得到，如圖2.5所示取bbmin，aamin rmaxa2+b22 ，得到 rmax130.4根據(jù)以及的范圍，取恰當(dāng)?shù)闹?，可以得到輪組結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)臂寬2tmax，如圖.所示tmaxamin22r-amin2R2-amin22R綜合上述條件公式可以得到輪組結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)（R，r以及t）所設(shè)計(jì)出來(lái)的輪組是以最小樓梯為基礎(chǔ)，并滿(mǎn)足最高樓梯尺寸的要求，當(dāng)在更寬尺寸樓梯行駛時(shí)，一次翻滾發(fā)生滑移便接著進(jìn)行二次翻滾爬行，所以能夠自動(dòng)適應(yīng)各種規(guī)格的樓梯，具有強(qiáng)適應(yīng)性。 2. 2. 3小車(chē)物理樣機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)按照上節(jié)的設(shè)計(jì)，我們確定制作物理樣機(jī)的主要參數(shù)

22、如下:車(chē)體長(zhǎng):L=782 mm;車(chē)體寬:Y=660 mm;車(chē)體重心高度:h=100mm;車(chē)體質(zhì)量:M=61Kg;車(chē)體重心位置:兩個(gè)車(chē)輪組回轉(zhuǎn)中心連線的中點(diǎn);車(chē)輪組中心軸到小車(chē)輪圓心的距離R=180mm;車(chē)輪組半徑:r=80mm;車(chē)輪組中心齒輪半徑:r1=60mm;車(chē)輪組過(guò)渡齒輪半徑:r2=30mm;小車(chē)輪驅(qū)動(dòng)齒輪半徑:r3=60mm;2.3電機(jī)功率計(jì)算 根據(jù)裝置平地和爬樓兩種不同的運(yùn)動(dòng)情形，分別計(jì)算驅(qū)動(dòng)電機(jī)所需的功率。設(shè)裝置機(jī)架的質(zhì)量mb為25kg，每個(gè)輪組的質(zhì)量ms為4kg，加載設(shè)備的最大重量m、不超過(guò)20kg，因此車(chē)體和負(fù)載的總質(zhì)量上限為61kg。該總質(zhì)量由四個(gè)輪組共同分擔(dān)，取車(chē)輪與地面之

23、間的附著系數(shù) 為0. 710(1)平地所需功率 輪組在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，克服小的行駛阻力旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，此時(shí)有八個(gè)小車(chē)輪同時(shí)著地分擔(dān)小車(chē)的重量。驅(qū)動(dòng)輪承受的正壓力:N=1/8(mb+mg)+1/2ms *g=76.3N;驅(qū)動(dòng)輪的附著力:F=N=54.2N小車(chē)輪的直徑d為160mm，輪組半徑R為180mm。根據(jù)裝置運(yùn)行速度和車(chē)輪直徑算得各參數(shù)如下。設(shè)平地運(yùn)動(dòng)最大速度為:v=3. 5km/h=0. 97m/s ;小車(chē)輪最大轉(zhuǎn)速為:n1=60vd=116rpm小車(chē)輪最大角速度為:=2n160=12.1rad/s小車(chē)輪受到的外力轉(zhuǎn)矩為:M1=Fd/2=4.34Nm電機(jī)所需的功率為:P1 =M11=58.3W（其中

24、電機(jī)傳遞的機(jī)械效率為=90%）由于是八個(gè)小車(chē)輪著地，則需要兩個(gè)功率為4P1=233. 2W的電機(jī)。(2)爬樓所需功率 裝置在爬樓時(shí)需要克服車(chē)體和負(fù)載的重力做功，估算重力作用線與驅(qū)動(dòng)軸之間的垂直距離L為300mm。所需克服阻力矩為:M2=GxL= 1/2 (25+20) +2x4 *g*0. 3=91. 5Nm;爬樓最快速度:n2=4rpm ;驅(qū)動(dòng)輪最大角速度：2=2n260=1.57rad/s電機(jī)所需的功率為：P2=2M2=159.6W 我們所選的電機(jī)是瑞士MAXON公司的空心杯無(wú)刷直流電機(jī)EC45 (136207)，電機(jī)性能參數(shù)如下:額定電壓:24V;額定功率:250W;額定電流:7. 47

25、A ;額定轉(zhuǎn)速:4520rpm；最大連續(xù)轉(zhuǎn)矩:310mNm;轉(zhuǎn)子慣量:209gcm2.3爬樓梯機(jī)器人小車(chē)的運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及通過(guò)性分析3. 1爬樓機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)分析3.1.1前提與假設(shè)爬樓機(jī)器人在平地及越障等運(yùn)動(dòng)軌跡從宏觀上看是曲線運(yùn)動(dòng)，但是從微觀上它可以看成是由很多直線與圓弧、不同方向的直線、不同方向圓弧之間的擬合。所以軌跡控制的關(guān)鍵在于任意方向的直線運(yùn)動(dòng)以及任意方向圓的運(yùn)動(dòng)控制。為了便于分析，提出了如下假設(shè):(1)車(chē)體，驅(qū)動(dòng)輪與地面均為剛體;(2)車(chē)輪的厚度忽略不計(jì);(3)每個(gè)車(chē)輪組的四個(gè)小車(chē)輪簡(jiǎn)化成一個(gè)車(chē)輪且車(chē)子底盤(pán)重心與中心重合;(4)每個(gè)車(chē)輪與地面只發(fā)生純滾動(dòng)，即每瞬時(shí)與地面接觸點(diǎn)的速度都等

26、于零。3.1.2 機(jī)器人小車(chē)模型的簡(jiǎn)化選擇固定在車(chē)體中心的坐標(biāo)系XOY，如圖所示。由于車(chē)輪組左右前后是對(duì)稱(chēng)分布的，根據(jù)假設(shè)，每個(gè)車(chē)輪與地面之間只發(fā)生純滾動(dòng)，因此可得出如下結(jié)論:VL1=VL2=VL (3.1)VR1=VR2 =VR (3.2) 其中，VL表示左側(cè)輪子移動(dòng)的速度矢量，VR表示右側(cè)輪子移動(dòng)的速度矢量，由式(3.1), (3.2)可以看出，只要知道了前面2個(gè)輪子或者后面2個(gè)輪子的速度值和方向，就可以得到機(jī)器人所有4個(gè)輪子的速度和方向，據(jù)此，可將機(jī)器人模型進(jìn)一步簡(jiǎn)化，用一個(gè)2輪模型來(lái)加以分析，如圖3.2所示。圖3. 1機(jī)器人小車(chē)坐標(biāo)系， a表示兩側(cè)輪子與原點(diǎn)O的橫向距離;b表示兩側(cè)輪子

27、與原點(diǎn)之間的縱向距離;表示兩側(cè)輪子與原點(diǎn)的連線和橫向之間的夾角。的大小可由如下關(guān)系求出: =arctan(b/a) （3.3） 3. 1. 2機(jī)器人模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析由于機(jī)器人不具有側(cè)向移動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此要讓機(jī)器人一次實(shí)現(xiàn)側(cè)向的移動(dòng)是不切實(shí)際的，但是可以把這種移動(dòng)分解為自轉(zhuǎn)加直線前進(jìn)或者自轉(zhuǎn)加圓弧前進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢灾溃辛俗赞D(zhuǎn)、直線前進(jìn)、圓弧前進(jìn)這三組基本的運(yùn)動(dòng)單元，就可以實(shí)現(xiàn)任意曲線的行走。以下將分別就這3個(gè)基本運(yùn)動(dòng)單元來(lái)分別加以介紹。 1)機(jī)器人自轉(zhuǎn) 設(shè)機(jī)器人自轉(zhuǎn)的角速度為(以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，則車(chē)體的運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如下:-VLcos=a2+b2 (3.4)VRcos=a2+b

28、2 (3.5)由式(3.3)可得出cos=aa2+b2所以上式可簡(jiǎn)化成:VL=-(a2+b2)/a (3.6)VR=(a2+b2)/a (3.7)由此可得出所有輪子繞質(zhì)心自轉(zhuǎn)時(shí)的速度和方向情況。(2)直線前進(jìn)設(shè)機(jī)器人前進(jìn)的速度為，則車(chē)體的運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如下:VL= (3.8) VR= (3.9)可以看出，直線前進(jìn)時(shí)，所有輪子的速度大小和方向相同，都等于車(chē)體運(yùn)動(dòng)的方向和速度 (3)圓弧前進(jìn) 設(shè)機(jī)器人小車(chē)弧線的圓弧半徑為R(即圓心到機(jī)器人質(zhì)心的距離)，其質(zhì)心繞圓弧前進(jìn)的角速度為，則車(chē)體的運(yùn)動(dòng)與驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系如下: VLcos1=(R-a)2+b2 (3.10) VRc

29、os2=(R-a)2+b2 (3.11)式中1表示圓弧圓心與左輪的連線和X軸向間的夾角，2表示圓弧圓心與右輪的連到和X軸向間的夾角，如圖3.3所示:1和2可由如下關(guān)系求得:1=tan-1b(R-a) (3 .12)2=tan-1b(R+a) (3.13)把它們帶入上面的方程組，得:。VL=R-a2+b2/R-a (3 .14)VR=R+a2+b2/R+a (3.15)將以上三種情況的計(jì)算結(jié)果帶入式(3.1),(3.2)，即可得到所有情況下的4個(gè)車(chē)輪組在二維平面的速度大小與方向。3.2爬樓機(jī)器人通過(guò)性分析3. 2. 1可跨越最大垂直障礙高度爬樓機(jī)器人小車(chē)除具有強(qiáng)勁的爬樓能力外，當(dāng)然也具備一定的越

30、障能力，下面我們分析一下車(chē)輪組的越障能力，如圖3.4 圖中:a障礙物高度; b障礙物寬度;一車(chē)輪組小車(chē)輪半徑; R一為車(chē)輪組中心軸到小車(chē)輪圓心的距離;車(chē)輪組要攀爬上障礙物，必須滿(mǎn)足以下關(guān)系: a2R2-r2 (3.16)為保證越障時(shí)，障礙物不致卡死于兩車(chē)輪之間，并且越障后的前輪能與障礙物可靠接觸，障礙物的寬度要滿(mǎn)足如下要求：r+b2+a22R2即：b2R2-a2-r (3.17)根據(jù)我們制作的物理樣機(jī)參數(shù)R=180mm, r=80mm，經(jīng)式(3.16)和(3.17)可知，機(jī)器人輪組最大越障高度:amaX =198mm;越障寬度要求:bmaX =8Omm.3. 2. 2最小轉(zhuǎn)彎半徑 最小轉(zhuǎn)彎半徑

31、在很大程度上表征了車(chē)輛繞開(kāi)不可逾越的障礙物和在最小空間內(nèi)回轉(zhuǎn)的能力，因而它對(duì)越障性有很大影響。由前面我們對(duì)本機(jī)器人小車(chē)模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，小車(chē)能實(shí)現(xiàn)自轉(zhuǎn)、直線前進(jìn)、圓弧前進(jìn)這三組基本的運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)任意曲線的行走。它不僅可以實(shí)現(xiàn)較小的轉(zhuǎn)彎半徑，而且還可以原地轉(zhuǎn)彎。因此，本機(jī)器人車(chē)體的最小轉(zhuǎn)彎半徑min為0。4 小車(chē)遙控裝置設(shè)計(jì)4.1紅外遙控裝置工作原理無(wú)人越野小車(chē)遙控裝置采用紅外線裝置，為便于在復(fù)雜的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行作業(yè)。紅外線是波長(zhǎng)約大于770mm的不可見(jiàn)光，如下圖10。將發(fā)射紅外線的發(fā)光二極管（LED）和感知紅外線的接收模塊組合在一起就可以實(shí)現(xiàn)紅外線通信。圖10紅外線發(fā)送裝置為L(zhǎng)ED燈。紅外線

32、接收模塊這里采用TFK4，由接收PIN二極管，電壓控制電路，帶通濾波電路，解調(diào)電路等組成的集成電子單元。在未接收到紅外光線前它的輸出為“1”，接收到紅外光線后輸出為“0”，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“低電平激活”。應(yīng)用紅外線接收模塊通信時(shí)，必須將所使用的紅外線設(shè)置成頻率40KHz的方波形式，即1秒鐘內(nèi)斷續(xù)的發(fā)送紅外線4萬(wàn)次，這種調(diào)制方式被稱(chēng)為脈沖周期調(diào)制（PPM）。根據(jù)下式可得1個(gè)方波中為“1”的時(shí)間為12.5s。如下圖11。周期 （5-1） （5-2）圖11當(dāng)向紅外線接收模塊輸入“1”時(shí)信號(hào)是12.5s的間隔，紅外線LED則以600s的持續(xù)時(shí)間閃亮（向外發(fā)送紅外線）；當(dāng)輸入信號(hào)“0”時(shí)，紅外線LED持續(xù)

33、停止工作600s。如下圖12表示向接收模塊輸入長(zhǎng)度為3位信號(hào)“101”，每一位時(shí)間對(duì)應(yīng)600s。為了適應(yīng)低電平激活的特點(diǎn)應(yīng)該將輸入信號(hào)反轉(zhuǎn)后輸出。當(dāng)輸入信號(hào)為“1”時(shí)，每個(gè)輸入脈沖都是12.5s的方波，不過(guò)從接收模塊輸出的則是一個(gè)持續(xù)600s的方波。故紅外LED的40KHz頻率閃亮，而在接收模塊的內(nèi)置電路中得到平滑化。圖12故而在發(fā)送器一側(cè)，應(yīng)該根據(jù)被發(fā)送信號(hào)來(lái)控制紅外線LED的點(diǎn)亮和熄滅；而接收器一側(cè)，應(yīng)該大約按照600s的周期間隔讀取接收模塊輸出的信號(hào)。所以在遙控器電路中我們使用PIC微控制器。如下圖13。圖134.2紅外遙控裝置設(shè)計(jì) 此遙控器設(shè)計(jì)基于PIC微控制器的紅外發(fā)送器和接收器。如

34、下圖14為小車(chē)遙控器的構(gòu)成概念圖。我的設(shè)計(jì)為發(fā)送器準(zhǔn)備了5個(gè)按扭，每個(gè)按扭控制一種動(dòng)作。 圖144.2.1 紅外線遙控裝置的發(fā)送器如下圖15為遙控小車(chē)發(fā)送器電路圖，可指揮小車(chē)前進(jìn)、后退、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)和停止。電路由PIC16F84A-20微控制器，78L05三引角穩(wěn)壓器，10MHz石英震蕩器，一系列電容，開(kāi)關(guān)等組成。 圖15如下圖16可知，在發(fā)送器一側(cè)，每次發(fā)送十位數(shù)據(jù)，第一位開(kāi)始位（“1”），其后四位為發(fā)送數(shù)據(jù)，最后5位為停止數(shù)據(jù)。圖中標(biāo)示出的4位動(dòng)作數(shù)據(jù)與接收器一側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)。其中前2位作為右電機(jī)，后面2位作為左電機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)。上面所說(shuō)5個(gè)動(dòng)作用3位數(shù)據(jù)同樣可以表達(dá)，3位

35、數(shù)據(jù)最大可表示8個(gè)動(dòng)作。如果發(fā)送器傳輸?shù)膭?dòng)作數(shù)據(jù)為3位，接收器可將其轉(zhuǎn)化為4位動(dòng)作數(shù)據(jù)，與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)。 圖164.2.2 紅外線遙控裝置的接收器遙控小車(chē)關(guān)鍵在小車(chē)的接收電路。在收到信號(hào)后，由接收電路接收動(dòng)作數(shù)據(jù)指引小車(chē)運(yùn)動(dòng)，如下圖17為接收電路。接收電路中多了電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片TA7257P，紅外線接收模塊TFK-4，其它部件與發(fā)送電路所使用基本相同。考慮到夜晚使用越野小車(chē)，我又設(shè)計(jì)用兩只賽車(chē)專(zhuān)用小燈泡，兩只燈按下圖所示紅線安裝，小燈泡作遙控車(chē)的前大燈使用，為倒車(chē)燈。當(dāng)車(chē)子前進(jìn)時(shí)，大燈亮，反偏不亮；倒車(chē)時(shí)在前大燈亮著的同時(shí)，為正偏也亮起來(lái)作倒車(chē)燈使用。 圖17在這里需注意遙控小車(chē)接收

36、器從3引腳穩(wěn)壓芯片78L05取得5V供電而運(yùn)行，但TA7257P的工作電壓為6-18V，故從概念圖中可知，該芯片電源直接從干電池取得。電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)欄如下：輸入 輸出 動(dòng)作IN1IN2OUT1OUT200高阻抗停止01LH正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)10HL反轉(zhuǎn)/正轉(zhuǎn)11LL制動(dòng)以上就是我設(shè)計(jì)的我們次款越野小車(chē)的遙控裝置，主要基于紅外線遙控裝置設(shè)計(jì)。它基本上可以完成一般玩具小車(chē)的運(yùn)動(dòng)控制，但在功能的強(qiáng)大上還略顯不足，不能以強(qiáng)大的功能控制小車(chē)攀越障礙過(guò)程，做其它運(yùn)行動(dòng)作等。5 車(chē)載裝置由于我們主要是對(duì)爬樓小車(chē)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所以對(duì)車(chē)載設(shè)備只做簡(jiǎn)單闡述。我們計(jì)劃可在小車(chē)中加載如下設(shè)備。5.1裝載武器系統(tǒng) 小

37、車(chē)可裝載武器系統(tǒng)用于無(wú)人作戰(zhàn)。武器系統(tǒng)需要包括武器，自動(dòng)控制裝置，偵測(cè)裝置，以期組成合理的武器系統(tǒng)裝載于車(chē)上，當(dāng)把小車(chē)用于戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下時(shí)，武器系統(tǒng)可自動(dòng)開(kāi)啟有效的對(duì)敵進(jìn)行打擊。5.2裝載偵測(cè)系統(tǒng) 小車(chē)可裝載偵測(cè)系統(tǒng)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行探測(cè)。偵測(cè)系統(tǒng)可加載攝像拍攝裝置或?qū)ζ渌O(shè)施物品的偵測(cè)裝置。以期完成對(duì)一定區(qū)域的探測(cè)功能。比如可加載攝像裝置對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行拍攝傳到后方，或加載探雷裝置，以便于步兵行進(jìn)。6 結(jié)束語(yǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)使我把四年所學(xué)整體綜合了起來(lái)，更使我學(xué)到了不少新的東西，拓展了知識(shí)面。它讓我體會(huì)到了作為一個(gè)設(shè)計(jì)者的辛酸和成就感。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到很多問(wèn)題和幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。沒(méi)有對(duì)小車(chē)越障抱死的分析就沒(méi)法

38、選擇合適的電機(jī)進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)；還有在對(duì)小車(chē)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，阻力很大，但現(xiàn)在我以一一克服。唯一不足是對(duì)遙控器的設(shè)計(jì)只能紙上談兵，沒(méi)法做出實(shí)際的東西。在最后，感謝胡立明教員和李玉亮教員對(duì)我們的悉心幫助和教導(dǎo)，在他們的督促指導(dǎo)下得以使我們的設(shè)計(jì)更加完善。相信在今后的工作學(xué)習(xí)中，我將能以此次畢業(yè)設(shè)計(jì)勤奮細(xì)致的精神更好的完成新的工作。參考文獻(xiàn)1 蔡自興.機(jī)器人學(xué).北京清華大學(xué)出版社，2000年2 邵忍平.機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，2005年3 張勁夫，秦衛(wèi)陽(yáng).高等動(dòng)力學(xué).科學(xué)出版社，2004年4 船倉(cāng)一郎（日）.機(jī)器人控制電子學(xué).科學(xué)出版社，2004年5月5 溫熙森，邱靜，陶俊勇.機(jī)電系統(tǒng)分析動(dòng)力學(xué)

39、及其應(yīng)用.機(jī)械出版社，2003年6 M.米克爾(西德).汽車(chē)動(dòng)力學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社，1971年8月7 張洪欣.汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué).同濟(jì)大學(xué)出版社，1996年12月8 劉延柱,洪嘉振,楊海興.多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué).,北京:高等教育出版社,1989年9 王振發(fā).分析力學(xué).北京:科學(xué)出版社,2002年10 賈書(shū)惠.剛體動(dòng)力學(xué).北京:高等教育出版社,1987年11 張景繪.動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)建模.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2000年2月12 張策.機(jī)械動(dòng)力學(xué).北京:高等教育出版社,2000年4月13 王鐸,趙經(jīng)文.理論力學(xué).北京:高等教育出版社,2001年6月14 楊延力.機(jī)械系統(tǒng)基本理論結(jié)構(gòu)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué).北京:機(jī)械工

40、業(yè)出版社,1996年15 丘維聲.高等代數(shù).北京:高等教育出版社,1996年16 鄭文緯，昊克堅(jiān).機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2001年17 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2003年18 B.保羅（美）.機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué).上海科學(xué)技術(shù)出版社，1989年1月附錄1 紅外線遙控發(fā)送器電路元件清單品名規(guī)格，型號(hào)數(shù)量PIC微控制器PIC16F84A-201三引腳穩(wěn)壓器78L051紅外線LEDTLN1101石英震蕩器1陶瓷電容器20pF2碳膜點(diǎn)阻200，1/4W3積層電容器01F1電解電容器47F，16V2撥動(dòng)開(kāi)關(guān)3P1按扭開(kāi)關(guān)小型5IC插槽18條引腳1印刷電路板45mm70mm

41、1墊片15mm4電池開(kāi)關(guān)006P用1電池006P,9V12 遙控越野小車(chē)接收側(cè)電路元器件清單品名規(guī)格，型號(hào)數(shù)量PIC微控制器PIC16F84A-201電機(jī)驅(qū)動(dòng)ICTA7257P2三引腳穩(wěn)壓器78L051紅外線接收模塊TFK-41石英震蕩器1碳膜點(diǎn)阻100，1/4W4陶瓷電容器20pF2陶瓷電容器01F1積層電容器01F1電解電容器47F，16V2撥動(dòng)開(kāi)關(guān)2P1IC插槽18條引腳1印刷電路板45mm70mm1墊片15mm4制作基本套件選購(gòu)模型1電池按扭006P用1電池盒5號(hào)21電池006P,9V1電池5號(hào)23 紅外線發(fā)送器源程序;紅外線發(fā)送源程序;*LIST P=PIC16F84A ;指定所使用

42、的PIC INCLUDE “P16F84A.INC ;指定讀取設(shè)定文件;*LEDOFF EQU 0FFH ;設(shè)定LED熄滅數(shù)據(jù)LEDON EQU 00H ;設(shè)定LED點(diǎn)亮數(shù)據(jù)CNT1 EQU 0CH ;定時(shí)器1的技術(shù)變量CNT2 EQU 0DH ;定時(shí)器2的技術(shù)變量CNT3 EQU 0EH ;定時(shí)器3的技術(shù)變量WWW EQU 0FH ;載波的計(jì)數(shù)變量；*ORG 0 ;程序存儲(chǔ)起始地址BSF STATUS,RPO ;選擇存儲(chǔ)單元第1列CLRF TRISA ;將端口A全部設(shè)定為輸出模式MOVLW 0FFH ;端口B設(shè)定用數(shù)據(jù)MOVWF TRISB ;將端口B全部設(shè)定為輸入模式BCF OPTION_

43、REG,7 ;端口B的上拉電阻有效BCF STATUS,RPO ;選擇存儲(chǔ)單元第0列MOVLW LEDOFF ;將熄燈數(shù)據(jù)置入W寄存器MOVWF PORTA ;向端口A輸出熄燈數(shù)據(jù);讀取按扭數(shù)據(jù)*REPEAT BTFSS PORTB，4 ；檢查SW4 GOTO MAE ；若為0（ON）則跳轉(zhuǎn)至前進(jìn) BTFSS PORTB，3 ；檢查SW3 GOTO MIGI ；若為0（ON）則跳轉(zhuǎn)至右轉(zhuǎn) BTFSS PORTB，0 ；檢查SW0 GOTO USHIRO ；若為0（ON）則跳轉(zhuǎn)至后退 BTFSS PORTB，2 ；檢查SW2 GOTO HIDARI ；若為0（ON）則跳轉(zhuǎn)至左轉(zhuǎn) BTFSS PORTB，1 ；檢查SW1 GOTO TEISHI ；若為0（ON）則跳轉(zhuǎn)至停止 GO