浩然隊競速技術報告

1、2015中國工程機器人大賽暨國際公開賽（RoboWork）競速機器人技術報告參賽學校： 山東大學 隊伍名稱： 浩然一隊 參賽隊員： 成旺榮 傅洪裕 趙豪 帶隊教師： 王立志 二一六年五月關于技術報告使用授權的說明 本人完全了解2015中國工程機器人大賽暨國際公開賽（RoboWork）關于保留、使用技術報告和研究論文的規(guī)定，即：參賽作品著作權歸參賽者本人和比賽組委會共同所有，比賽組委會可以在相關主頁上收錄并公開參賽作品的設計方案、技術報告以及參賽機器人的視頻、圖像資料，并將相關內容編纂收錄在組委會出版論文集中。 參賽隊員簽名： 帶隊教師簽名： 日 期： 第 31 頁中國

2、工程機器人大賽技術報告中文引言競速機器人即智能移動機器人是當前機器人領域研究的前沿，交叉和綜合，是未來智能汽車發(fā)展的趨勢。我們針對比賽用競速機器人，基于IAP15F2K60S2單片機開發(fā)與實現(xiàn)，采用紅外傳感器識別賽道中央黑色的引導線，自動控制機器人，從而實現(xiàn)快速、穩(wěn)定的尋線行駛。為盡可能的提高競速機器人在快速行駛過程中的穩(wěn)定性，通過計算機編程，工程設計，動手制作與技術構建，結合日常觀察等方法發(fā)現(xiàn)我們的問題與不足，并不斷地去尋求最完美的解決方案,發(fā)展自己的創(chuàng)造力，最終完成了競速機器人的制作并在競速機器人的結構及動作調試、控制、驅動等方面最終形成了很好的解決方案并實現(xiàn)了仿人機器人在賽道上的快速穩(wěn)定

3、行走。我們通過制作U形支架連接舵機，構成機器人的雙腿，通過小型舵機的旋轉實現(xiàn)競速仿人機器人手臂和頭的自由度；通過串口調試反復觀察機器人的動作并最終確定機器人行走的最佳動作；通過8V電池以及1117穩(wěn)壓5V給單片機和舵機供電；通過紅外對管檢測黑線實現(xiàn)仿人機器人的巡線行走。關鍵詞：競速仿人機器人；單片機；舵機；傳感器ABSTRACTNowadays, The intelligent mobile robot,asracing robot is at the forefront of robotics research. Cross and comprehensive,is the trend of

4、 the development of the smart car in the future.Our humanoid robot for the racing game, based on IAP15F2K60S2 MCU development and implementation, using infrared sensor identification circuit of the central leading lines of black, automatically control the robot, so as to realize the rapid and stable

5、 line. For as much as possible, improving the stability of racing robot driving fast in process, through computer programming, engineering design, construct and building technology, combined with the daily observation and other methods found our problems and deficiencies, and constantly to seek the

6、most perfect solution, develop our creativity, eventually completed humanoid robot production.In the structure and action of racing robot debugging, control and drive eventually we formed the good solution and implements the humanoid robot stable walking quickly on the track. We produced by u-shaped

7、 bracket connection steering gear, which made up our robot's legs; The rotation of the small steering gear racing humanoid robot arm and head of the degrees of freedom; Via a serial port debugging repeatedly observed the robot's movement and ultimately determine the best action of the robot;

8、 By 8 v battery voltage 5 v for single chip microcomputer 1117 and steering gear power supply; By infrared tube tests for detecting the black line walking of humanoid robot to walk. Key word: Racing humanoid robot; Single chip microcomputer; The steering gear;The sensor 目 錄一、緒論1.中文引言.12.關鍵詞.13.英文引言.

9、14.關鍵詞.2二、正文.41.機器人概述.42.機器人發(fā)展歷史.43系統(tǒng)整體設計.94. 硬件設計.105. 軟件設計.215. 系統(tǒng)開發(fā)與調試.227. 結論.22三、參考文獻.22四、附錄.24五、致謝.311. 機器人概述構建人形機器人的目的是簡單地設計一個可以完成人類復雜運動和能夠真誠地幫助人類的機器人。盡管其目的簡單,但是要完成這個任務相當困難。例如前本田工程師實現(xiàn)了他們夢想建立一個進的仿人機器人，花了超過18年的時間，在這段時間里他們不斷的學習，探究和實驗，也走了不少的彎路。行走過程分為兩個主要部分即靜態(tài)和動態(tài)步行。靜態(tài)步行人形機器人包括完整的移動身體的齒輪的基地腳區(qū)域，與此同時

10、其他腳抬起并前進。這種機器人是從運動學角度（軌跡，或位移控制）來設計和控制的，結果是有相當大的腳以一個緩慢的速度行走。一個靜態(tài)步行雙足足動物,如本田P3的人形機器人,“不移動很像人并且能量效率低下。它移動與nonpendular外觀相似，本田2000機器人在行走時需要大約2kw功率，他需要的功率是同樣大小人類的肌肉工作功率的20倍1。動態(tài)穩(wěn)定性需要快速行走和多樣的地形。在行走時重心不在支撐腿區(qū)域內時，機器人在下一個動態(tài)平衡區(qū)域時就會失衡。被動動態(tài)步行可增加到三分之一組不同類型的步行過程。無動力玩具士兵或企鵝早在一個世紀前就已經發(fā)明，它們可以沿著緩坡行走而沒有任何電機的控制。通過對它們的腿和胳膊

11、的長度和大眾的仔細選擇，這些玩具在行走時保持平衡而消耗很少的能量（來自重力）。這種模型以一種固定的方式行走,但他們的結構很簡單。使用這個作為起點,可以添加更多的自由度,可以添加驅動和控制實現(xiàn)更加流暢的運動。研究的目的是趨向于設計簡單且能夠實現(xiàn)更多功能。為此，我們選擇了一個靜態(tài)步行具有能力從兩足改變到四足模式運動，以下部分提供一段到目前為止人形機器人研究歷程。最后，介紹了最終設計理念的選擇過程，最終設計的詳細解釋和提出離了初步的步態(tài)定義。2. 機器人發(fā)展史1920年，捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表了科幻劇本羅薩姆的萬能機器人?？ㄅ蹇嗽趧”局邪呀菘苏Z“Robota”寫成了“Robot”，引起

12、了大家的廣泛關注，從此，“robot”以及相對應的中文“機器人”一詞開始在全世界流行，這被當成了機器人一詞的起源。機器人的祖先可以追溯到兩千多年前。我們知道古人用滴漏計時的方法，其實這就是一種自動化設備水鐘。那時，人們將兩個水壺一上一下放置，上面的水壺將水滴到下面的水壺里，下面的水壺里安放一個浮標，浮標上有表示時間的刻度。這樣，浮標隨著水位的升高二升起，人們就會在壺的外面看到那些表示時間的刻度了。水量的穩(wěn)定與否，制約著時間的準確。于是，人們就增加幾個水壺，使他們形成了一個系統(tǒng)，一個自動化機器的內部都有著一套相互關聯(lián)的設備。上個世紀60年代前后，隨著微電子學和計算機技術的迅速發(fā)展，自動化技術也去

13、取得了飛躍性的變化，開始出現(xiàn)了現(xiàn)在普遍意義上的機器人。1950年，美國作家艾薩克·阿西莫夫在他的科幻小說I, Robot中首次使用了“Robotics”即“機器人學”。阿西莫夫提出了“機器人三原則”：機器人不應傷害人類，且在人類受到傷害時不可袖手旁觀；機器人應遵守人類的命令，與第一條違背的命令除外；機器人應能保護自己，與第一條相抵觸者除外。機器人學術界一直將這三原則作為機器人開發(fā)的準則，阿西莫夫也因此被稱為“機器人學之父”。1954年，美國人George C.Devol提出了第一個工業(yè)機器人方案并在1956年獲得美國專利。1959年，美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人，

14、取名“尤尼梅遜”，意為“萬能自動”。尤尼梅遜的樣子像一個坦克炮塔，炮塔上伸出一條大機械臂，大機械臂上又接著一條小機械臂，小機械臂再安裝著一個操作器。這三部分都可以相對轉動、伸縮、很像是人的手臂了。1968年，美國斯坦福研究所研制出世界上第一臺智能型機器人。這個機器人可以在一次性接受由計算機輸出的無線遙控指令后，自己找到目標物體并實施對該物體的某些動作。1969年，該研究所對機器人的智能進行測定。他們在房間中央放置了一個高臺，在臺上放一只箱子，同時在房間一個角落里放了一個斜面體。科學家命令機器人爬上高臺并將箱子推到地上去。開始，這個機器人繞著臺子轉了20分鐘，卻無法登上去。后來，它發(fā)現(xiàn)了角落里的

15、斜面體，于是它走過去，把斜面體推到平臺前并沿著這個斜面體爬上了高臺將箱子推了下去。這個測試表明，機器人已經具備了一定的發(fā)現(xiàn)、綜合判斷，決策等智能?！癝hakey”是世界上第一個智能機器人，它帶有視覺傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木，不過控制它的計算機有一個房間那么大1997年，日本本田公司研制出世界上第一臺可以像人一樣走步的步行機器人“P2”。這是機器人發(fā)展史上的一個里程碑?，F(xiàn)在的機器人則已經可以跳舞、翻跟頭。機器人的手也非常靈巧，他可以握住雞蛋，也可以拿起一根針。而在電子生產線上的機械手，則快速、精確得遠遠超過人手。經過近百年來的發(fā)展，機器人已經在很多領域中取得了巨大的應用成績，其種類也

16、不勝枚舉，幾乎各個高精尖端的技術領域更是少不了它們的身影。在這期間，機器人的成長經歷了三個階段。第一階段中，機器人只能根據(jù)事先編好的程序老工作，這時它好像只有干活的手，不懂得如何處理外界的信息。打個比方，如果讓這樣的機器人去抓會損壞它的東西，它也一定會去做。第二個階段中，機器人好像有了感覺神經，具有了觸覺、視覺、聽覺、力覺等功能，這使得它可以根據(jù)外界的不同信息做出相應的反饋。如果再讓它去抓某些東西，它可能就不會去抓。第三個階段，機器人就真正的長大成人了，這時它不僅具有多種技能，能夠感知外面的世界，而且它還能夠不斷自我學習用自己的思維來決策該怎么做和怎么去做。第一階段的機器人是小孩子，人們稱它為

17、“示教再現(xiàn)型”；第二個階段的機器人是一個青年，人們稱它為“感覺型”；第三個階段的機器人則是成年人，稱為“智能型?！?系統(tǒng)整體設計機器人結構：（1）結構器件兩腿各4個（4x4x2）舵機，兩手臂各2個（小型）舵機，頭部1個（小型）舵機，腳底板2塊（3-5mm厚，8x10cm）鋁板（2） 競速機器人的整體設計如圖所示：圖4-14. 硬件設計主要硬件選擇：5.1單片機我們選用的是宏晶ISP15F2K60S2，它屬于我們比較熟悉的51單片機，是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機，12時鐘/機器周期和1時鐘/機器周期可以任意選擇。 該單片機的

18、內部結構如下所示：圖5-1該單片機的主要特性如下： 增強型8051單片機，1時鐘/機器周期和12時鐘/機器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051. 工作電壓：5.5V3.3V（5V單片機）/3.8V2.0V（3V單片機）工作頻率范圍：540MHz，相當于普通8051的080MHz，實際工作頻率可達48MHz 用戶應用程序空間為60K字節(jié) ，并且片上集成2048字節(jié)RAM 通用I/O口（32個），復位后為：P1/P2/P3/P4是準雙向口/弱上拉，P0口是漏極開路輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。&#

19、160; ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成單片機的程序燒錄 具有EEPROM功能和看門狗功能 該單片機共有3個16位定時器/計數(shù)器。即定時器T0、T1、T2 ， 4路外部中斷，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 。通用異步串行口（UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個UART 單片機的工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級）/075（商業(yè)級），封裝形式為&

20、#160;DIP-40封裝。 STC15F2K60S2單片機的邏輯符號圖： 圖5-2STC15F2K60S2單片機的引腳圖：圖5-35.2舵機：輝盛MG995產品標題 ：輝盛MG995/雙足機器人/機械手/遙控車/55G金屬銅齒輪舵機伺服器產品型號：MG995產品尺寸：40.7*19.7*42.9mm產品重量：55g工作扭矩：13kg/cm反應轉速：無負載速度0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)使用溫度：-30+60死區(qū)設定：4微秒轉動角度：最大180度舵機類型：模擬舵機工作電流100mA使用電壓3-7.2V結構材質：金屬銅齒、空心杯電機、雙滾珠軸承無負載操

21、作速度：0.17秒/60度(4.8V)；0.13秒/60度(6.0V)連接線長度 ：30厘米，信號線（黃線）紅線（電源線） 暗紅(地線）堵轉扭矩;插頭規(guī)格：JR  FUTABA通用適合機型：雙足機器人/機械手/遙控車，適合50級-90級甲醇固定翼飛機以及26cc-50cc汽油固定翼飛機等模型附件：舵盤、固定螺釘、減振膠套及鋁套等附件適用范圍：1:10和1:8平跑車、越野車、卡車、大腳車、攀爬車、雙足機器人、機械手、遙控船，適合50級-90級甲醇固定翼飛機以及26cc-50cc汽油固定翼飛機等模型。圖5-4圖5-55.3傳感器傳感器采用紅外對管來檢測黑線，紅外對管與比較電路配合，把黑白

22、最終轉化為0和1的數(shù)字量，發(fā)送給單片機。傳感器模塊對環(huán)境光線適應能力強，其具有一對紅外線發(fā)射與接收管，發(fā)射管發(fā)射出一定頻率的紅外線，當檢測方向遇到障礙物（反射面）時，紅外線反射回來被接收管接收，經過比較器電路處理之后，白色指示燈會亮起，同時信號輸出接口輸出數(shù)字信號（一個低電平信號），可通過電位器旋鈕調節(jié)檢測距離，有效距離范圍 230cm，工作電壓為3.3V-5V。該傳感器的探測距離可以通過電位器調節(jié)、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點。四路紅外探測模塊圖5-6此模塊是為智能小車、機器人等自動化機械裝置，它提供一種多用途的紅外線探測系統(tǒng)的解決方案。使用紅外線發(fā)射和接收管等分立元器件組成探頭，并

23、使用 LM339電壓比較器（加入遲滯電路）， 防止臨界輸出抖動做為核心器件構中控電路。此系統(tǒng)具有的多種探測功能能極大的滿足各種自動化。智能化的小型系統(tǒng)的應用。應用范圍：智能化輪式車和智能化履帶車巡線 、避障 、防跌落智能化小型機械人和智能化小型機械手物料檢測色相檢測灰度檢測特性：易于安裝，使用簡便；4路分別獨立工作，工作時不受數(shù)量限；制中控板與探頭分開，安裝位置不受限制模；塊高度4厘米，安全工作電壓范圍在4伏至6伏之間 ；4路全開工作電流30毫安至40毫安之間；+5、GND:電源接線端IN（14）、 OUT：探頭與中控板連接端OUT1、OUT2、OUT3、OUT4: 對應輸出端LED3、LED

24、4、LED6、LED7: 對應輸出指示R17、R18、R19、R20: 對應比較電壓調節(jié)主要參數(shù)：原理圖：發(fā)射部分接收部分圖5-7傳感器調節(jié)方法：四路尋線模塊使用注意事項：一般為探測黑白，其它色可以仔細調節(jié)靈敏度。地面一般需要對比度大一些，即黑色的更黑，白色更白，這樣識別率就更高。如果對比度不大，需要仔細調整電位器，得到想要結果。四路尋線模塊在尋線中調試圖5-8四路紅外探測模塊調試方法：黑線一般可以用黑膠布貼在光亮的瓷磚上，盡量讓其對比度大一些(即黑的黑一些，白的白一些)調節(jié)其四路尋跡的的電位器（調節(jié)其靈敏度以適合其環(huán)境）： 調試方法：先用手握住小車離地，左右晃動，從左到右第一對紅外對管離開黑

25、線時，中控板指示 D3 燈應會亮。當紅外對管進入黑線時，中控板指示 D3 紅燈應會滅，調節(jié)中控板 R17 使其工作在上述狀態(tài) 。同理，調節(jié)其它三對探頭，使其正常工作。對應順序：第二對紅外對應靈敏度對應指示燈為中控板 D4，調節(jié)靈敏度電位器 R18；第三對紅外對應靈敏度對應指示燈為中控板 D5，調節(jié)靈敏度電位器 R19；第四對紅外對應靈敏度對應指示燈為中控板 D65.4電源：機器人用2節(jié)18650（直徑18mm，長度65mm）鋰電池供電。充滿后電壓大概在4.1V到4.2V圖5-9圖5-10電池特點兩節(jié)電池配合穩(wěn)壓芯片1117、穩(wěn)壓模塊2596 5v供電，詳細的穩(wěn)壓電路在附錄中可見選用芯片：AMS

26、117 5V穩(wěn)壓、2596穩(wěn)壓模塊AMS(Advanced Monolithic Systems)1117特性：三端可調或固定電壓輸出電流800毫安經營低至1V的壓差線路調整率：0.2%最大負載調整率：0.4%最大SOT-223和TO-252封裝概述：AMS1117系列可調和固定電壓調節(jié)器的設計提供800mA的輸出電流和操作下降到1V的輸入至差分輸出。保證設備的電壓差在最大輸出電流最大1.3V，在低負載電流下降。片上的微調，調整的參考電壓為1。電流限制也修剪，盡量減少過載條件下穩(wěn)壓器和電源電路上的壓力。AMS1117設備與其他三端SCSI監(jiān)管機構的引腳兼容，并在低調表面貼裝的SOT- 223封

27、裝，TO- 252（DPAK）塑料封裝提供。應用優(yōu)點：可調和固定穩(wěn)壓器AMS1117系列是易于使用，并針對短路和熱過載保護。熱保護電路將關機監(jiān)管機構應結溫超過165檢測點。與老式三端可調穩(wěn)壓器引腳兼容，這些器件具有較低的電壓差，更精確的參考性和改進的參考穩(wěn)定，隨溫度的優(yōu)勢。不同于舊的監(jiān)管機構，AMS1117的家庭并不需要調整引腳和輸出以及從輸出的任何保護二極管的輸入，以防止過分強調的死。內部電阻限制AMS1117調整引腳上的內部電流路徑，因此，即使需要調整引腳上沒有保護二極管，電容，短路條件下，以確保設備的安全。通常并不需要輸入和輸出之間的二極管。可以處理的設備之間的輸入和輸出引腳的內部二極管

28、微秒的浪涌電流為50A至100A。在正常運作，它是很難得到，即使使用較大的輸出電容浪涌電流的值。如果使用高值的輸出電容，如1000mF至5000mF輸入引腳的瞬間接地短路，可能會發(fā)生損壞。我們選用SOT- 223封裝的1117，其視圖如下圖5-112596穩(wěn)壓模塊輸入：直流3V 至 40V (輸入的電壓必須比要輸出的電壓高1.5v以上。不能升壓)輸出：直流 1.5V 至 35V 電壓連續(xù)可調，高效率最大輸出電流為3A。特點：全部使用SANYO固態(tài)電容，36u加厚線路板，高Q值大功率電感 尺寸：45(長)*20(寬)*14(高)  mm（含電位器）圖5-12LM2596穩(wěn)壓芯

29、片基本簡介圖5-13LM2596開關電壓調節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅動電流，同時具有很好的線性和負載調節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V， 可調版本可以輸出小于37V的各種電壓。該器件內部集成頻率補償和固定頻率發(fā)生器，開關頻率為150KHz，與低頻開關調節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。由于該器件只需4個外接元件，可以使用通用的標準電感，這更優(yōu)化了LM2596的使用，極大地簡化了開關電源電路的設計。其封裝形式包括標準的5腳TO-220封裝（DIP）和5腳TO-263表貼封裝（SMD）。該器件還有其他一些特點：在特定的輸入電壓和輸出負載的條件下，輸出電壓的

30、誤差可以保證在±4%的范圍內，振蕩頻率誤差在±15%的范圍內；可以用僅80A的待機電流， 實現(xiàn)外部斷電；具有自我保護電路（一個兩級降頻限流保護和一個在異常情況下斷電的過溫完全保護電路）主要特點3.3V、5V、12V的固定電壓輸出和可調電壓輸出可調輸出電壓范圍1.2V37V±4%輸出線性好且負載可調節(jié)輸出電流可高達3A  輸入電壓可高達40V采用150KHz的內部振蕩頻率，屬于第二代開關電壓調節(jié)器，具有功耗小、效率高的特點低功耗待機模式，IQ的典型值為80ATTL斷電能力具有過熱保護和限流保護功能封裝形式：TO-220（T）和TO-263（S）外圍電路簡單

31、，僅需4個外接元件， 且使用容易購買的標準電感內部框圖LM2596芯片內部框圖。LM2596內部包含150KHZ振蕩器、1.23v基準穩(wěn)壓電路、熱關斷電路、電流限制電路、放大器、比較器和內部穩(wěn)壓電路等。圖5-14注：此圖為TO-220封裝形式的內部框圖。為了產生不同的輸出電壓通常將比較器的負端接基準電壓（1.23V ），正端接分壓電阻網絡。其中R1=1K ，R2分別為1.7K （3.3v），3.1K（5V），8.8K （12V）、0（-ADJ）。將輸出電壓的分壓電阻網絡的輸出同內部基準穩(wěn)壓值1.23V進行比較，若電壓有偏差，則可用放大器控制內部振蕩器的輸出占空比，從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。5.

32、軟件設計6.1 PWM輸出的占空比來控制舵機的旋轉角度。通過軟件設計PWM輸出占空比從而控制舵機旋轉的角度，根據(jù)一定的計算，將舵機旋轉角度最終轉化為500到2500之間的數(shù)字。此外，機器人使用紅外對管檢測黑線，使機器人沿跑道黑線前進。當檢測到黑線時，機器人就開始轉彎。6.2 串口調試機器人動作。針對走路各個動作分別設計程序數(shù)組，調整機器人動作速度，并進行程序優(yōu)化等等。為方便動作的調試和優(yōu)化，我們采用串口在線調試的方法，這種方法簡單靈活高效，提高了我們對機器人動作調試的準確性，大大加快了調試的進度。6.3定時器軟件產生脈寬調制波。通過軟件產生的脈寬調制波，使得單片機的所有IO口都有驅動舵機的可能

33、性，大大節(jié)約了機器人的制作成本。6.4掃描方式來獲取傳感器的情況。每當機器人的一只腳落地時，紅外對管檢測腳下是否踩到黑線。若踩到黑線，則進行相應的轉彎動作，否則機器人繼續(xù)直走。這樣的黑線檢測方法相對于外部中斷方式和定時器中斷方式，在很大程度上減少誤判的可能性。6. 系統(tǒng)開發(fā)與調試7.1機器人動作調試通過串口進行計算機與單片機的通信，把控制舵機旋轉角度的相關數(shù)據(jù)發(fā)送給單片機，進而控制機器人的姿態(tài)，并且在調試狀態(tài)下，我們可以仔細的觀察機器人的靜態(tài)動作。我們還可以發(fā)送預設的指令來調整和獲取這些舵機的數(shù)值，把動作保存在程序中。在將機器人的一組動作調試之后我們還可以通過電腦與單片機的通信發(fā)送相關的數(shù)據(jù)控

34、制機器人模擬走路，從而更方便的發(fā)現(xiàn)機器人動作的不足之處并不斷改進。7.2紅外傳感器調試我們有所制作的機器人采用的是配合比較電路的紅外對管，因為光線狀況的不同以及場地條件的變化，需要調節(jié)電位器從而改變對管的靈敏度，使機器人適應當下的環(huán)境光線。有效的控制對管的靈敏度也是機器人順利跑下一圈的有力保障。在平時多次的機器人試跑過程中，我們取得了一定的調節(jié)紅外對管靈敏度的經驗，并能夠最大程度的減少紅外對管的誤判，提高其判斷的正確性以及準確性。7. 結論通過有效的硬件選擇以及軟件設計，在老師和學長的幫助下，我們最終完成了機器人的制作以及機器人動作的完善，最終實現(xiàn)了我們進行此項研究的目的：在環(huán)形跑道上該仿人競

35、速機器人能夠模仿人的動作沿跑道行走一圈，并且速度比較穩(wěn)定。在機器人行走過程中尋線實現(xiàn)機器人沿中間黑色跑道前進。雖然在機器人整個的制作和調試過程中我們遇到了很多困難，機械結構的的每一次調整、變化都意味著機器人動作需要重新改變；調試過程中，機械結構上的不足讓我們一次次為難，不得不不停地考慮如何才能實現(xiàn)機器人機械結構上的改進，一直到最后我們的機器人成型，我們始終不能保證最后的機械結構是最佳的，但是這是我們隊所能做到的讓機器人結構上的最佳。軟件上，我們開始編寫的程序不是很完美，很多新的元素也是在調試過程中逐漸加上去的，比如，實現(xiàn)調試狀態(tài)下的靜態(tài)機器人模擬動態(tài)的行走、撥碼開關實現(xiàn)機器人速度的變化等等?？?/p>

36、而言之，在制作機器人的過程中，無論是在硬件還是軟件上，我們的機器人都在不停地改變、不停地進步，并最終實現(xiàn)它的快速行走。參考文獻1謝濤，徐建峰，張永學，強文義仿人機器人的研究歷史、現(xiàn)狀及展望J機器人技術及應用，2007(3)：29342張茂川仿人機器人理論研究綜述D吉林：東北電力大學，2010(4)：1661683 紀軍紅2000HIT-II雙足步行機器人步態(tài)規(guī)劃研究【D】：【博士】哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學4 張永學2001雙足機器人步態(tài)規(guī)劃及步行控制研究【D】：【博士】哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學5 趙建東2004仿人機器人行走誤差自調整模糊控制研究【D】：博士】清華大學6 胡洪志仿人步行機器人的運動

37、規(guī)劃方法研究中國人民解放軍國防科學技術大學碩士學位論文，20027 費仁元，張慧慧機器人機械設計和分析【M】北京工業(yè)大學出版社，19988李磊，葉濤，譚明等移動機器人技術研究現(xiàn)狀與未來J機器人，2002，24(5)：4754809蔣新松機器人學導論M沈陽：遼寧科學技術出版社2003三、附錄硬件設計圖舵機驅動電路圖圖三-1圖三-2部分程序#include "stc15.h" /有符號 與無符號#define STP 10#define straight_speed 500#define turn_speed 600int Detection(int state);void D

38、eal_Black(int state);#define PWM_MAX 2500#define PWM_MIN 500#define PWM_MAX_BUF (PWM_MAX-20)#define PWM_MIN_BUF (PWM_MIN+20)typedef unsigned char uint8;/*機器人手4個舵機*/sbit PWM_OUT0_HAND=P26;sbit PWM_OUT1_HAND=P25;sbit PWM_OUT2_HAND=P24;sbit PWM_OUT3_HAND=P21;/*機器人頭部舵機*/sbitPWM_OUT_HEAD=P30; /RXD ,在不下載的

39、時候使用sbit PWM_OUT_HEAD=P00;/*機器人腿8個舵機*/sbit PWM_OUT0=P55; /右sbit PWM_OUT1=P54;sbit PWM_OUT2=P32;sbit PWM_OUT3=P35;sbit PWM_OUT4=P36;sbit PWM_OUT5=P37; /左sbit PWM_OUT6=P44;sbit PWM_OUT7=P20;/*撥碼定義*/sbit key_1 = P45;sbit key_2 = P23;sbit key_on= P22;sbit led_red = P27;/*紅外檢測*/sbit Light_Left_0 = P15;sb

40、it Light_Left_1 = P14;sbit Light_Left_2 = P13;sbit Light_Left_3 = P12;sbit Light_Right_4 = P04;sbit Light_Right_5 = P03;sbit Light_Right_6 = P02;sbit Light_Right_7 = P01;unsigned char ReData,SenData;bit busy,data_full;unsigned char order=0;unsigned char order2=0;unsigned int code PWM_STD13=1450,1730,1250, 600,1050,1750,1200,1500,1500,2000,2000,1470,2000;/ li zhengUnsignedintPWM_Value13=1