機器人設(shè)計方案

1、機器人設(shè)計方案一、設(shè)計要求設(shè)計一具有獨立前進、轉(zhuǎn)彎、后退、避障、救人等功能的救援機器人。二、設(shè)計任務(wù)1. 電子控制組：設(shè)計好控制電路及原理圖，各類傳感器電路及穩(wěn)壓電源，并制作成獨立模塊，按程序要求進行調(diào)試（超聲波、雷達和紅外線傳感器的感應(yīng)距離）。2. 機械設(shè)計組：設(shè)計機器人各部分結(jié)構(gòu)（包括機械手、身軀、底盤）以及各類傳感器模塊的安裝。3. 程序設(shè)計組：按照具體設(shè)計要求進行編程及調(diào)試、燒錄等工作。4.三、設(shè)計思路機器人在封閉場地內(nèi)利用紅外線傳感器自動搜索安裝了紅外線發(fā)射管的洋娃娃。一旦發(fā)現(xiàn)目標(biāo)便向目標(biāo)靠 近，途中發(fā)現(xiàn)障礙物則側(cè)移距離L或轉(zhuǎn)彎角度a然后繼續(xù)前進，當(dāng)機器人與洋娃娃之間距離達到S （此

2、時紅外線傳感器比超聲波傳感器或雷達優(yōu)先級更高）時，觸發(fā)控制機械臂抓向小人，機械臂的“手指”部分裝有壓力 傳感器（或輕觸開關(guān)代替觸覺傳感器實現(xiàn)），當(dāng)抓緊小人時觸發(fā)單片機控制（入口設(shè)一200W白熾燈光感返回或者程序倒退返回）機器人返回，并翻轉(zhuǎn)電機松開洋娃娃。四、場地模擬有一圭寸閉場地并設(shè)立一入口， 機器人從入口出發(fā)，利用紅外線 傳感器搜索救援目標(biāo)洋娃娃，沒 有搜索到時則繼續(xù)前進，遇到障 礙物時側(cè)移并轉(zhuǎn)彎繞過障礙物繼 續(xù)前進，直到接近目標(biāo)控制機械 臂抓緊小人并返回，途中屏蔽掉 紅外線感應(yīng)，只繞過障礙返回。 返回到達入口白熾燈處手部電機 反轉(zhuǎn)松開小人并復(fù)位。入口五、機器人運作流程圖:入口出發(fā)驅(qū)動雙步進

3、電機前進功能一：繞過障礙物并前進發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并救人2. 機器人裝紅外線接受器3. 搜索到目標(biāo)（即機器人接受到紅外 線信號）后向目標(biāo)前進，驅(qū)動手部 步進電機實施抓起小人動作。設(shè)計程序返回或在入口處 設(shè)置一 200W白熾燈，利 用光敏傳感器返回六、電路模塊設(shè)計1.超聲波發(fā)射電路:控制手部步進電機反轉(zhuǎn)松開小人復(fù)位超聲波發(fā)射頭SR平時超聲波發(fā)射器發(fā)出一系列等間隔 的波形.- J2超聲波接收電路:收頭ST4. 紅外線接受電路5. 直流電機的驅(qū)動電路6. 5V與12V直流電源電路7.壓力或觸覺傳感器8.步進電機驅(qū)動電路（1）:步進電機驅(qū)動電路（2）五、紅外線搜索、超聲波避障方案場地內(nèi)洋娃娃身上的紅外線發(fā)射頭發(fā)

4、射的紅外線被機器人身上一個接收頭接受到，如果這個接收頭不是正前方的接收頭（藍色框表示），假設(shè)它被右方的接收頭接收到，則觸發(fā)單片機控制底盤步進電機右轉(zhuǎn)（2個相對步進電機同向同速轉(zhuǎn)動帶動 2個車輪一正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)，可實現(xiàn)機器人原地轉(zhuǎn)向），直到正前方的接收頭接收到紅外線后就觸發(fā)同理,若是左邊的接收頭接收到紅外線則向左轉(zhuǎn)。、算法與程序設(shè)計1、2、3、4、機器人程序?qū)嵤┓桨腑h(huán)境虛擬到內(nèi)存以二維數(shù)組 存儲（一個元素代表一個固 定的距離。機器行走時記錄行走過的位 置（只有正向行走時才記錄） 機器人救援分成三部分：循跡、 救援、返回。循跡又分找到前 和找到后（大概方位）。個部分流程圖如下：未探測到目標(biāo)（即紅外傳感器 未發(fā)生中斷）流程。忙曲機器和方伺進吱；）嘯左注a進體距會、 是口 /注:啟動時環(huán)境映射全部標(biāo)示為未通過關(guān)于轉(zhuǎn)變方向后虛擬環(huán)境的標(biāo)示問題：設(shè)立標(biāo)志（記錄方向）紅外發(fā)生中斷（即檢測到目標(biāo)）和抓取動作流程前進亶到楡測剽侔礙物CBPI標(biāo)：）實強抓取渤作紅外中斷抓取動作機器返回方向和距離出棧（向相反的方向轉(zhuǎn)