【基于單片機(jī)的真空吸附方式爬墻機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)11000字（論文）】

基于單片機(jī)的真空吸附方式爬墻機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u27725第1章緒論 2172021.1課題的研究背景和意義 2301471.2國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 2163901.3課題的研究技術(shù)和主要內(nèi)容 325675第2章總體設(shè)計(jì) 3131822.1本設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容 35942.2總體設(shè)計(jì)方案 3202892.3爬墻機(jī)器人整體結(jié)構(gòu) 412320第3章硬件設(shè)計(jì) 468313.1單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) 4181533.1.1單片機(jī)的選型 410823.1.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 6136273.2氣動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 867983.3驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 10102393.3.1電機(jī)的選型 1051473.3.2舵機(jī)模塊設(shè)計(jì) 12277573.3.3驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 13163093.4電源模塊設(shè)計(jì) 14231943.5傳感器模塊設(shè)計(jì) 1439383.5.1測(cè)距傳感器設(shè)計(jì) 15219063.5.2壓力傳感器設(shè)計(jì) 16139823.6遙控模塊設(shè)計(jì) 1653973.7按鍵模塊設(shè)計(jì) 17244633.8報(bào)警模塊設(shè)計(jì) 17200833.8.1電壓檢測(cè)設(shè)計(jì) 17222713.8.2報(bào)警電路設(shè)計(jì) 1815648第4章軟件設(shè)計(jì) 18197434.1主程序設(shè)計(jì) 18207154.2防碰撞程序設(shè)計(jì) 19310664.3報(bào)警程序設(shè)計(jì) 21140884.4自動(dòng)模式程序設(shè)計(jì) 2286384.5按鍵程序設(shè)計(jì) 2323625第五章系統(tǒng)仿真及調(diào)試 24191515.1系統(tǒng)仿真原理圖 24149055.2系統(tǒng)仿真試驗(yàn) 25150335.3仿真調(diào)試總結(jié) 283574總結(jié) 294918參考文獻(xiàn) 30摘要隨著社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)器人的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，本次爬墻機(jī)器人控制系統(tǒng)中采用STC89C5RC單片機(jī)作為最主要的控制器。采用真空吸附方式，保證機(jī)器人及其搭載裝備緊緊吸附在墻上作業(yè)。該機(jī)器人具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，自動(dòng)模式下機(jī)器人按照設(shè)定路線行駛，同時(shí)利用超聲波技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障；手動(dòng)模式下該機(jī)器人通過(guò)無(wú)線遙控器控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制爬墻機(jī)器人的運(yùn)行。同時(shí)機(jī)器人具有電量不足及超重時(shí)蜂鳴器報(bào)警功能。最終通過(guò)仿真實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證。關(guān)鍵詞STC89C52RC單片機(jī)真空吸附遙控報(bào)警第1章緒論1.1課題的研究背景和意義隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們的生活越來(lái)越先進(jìn)，但是總有一些復(fù)雜的活動(dòng)需要去做，于是機(jī)器人就誕生了，有的機(jī)器人源于人類的天性，一個(gè)字，懶，人因?yàn)橐獙W(xué)懶，發(fā)明了很多很多東西，比如電梯，比如空調(diào)，比如汽車，機(jī)器人也是人類想要偷懶的產(chǎn)物，都是想讓自己沒(méi)那么勞累，多方便點(diǎn)。因此也就開始孜孜不倦的發(fā)明機(jī)器人，這些年來(lái)機(jī)器人的發(fā)展是真的比較快，數(shù)據(jù)加上肢體上的改進(jìn)，很不錯(cuò)?，F(xiàn)在的社會(huì)是智能化社會(huì)，一切事物都發(fā)展的特別快，機(jī)器人也隨著社會(huì)的大浪潮在發(fā)展，古代的時(shí)候，人們根本就沒(méi)有想過(guò)要?jiǎng)?chuàng)造機(jī)器人，對(duì)于古代人來(lái)說(shuō)自動(dòng)化的東西都可能引起軒然大波，如果機(jī)器人真的在古代出現(xiàn)，可能會(huì)被認(rèn)為不祥，他們可能還會(huì)覺得機(jī)器人會(huì)傷人性命。但是社會(huì)在進(jìn)步，進(jìn)步的社會(huì)帶來(lái)進(jìn)步的學(xué)者，進(jìn)步的學(xué)者帶來(lái)進(jìn)步的技術(shù)，現(xiàn)在人在嘗到自動(dòng)化帶來(lái)的好處之后便一發(fā)不可收拾，一頭扎進(jìn)研究機(jī)器人的浪潮之中，期待著實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的各種功能。本次設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人就是人們研發(fā)出來(lái)的用于減輕人力勞動(dòng)的產(chǎn)物。機(jī)器人的控制系統(tǒng)核心采用的是STC89C52RC單片機(jī)。在前行的過(guò)程中，如果碰到障礙物可以自動(dòng)進(jìn)行避障。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的機(jī)器人可以載物，通過(guò)爬墻來(lái)傳輸物品，可以給人們帶來(lái)很多方便?；谶@樣的背景本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了一款可以自動(dòng)避障，可以遙控控制的爬墻機(jī)器人。1.2國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)際上，日本是比較早開發(fā)爬墻機(jī)器人且技術(shù)比較好的國(guó)家之一。19世紀(jì)70年代，日本研究出來(lái)了第一臺(tái)機(jī)器人樣機(jī)，在接下來(lái)的十多年時(shí)間里，日本又相繼研究出來(lái)了吸盤式爬墻機(jī)器人和磁鐵式爬墻機(jī)器人，到20世紀(jì)80年代末期，爬墻機(jī)器人已經(jīng)開始運(yùn)用于生產(chǎn)中;1990年之后，日本又成功的設(shè)計(jì)研發(fā)了各種爬墻機(jī)器人。同樣的美國(guó)也熱衷于研究各類機(jī)器人，美國(guó)大學(xué)研究出來(lái)了一種壁虎狀機(jī)器人，美國(guó)不僅致力于研究地球上的機(jī)器人，同時(shí)還想把機(jī)器人運(yùn)用到航天航空領(lǐng)域，一步一步拓展著機(jī)器人的功能。國(guó)內(nèi)爬墻機(jī)器人的研究開展比較慢,不過(guò)技術(shù)進(jìn)步的很快。20世紀(jì)90年代，我國(guó)第一臺(tái)爬墻機(jī)器人在哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所被研發(fā)出來(lái)，這個(gè)機(jī)器人的作用是檢驗(yàn)具有放射性的廢液儲(chǔ)存罐。2007年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人研究所研究出來(lái)了一款機(jī)器人來(lái)進(jìn)行反恐。從1996年起,我國(guó)研究出來(lái)了一種像壁虎一樣的機(jī)器人，過(guò)了幾年，又成功研發(fā)了一種用于擦窗的機(jī)器人。當(dāng)今社會(huì)是智能化的社會(huì)，智能化科技不僅可以維護(hù)我們國(guó)家的穩(wěn)定，而且可以提高我國(guó)人民的生活質(zhì)量，作為祖國(guó)的希望，我們要承擔(dān)起這個(gè)責(zé)任，努力鉆研，開發(fā)出更先進(jìn)的科技。1.3課題的研究技術(shù)和主要內(nèi)容設(shè)計(jì)一款爬墻機(jī)器人控制系統(tǒng)。選擇合適的核心控制芯片作為控制器；確定機(jī)器人總體運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)；采用真空吸附方式，保證機(jī)器人及其搭載裝備緊緊吸附在墻上作業(yè)；通過(guò)無(wú)線通訊實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人前、后行駛及轉(zhuǎn)彎等動(dòng)作控制，且機(jī)器人具有電量監(jiān)測(cè)及報(bào)警功能。第2章總體設(shè)計(jì)2.1本設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容隨著人類社會(huì)的發(fā)展，機(jī)器人的種類越來(lái)越多，其功能也是越來(lái)越豐富。有的機(jī)器人可以幫你打掃家務(wù)，有的機(jī)器人還可以幫你解決一些未知的突然出現(xiàn)的情況，而本次設(shè)計(jì)的可以爬墻的機(jī)器人是通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行控制的，其基本功能如下：自動(dòng)避障。在爬墻機(jī)器人自由前進(jìn)的過(guò)程中，它會(huì)根據(jù)前方道路的情況，來(lái)對(duì)自己左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，如果前邊有障礙物，機(jī)器人就會(huì)繞過(guò)障礙物繼續(xù)行駛載物。可以載重3kg。自動(dòng)報(bào)警。在爬墻機(jī)器人電量不足和載重過(guò)多時(shí)自動(dòng)報(bào)警。遙控控制?？梢酝ㄟ^(guò)遙控器操作爬墻機(jī)器人完成一系列動(dòng)作。2.2總體設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了一款基于超聲波傳感器的爬墻機(jī)器人控制系統(tǒng)。該爬墻機(jī)器人系統(tǒng)由單片機(jī)模塊、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵模塊、報(bào)警模塊、氣動(dòng)模塊、遙控模塊及防碰撞模塊組成。其中，由標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)的單片機(jī)是最主要的模塊,單片機(jī)與其他模塊是有著密切聯(lián)系的，它可以通過(guò)發(fā)送信號(hào)控制各個(gè)模塊的運(yùn)行。單片機(jī)通過(guò)無(wú)線遙控器控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而控制爬墻機(jī)器人的運(yùn)行。采用舵機(jī)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的功能，采用真空吸附方式，保證機(jī)器人及其搭載裝備緊緊吸附在墻上作業(yè)。爬墻機(jī)器人中的防碰撞模塊是利用超聲波可以測(cè)距的原理來(lái)進(jìn)行工作的。機(jī)器人正常行駛的過(guò)程中會(huì)檢測(cè)前進(jìn)的方向有沒(méi)有障礙物，當(dāng)機(jī)器人與前方障礙物之間的距離大于等于30cm時(shí)，爬墻機(jī)器人會(huì)按照原先設(shè)定好的速度正常前行；當(dāng)檢測(cè)到爬墻機(jī)器人與障礙物之間的距離小于等于30cm時(shí)，爬墻機(jī)器人轉(zhuǎn)彎90度后繞過(guò)障礙物繼續(xù)行駛。在爬墻機(jī)器人的底部有一個(gè)電源開關(guān)鍵，來(lái)控制爬墻機(jī)器人電能的導(dǎo)通與關(guān)閉。系統(tǒng)框圖如圖2.1所示圖2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖2.3爬墻機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)本文將爬墻機(jī)器人的六個(gè)吸盤足分為兩組，每一組用等邊三角形形狀的剛體連接在一起一塊工作，從圖2.2可以看出來(lái)爬墻機(jī)器人主要是由走行大骨架、走行小骨架、垂向步進(jìn)電機(jī)、橫向步進(jìn)電機(jī)、垂向?qū)к?、橫向?qū)к?、舵機(jī)和六個(gè)吸盤足組成[1]。橫向?qū)к壴谧咝写蠊羌苌?，橫向?qū)к壣嫌幸粋€(gè)滑塊，這個(gè)滑塊與垂向?qū)к壪噙B，垂向?qū)к壣弦灿幸粋€(gè)滑塊，這個(gè)滑塊連接著舵機(jī)，同時(shí)舵機(jī)又連接著走行小骨架，三個(gè)吸盤足在走行小骨架上。這里橫向步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)決定爬墻機(jī)器人的前進(jìn)或者后退，垂向步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)決定吸盤是否緊貼著墻面，當(dāng)不需要其中一個(gè)骨架的吸盤足工作時(shí)，可以利用垂向電機(jī)將其懸空。舵機(jī)調(diào)節(jié)走行大、小骨架的工作姿態(tài)和起到一個(gè)轉(zhuǎn)向的作用[2]。圖2.2爬墻機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)第3章硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)3.1.1單片機(jī)的選型本設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人的控制系統(tǒng)可以用來(lái)接收超聲波傳感器傳送的信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)單片機(jī)的判斷，給其他的模塊命令信號(hào)。主要的是給驅(qū)動(dòng)模塊和舵機(jī)模塊，命令給驅(qū)動(dòng)模塊，可以控制電機(jī)的啟動(dòng)。命令給予舵機(jī)模塊，可以控制電機(jī)是否轉(zhuǎn)向。通過(guò)單片機(jī)的命令協(xié)調(diào)各個(gè)模塊之間的工作，完成爬墻機(jī)器人的自動(dòng)避障的功能以及爬墻機(jī)器人的自動(dòng)模式。有兩種類型進(jìn)行選擇：方案一：STC89C52RC單片機(jī)。它的主要特點(diǎn)是消耗的功率非常低、不怕電源抖動(dòng)；能夠適應(yīng)的溫度的范圍比較寬，-40°C~85°C；抗干擾能力厲害，也特別抗靜電；下載程序更加的方便快捷，該單片機(jī)的工作電壓為3.3V-5V，由于這個(gè)單片機(jī)低功耗/高速/超強(qiáng)抗干擾，所以這個(gè)單片機(jī)很受歡迎。方案二：AT89S52單片機(jī)。這個(gè)單片機(jī)歷史比較長(zhǎng)，現(xiàn)在的市場(chǎng)更新?lián)Q代比較快，這個(gè)單片機(jī)已經(jīng)不能滿足人們的需要，考慮到經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，這個(gè)單片機(jī)的能力與它的價(jià)格不匹配，而且這個(gè)單片機(jī)封裝比較大，不利于工業(yè)生產(chǎn)。綜合經(jīng)濟(jì)因素和其他各種因素考慮選擇STC89C52RC單片機(jī)。如圖3.1就是STC89C52RC單片機(jī)的實(shí)物圖。圖3.1STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物圖STC89C52RC單片機(jī)引腳圖如圖3.2所示：圖3.2STC89C52RC單片機(jī)引腳圖3.1.2單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)、復(fù)位電路和晶振起振電路組成STC89C52RC單片機(jī)的最小電路系統(tǒng)，如圖3.3所示電阻、按鍵開關(guān)和電容組成一個(gè)復(fù)位電路[3]。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有上電復(fù)位和按鍵復(fù)位，上電復(fù)位是指單片機(jī)在最開始上電的時(shí)候，把單片機(jī)的程序復(fù)位到從main函數(shù)開始進(jìn)行[4]，按鍵復(fù)位就是就是單片機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，只需按下復(fù)位按鈕，程序就可以重新開始，不用重啟電源，把一個(gè)正在運(yùn)行的程序改變到重新開始運(yùn)行就是單片機(jī)復(fù)位電路所能做到的。復(fù)位電路如下圖3.3所示：圖3.3復(fù)位電路晶振起振電路對(duì)單片機(jī)來(lái)說(shuō)是非常重要的，晶振起振電路為單片機(jī)提供振蕩周期，單片機(jī)每個(gè)機(jī)械周期所運(yùn)行時(shí)間由晶振決定。因此，單片機(jī)的速度受晶振起振頻率的制約，晶振起振電路的質(zhì)量好壞也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性大小[5]。這個(gè)電路可以使單片機(jī)在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行工作，使單片機(jī)在工作中不會(huì)被外界“打擾”，因此晶振起振電路是必不可少的。晶振起振電路如圖3.4所示：圖3.4晶振起振電路單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如下圖3.5所示：圖3.5單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖3.2氣動(dòng)模塊設(shè)計(jì)氣動(dòng)模塊就是真空吸附系統(tǒng)，真空吸附很容易理解，在生活中為了保鮮食物，往往會(huì)抽空食物周圍的空氣，使食物存在于一個(gè)密封系統(tǒng)中，同樣的真空吸附系統(tǒng)還可以用于工業(yè)，可以用來(lái)搬運(yùn)東西，人力搬運(yùn)的話如果稍有不慎就可能弄壞，但是如果用真空吸附的話，可以做到不損傷物品的同時(shí)更快的運(yùn)輸東西。本文所研究的爬墻機(jī)器人之所以能夠吸在墻上不掉下來(lái)是因?yàn)樗哪_與墻面緊緊的吸附在了一起，爬墻機(jī)器人能吸在墻上就是靠真空吸附系統(tǒng)。本文采用的是外置空壓機(jī)將壓縮空氣轉(zhuǎn)化為真空的方法，空壓機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣通過(guò)進(jìn)氣管進(jìn)來(lái)，通過(guò)三通接頭分別給3個(gè)真空發(fā)生器供氣，真空發(fā)生器與三通接頭相連。氣管出來(lái)與真空電磁閥相連。一共3個(gè)真空發(fā)生器，每個(gè)真空發(fā)生器負(fù)責(zé)排出2個(gè)吸盤里面的空氣從而產(chǎn)生真空。每個(gè)吸盤配備1個(gè)真空電磁閥[7]，打開電磁閥就會(huì)使吸盤吸附在墻面。本次設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人為六個(gè)吸盤足，其中三個(gè)吸盤為主足，三個(gè)吸盤為副足，主足用大骨架相連，副足用小骨架相連，開始的時(shí)候６只吸盤足一塊吸在墻上，機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)，先讓主足的吸盤牢牢吸在墻上，關(guān)閉副足上的控制電磁閥，這時(shí)副足與墻面之間就失去了吸附力，接著讓小骨架帶著副足離開墻面，根據(jù)接受到的信號(hào)向上或向下運(yùn)動(dòng)，小骨架移動(dòng)一段距離后，使小骨架帶著副足接近墻壁，打開副足上的控制電磁閥，使副足的３個(gè)吸盤吸附在墻面上，然后移動(dòng)大骨架使大骨架帶著吸盤足向上或向下移動(dòng)。這樣就可以完成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。本次設(shè)計(jì)的機(jī)器人的重量為3kg，最多可爬5m,氣管采用PVC材料，密度為1.38g/cm2，半徑為1cm，厚度為1.2mm，氣管重量為m=ρv=0.5kg,則本次設(shè)計(jì)的機(jī)器人的最大重量為6.5kg，運(yùn)動(dòng)時(shí)吸附在墻上的足為3個(gè)，設(shè)每個(gè)吸盤的最小吸力為F，安全系數(shù)為μ=3，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為P=1.03kg/cm2，每個(gè)吸盤的面積為S，每個(gè)吸盤的最小吸力F=6.5/3kg,就可以計(jì)算出機(jī)器人吸盤的面積，真空吸盤吸力計(jì)算公式為：F=SP/μ由此公式便可得出機(jī)器人吸盤的面積為6.3cm2，所以機(jī)器人吸盤的最小直徑為2.8cm。電磁閥3.3驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)3.3.1電機(jī)的選型無(wú)論是直流還是交流，它們的應(yīng)用都特別廣泛。不同的電機(jī)可以應(yīng)用到不同的設(shè)備上，根據(jù)本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求，有兩種方案可供選擇：方案一直流電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，它可以將電轉(zhuǎn)化成能量，施電于直流電動(dòng)機(jī)，直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子可以很快的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，直至達(dá)到要求的轉(zhuǎn)速。直流電動(dòng)機(jī)比交流電動(dòng)機(jī)對(duì)環(huán)境的影響更小。方案二步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)中有磁性材料，電機(jī)通電時(shí)就會(huì)出現(xiàn)反向電動(dòng)勢(shì)，反向電動(dòng)勢(shì)會(huì)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生不利影響，反向電動(dòng)勢(shì)變大時(shí)電流就會(huì)減小，電流減小電壓就會(huì)變大，當(dāng)電壓太大時(shí)，就會(huì)燒壞電動(dòng)機(jī)。所以步進(jìn)電機(jī)的速度不能太大,因?yàn)樵诟咚贂r(shí)會(huì)受到反向電動(dòng)勢(shì)的制約。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇方案一直流電動(dòng)機(jī)作為本設(shè)計(jì)的動(dòng)力裝置。本設(shè)計(jì)采用兩個(gè)電機(jī)，橫向直流電機(jī)和垂向直流電機(jī)，前者可以使機(jī)器人按照命令向前或向后運(yùn)動(dòng)，后者可以使機(jī)器人的吸盤上下運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人的大骨架、小骨架采用鋁合金，密度為2.72g/cm3,部分支撐件采用Q235鋼，密度為7.85g/cm3。本次設(shè)計(jì)的機(jī)器人的自重為3.5kg，其中包括機(jī)器人的重量3kg，外置氣管0.5kg，機(jī)器人的載重為3kg，最大限速為0.4m/s。橫向電機(jī)的功率如表3.6所示。表3.6橫向電機(jī)的功率計(jì)算表機(jī)器人的自重GKg3.50機(jī)器人的載重G1Kg3.00機(jī)器人的摩擦系數(shù)μ0.06行駛速度Vm/s0.40總效率η0.92加速度am/s20.02摩擦阻力計(jì)算Ff=mg*μN(yùn)3.9加速時(shí)阻力計(jì)算Fj=maN0.13行駛阻力∑F=Ff+Fj+mgN69需要的電機(jī)功率（單臺(tái)）Pj=∑FVW27.6電機(jī)額定功率P0=Pj/ηW30根據(jù)計(jì)算可以得出本設(shè)計(jì)所需要的橫向直流電機(jī)的功率為30W,所以本設(shè)計(jì)所選的橫向直流電機(jī)的型號(hào)為42BL50S03-230TR0。表3.7橫向直流電機(jī)型號(hào)電機(jī)型號(hào)電壓（V）額定功率（W）額定電流（A）額定轉(zhuǎn)速（rpm）額定轉(zhuǎn)矩（Nm）42BL50S03-230TR024301.630000.1垂向直流電機(jī)的功率如表3.8所示表3.8垂向電機(jī)的功率計(jì)算表機(jī)器人的摩擦系數(shù)μ0.06行駛速度Vm/s0.40總效率η0.90加速度am/s20.02摩擦阻力計(jì)算Ff=mg*μN(yùn)3.9加速時(shí)阻力計(jì)算Fj=maN0.13行駛阻力∑F=Ff+FjN4.03需要的電機(jī)功率（單臺(tái)）Pj=∑FVW1.612電機(jī)額定功率P0=Pj/ηW1.8根據(jù)計(jì)算，功率為1.8W,所以選用DC5-9V型號(hào)。表3.9垂向直流電機(jī)型號(hào)電機(jī)型號(hào)電壓（V）額定功率（W）額定電流（A）額定轉(zhuǎn)速（rpm）額定轉(zhuǎn)矩（Nm）DC5-9V91.80.23100.83.3.2舵機(jī)模塊設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向模塊是機(jī)器人中必不可少的一部分，該模塊具有控制機(jī)器人前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的功能。因?yàn)闄C(jī)器人要根據(jù)接受到的信號(hào)行駛，本設(shè)計(jì)要求機(jī)器人必須可以轉(zhuǎn)向，所以本設(shè)計(jì)必須有轉(zhuǎn)向模塊，選取兩種方案。方案一：舵機(jī)。舵機(jī)調(diào)節(jié)機(jī)器人走行大骨架、小骨架的工作姿態(tài)和起到一個(gè)轉(zhuǎn)向的作用。舵機(jī)的主要組成部分為伺服電機(jī)。其中包含伺服電機(jī)控制電路+減速齒輪組。伺服電機(jī)沒(méi)有減速齒輪組，而舵機(jī)有減速齒輪組[8]。該伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速和它轉(zhuǎn)動(dòng)的位置是靠電路和傳感器來(lái)進(jìn)行比較精確的控制。舵機(jī)說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)就是在一個(gè)殼子里面安裝了減速器、電機(jī)控制器和直流電動(dòng)機(jī)等元器件，這個(gè)整體就是一個(gè)小的伺服單元。舵機(jī)是一種可以改變角度的驅(qū)動(dòng)器，它可以改變角度并保持這個(gè)角度。方案二：雙電機(jī)差速控制轉(zhuǎn)向。如果機(jī)器人想要不受約束的轉(zhuǎn)彎，便需要一個(gè)設(shè)備使內(nèi)外兩側(cè)的速度不同，這樣一來(lái)便可以安全的進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。這個(gè)設(shè)備就是差速器，雙電機(jī)差速控制轉(zhuǎn)向就是兩個(gè)電機(jī)按照一定的差速比運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)機(jī)器人的轉(zhuǎn)向需要發(fā)生改變時(shí)兩側(cè)的直流電機(jī)轉(zhuǎn)速便會(huì)發(fā)生改變，例如當(dāng)機(jī)器人需要右轉(zhuǎn)時(shí)，左右兩側(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)速就會(huì)開始變化，右側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變小，左側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速變大。雖然差速器解決轉(zhuǎn)彎困難的問(wèn)題，但是對(duì)于爬墻機(jī)器人來(lái)說(shuō)，無(wú)法限制打滑會(huì)損失機(jī)器人的通過(guò)性和操控性，因此雙電機(jī)差速控制轉(zhuǎn)向在爬墻機(jī)器人中不常用。綜上所述，對(duì)本設(shè)計(jì)選用方案一舵機(jī)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)向。3.3.3驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路位于電機(jī)與單片機(jī)之間，將單片機(jī)輸出的信號(hào)進(jìn)行放大，使其可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)，本設(shè)計(jì)采用L298N芯片來(lái)接收信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，L298N芯片的輸入端可以直接與單片機(jī)相連，很方便的受單片機(jī)的控制，L298N芯片的OUT1和OUT2接垂向直流電機(jī)，OUT3和OUT4接橫向直流電機(jī)。IN1、IN2、IN3、IN4分別與單片機(jī)的P1.1、、P1.2端口相連接。ENA、ENB連接到單片機(jī)P1.4、P1.5端口。當(dāng)ENA為低電平時(shí)，輸入電平對(duì)電機(jī)起控制作用，當(dāng)ENA為高電平時(shí)，輸入電平為一高一低，電機(jī)正傳或反轉(zhuǎn)，同為低電平時(shí)停止?？梢杂贸绦騺?lái)控制單片機(jī)的輸出電平，從而改變電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和停止。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人是可以在自動(dòng)模式下檢測(cè)到障礙物并繞過(guò)，也可以根據(jù)遙控器發(fā)出的信號(hào)向左或向右行駛。所以需要一個(gè)舵機(jī)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。舵機(jī)控制的電路和控制電機(jī)的電路同理。先把舵機(jī)與L298N芯片連接，再將芯片與單片機(jī)連接。驅(qū)動(dòng)電路圖如圖3.6所示。圖3.6電機(jī)控制電路3.4電源模塊設(shè)計(jì)機(jī)器人需要電源進(jìn)行供電，在電源的選擇上本設(shè)計(jì)開始時(shí)設(shè)計(jì)了兩種方案：方案一：采用氫電池為機(jī)器人提供電能。氫燃料電池就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的電池。氫氣和氧氣都是純天然無(wú)公害的氣體，燃燒出來(lái)的水更是對(duì)環(huán)境沒(méi)有絲毫影響，是絲毫不用考慮環(huán)境問(wèn)題的電池，但是氫燃料電池相當(dāng)于一種發(fā)電裝置，需要對(duì)技術(shù)有嚴(yán)格要求，用在機(jī)器人上有點(diǎn)大材小用，而且因?yàn)闅潆姵貎r(jià)格較貴,安全性較差。所以并不適合作為機(jī)器人的供電源。方案二：采用鋰電池提供爬墻機(jī)器人所需要的電能?？紤]到機(jī)器人在墻上的穩(wěn)定性，最好用重量比較輕的電池，鋰電池的重量就比較輕?？紤]到機(jī)器人的特點(diǎn)不能經(jīng)常更改電池，所以就需要選用使用壽命長(zhǎng)的，鋰離子電池的使用壽命長(zhǎng)達(dá)幾年以上。而且機(jī)器人經(jīng)常在室外工作，室外的溫度不定，有時(shí)會(huì)遇到高溫或極寒天氣，所以就需要所選用的電池適應(yīng)性好，鋰離子電池就可以勝任這一點(diǎn)，在惡劣環(huán)境條件下也不影響使用。鋰離子電池還綠色環(huán)保，無(wú)論是使用還是報(bào)廢都不產(chǎn)生有害重金屬物質(zhì)。本次設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人經(jīng)常室外作業(yè)，所以選用的電池需要性能好，在惡劣環(huán)境條件下也不影響使用。綜上所述本設(shè)計(jì)采用第二種方案鋰電池為機(jī)器人供電。選用標(biāo)準(zhǔn)電壓為24V的鋰電池，但是機(jī)器人橫向直流電機(jī)、垂向直流電機(jī)和單片機(jī)所需要的電壓是不同的，分別是24V、9V和5V，所以這時(shí)候就需要使用一個(gè)轉(zhuǎn)壓電路。提供給垂向直流電機(jī)的電壓為9V，提供給單片機(jī)的電壓為5V。電源電路如下圖3.7所示：圖3.7電源電路圖3.5傳感器模塊設(shè)計(jì)爬墻機(jī)器人必須要有傳感器，本設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人需要在自動(dòng)模式下行駛時(shí)避開障礙物，同時(shí)機(jī)器人的載重不能超過(guò)3kg，所以就需要測(cè)量距離和壓力，所以機(jī)器人需要兩種傳感器。3.5.1測(cè)距傳感器設(shè)計(jì)方案一：超聲波傳感器。超聲波之所以能夠用來(lái)測(cè)距是因?yàn)槌暡òl(fā)射出去之后，碰到機(jī)器人前方的障礙物就可以反射回來(lái)，根據(jù)這個(gè)特性就可以測(cè)量出來(lái)與障礙物之間的距離，并判斷要不要轉(zhuǎn)彎。超聲波傳感器不受光線的限制，當(dāng)機(jī)器人身處黑暗時(shí)也可以準(zhǔn)確的測(cè)量距離，因?yàn)闄C(jī)器人是在室外工作，難免會(huì)遇到灰塵高濕度高的情況，許多傳感器在大量的水或灰塵的積累下會(huì)產(chǎn)生不正確的讀數(shù)，但超聲波傳感器不受外界水或灰塵的限制。同時(shí)超聲波傳感器還不受光線或煙霧的影響，很適合經(jīng)常在室外進(jìn)行工作的爬墻機(jī)器人。方案二：紅外傳感器。傳感器發(fā)射紅外線時(shí)，只要被測(cè)量的物體本身具有溫度，它就能輻射紅外線，這時(shí)傳感器就可以感應(yīng)到目標(biāo)輻射。紅外傳感技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)的各個(gè)方面。但紅外傳感器也有缺點(diǎn)，在測(cè)量時(shí)紅外線會(huì)受太陽(yáng)光的干擾。所以紅外傳感器不適用于野外。所以不太適用于爬墻機(jī)器人。綜上所述，本設(shè)計(jì)選用了方案一：超聲波傳感器。本設(shè)計(jì)的機(jī)器人所選用的用來(lái)測(cè)距的模塊是HC-SR04超聲波模塊，該模塊的工作電壓為5V。該模塊是受單片機(jī)的控制，通過(guò)單片機(jī)的命令來(lái)發(fā)送超聲波，單片機(jī)的P1.6端口與超聲波模塊的ECHO端口相連，P1.7端口與TR端口相連。超聲波傳感器電路圖如圖3.8所示。圖3.8超聲波傳感器模塊3.5.2壓力傳感器設(shè)計(jì)考慮到機(jī)器人的安全性，機(jī)器人的載重不能超過(guò)3kg，超過(guò)3kg就會(huì)報(bào)警，所以需要一個(gè)壓力傳感器來(lái)控制機(jī)器人所載的物體的重量。有兩種方案可供選擇。方案一：薄片式壓力傳感器。選用具有彈性的應(yīng)變片，當(dāng)受到力時(shí)應(yīng)變片會(huì)產(chǎn)生形變，形變?cè)酱笳f(shuō)明機(jī)器人的載物重量越大。薄片式壓力傳感器具有高靈敏度、快速的響應(yīng)時(shí)間和良好的穩(wěn)定性，對(duì)重量較小的物體具有較強(qiáng)靈敏性等特點(diǎn)。方案二：陶瓷壓力傳感器。當(dāng)物體放在陶瓷膜片的前表面時(shí)，膜片就會(huì)產(chǎn)生特別小的形變，這時(shí)在膜片背后的電阻就會(huì)有變化，這個(gè)壓力信號(hào)就可以轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。但該技術(shù)缺點(diǎn)是信號(hào)輸出靈敏度低，而且當(dāng)機(jī)器人的載重太大時(shí)，陶瓷膜片可能會(huì)裂。因?yàn)闄C(jī)器人的載物重量不是特別大，所以就需要靈敏度高的壓力傳感器，所以選用第一種方案：薄片式壓力傳感器。薄片式壓力傳感器電路圖如圖3.9所示。圖3.9薄片式壓力傳感器3.6遙控模塊設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人是可以遙控控制的機(jī)器人。遙控器用來(lái)控制爬墻機(jī)器人的行駛路線。首先從爬墻機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上來(lái)看，是基于無(wú)線遙控器可實(shí)現(xiàn)各個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。有兩個(gè)選擇方案。方案一：無(wú)線電遙控器。無(wú)線電遙控器就是通過(guò)無(wú)線電信號(hào)對(duì)需要進(jìn)行控制的設(shè)備發(fā)送信號(hào)，如果用在機(jī)器人身上，機(jī)器人接收這些信號(hào)之后，就可以根據(jù)指令轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)使機(jī)器人向前或向后運(yùn)動(dòng)。但無(wú)線電遙控器容易受到電磁干擾。所以不太適用于在室外工作的爬墻機(jī)器人。方案二：紅外遙控器。紅外遙控器的發(fā)射部分是在普通發(fā)光二極管的兩端施加電壓形成的一種特殊發(fā)光二極管，它安裝在遙控器上。接收部分為紅外接收二極管，安裝在機(jī)器人上。紅外遙控不會(huì)對(duì)其他的設(shè)備進(jìn)行干擾，不受電磁的干擾，比較適用于工作環(huán)境比較復(fù)雜的爬墻機(jī)器人。綜上所述，本設(shè)計(jì)選用方案二：紅外遙控器。運(yùn)用紅外遙控器控制爬墻機(jī)器人，可以用遙控上的按鍵來(lái)決定機(jī)器人的前進(jìn)后退等。按鍵與單片機(jī)相連。按一次時(shí)機(jī)器人是前進(jìn)，第二次是后退，第三次是自動(dòng)模式，第四次是左轉(zhuǎn)，第五次是右轉(zhuǎn)。遙控按鍵電路如圖3.10所示：圖3.10遙控按鍵電路3.7按鍵模塊設(shè)計(jì)按鍵模塊在爬墻機(jī)器人系統(tǒng)中是不可缺少的，按鍵模塊的作用就是啟動(dòng)機(jī)器人時(shí)打開電源，關(guān)閉機(jī)器人時(shí)關(guān)閉電源。這樣可以節(jié)省電源的電量，增加機(jī)器人各個(gè)電子元件的壽命。將電源開關(guān)安裝在電源的正極的主路上，便可以控制電源電路的導(dǎo)通與否。按鍵電路如圖3.11所示：圖3.11按鍵電路3.8報(bào)警模塊設(shè)計(jì)3.8.1電壓檢測(cè)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的電壓檢測(cè)是用來(lái)檢測(cè)爬墻機(jī)器人的電源電壓，當(dāng)電源電壓降低到一定值時(shí)蜂鳴器就會(huì)發(fā)出警報(bào)，電壓檢測(cè)電路使用的是電阻分壓式電路，在這種電路中電阻阻值越大，它所分配到的電壓就越大。從而對(duì)電源電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)。設(shè)采集到的電壓為U，串聯(lián)電阻分壓公式為：根據(jù)公式P=UI，可以知道當(dāng)電壓變低時(shí)，電流變大。當(dāng)橫向直流電機(jī)電流短路時(shí)，機(jī)器人便會(huì)報(bào)警。設(shè)定電機(jī)的短路電流是額定電流的5倍，所以橫向直流電機(jī)的短路電流為8A，此時(shí)的電壓為3V，所以當(dāng)橫向直流電機(jī)的電壓小于等于3V時(shí)，機(jī)器人便會(huì)報(bào)警。電壓檢測(cè)電路如圖3.12所示。圖3.12電壓檢測(cè)電路3.8.2報(bào)警電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中電源電壓過(guò)低或載重過(guò)大時(shí)就會(huì)發(fā)出警報(bào)來(lái)提醒我們，本設(shè)計(jì)采用蜂鳴器來(lái)發(fā)出警報(bào)。電路采用的是蜂鳴器與三極管的集電極連接的方式。報(bào)警電路與單片機(jī)的P3.4端口連接。因?yàn)殡妷哼^(guò)低和載重過(guò)大時(shí)都會(huì)報(bào)警，但是需要區(qū)分出來(lái)是哪種問(wèn)題引起的報(bào)警，所以需要蜂鳴器發(fā)出兩種聲音。報(bào)警電路圖如3.13所示：圖3.13報(bào)警電路圖第4章軟件設(shè)計(jì)4.1主程序設(shè)計(jì)主程序在運(yùn)行開始階段先進(jìn)行初始化，因?yàn)闄C(jī)器人的載重不能超過(guò)3kg，所以需要檢測(cè)一下機(jī)器人所載物體的重量，如果機(jī)器人所載物體的重量在合適的范圍內(nèi)繼續(xù)向下檢測(cè)，如果不在合適的范圍內(nèi)機(jī)器人就會(huì)靜止并發(fā)出報(bào)警，人工處理直至載重正常。然后再檢測(cè)電壓，也是同樣的流程。接下來(lái)就是判斷一下爬墻機(jī)器人是否為自動(dòng)模式，如果不是自動(dòng)模式，機(jī)器人靜止在原地并判斷是否有按鍵輸入，如果有則解析按鍵命令，按照命令輸出，如果是自動(dòng)模式則執(zhí)行自動(dòng)模式代碼，無(wú)論哪種模式都可以回到程序初始化狀態(tài)。主流程圖如4.1所示：開始開始程序初始化程序初始化載重正常 載重正常處理靜止并報(bào)警 否處理靜止并報(bào)警 是處理電壓正常靜止并報(bào)警 否處理電壓正常靜止并報(bào)警 自動(dòng)模式 是自動(dòng)模式靜止 否靜止 是 否按鍵輸入 是按鍵輸入執(zhí)行自動(dòng)模式代碼執(zhí)行自動(dòng)模式代碼 是解析按鍵命令解析按鍵命令輸出輸出圖4.1主流程圖4.2防碰撞程序設(shè)計(jì)防碰撞模塊開始時(shí)先進(jìn)行程序初始化，發(fā)射的超聲波碰到機(jī)器人前方的障礙物就可以反射回來(lái)，根據(jù)這個(gè)特性就可以測(cè)量出來(lái)與障礙物之間的距離，并判斷要不要轉(zhuǎn)彎。機(jī)器人與前方障礙物的距離用公式S=1/2Vt來(lái)計(jì)算，其中S表示機(jī)器人與障礙物的距離，V表示超聲波在空氣中的傳播速度，t是從發(fā)射到接收這一過(guò)程的時(shí)間。由于超聲波傳播速度受溫度的影響，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)溫度補(bǔ)償在不同的溫度下用不同的傳播速度進(jìn)行計(jì)算V=331.5+0.6×T。其中T為溫度，單位為攝氏度。當(dāng)測(cè)得距離S小于等于30cm時(shí)，爬墻機(jī)器人轉(zhuǎn)彎90度后繞過(guò)障礙物繼續(xù)行駛。設(shè)定三個(gè)傳感器，在前方傳感器發(fā)現(xiàn)障礙物時(shí)進(jìn)行90度旋轉(zhuǎn)，這時(shí)兩側(cè)的傳感器發(fā)揮作用，檢測(cè)是否已經(jīng)越過(guò)障礙物，越過(guò)障礙物之后可以繼續(xù)九十度旋轉(zhuǎn)按原定的方向前進(jìn)。當(dāng)測(cè)得的距離大于30cm時(shí)，機(jī)器人正常直行。這個(gè)檢測(cè)是一直在進(jìn)行中，超聲波測(cè)距流程圖如圖4.2所示：開始開始 程序初始化程序初始化發(fā)射超聲波發(fā)射超聲波 有障礙物有障礙物 是溫度補(bǔ)償溫度補(bǔ)償計(jì)算距離S計(jì)算距離SS小于等于30厘米S小于等于30厘米 否 是轉(zhuǎn)彎90度轉(zhuǎn)彎90度越過(guò)障礙物越過(guò)障礙物直行直行 否是反向轉(zhuǎn)彎90度反向轉(zhuǎn)彎90度直行直行圖4.2防碰撞流程圖4.3報(bào)警程序設(shè)計(jì)程序開始時(shí)需要檢測(cè)一下機(jī)器人所載物體的重量，如果機(jī)器人所載物體的重量在合適的范圍內(nèi)繼續(xù)向下檢測(cè)，如果不在合適的范圍內(nèi)機(jī)器人就會(huì)靜止并發(fā)出報(bào)警，人工處理直至載重正常。然后再檢測(cè)電壓，也是同樣的流程。報(bào)警流程圖如圖4.3所示：開始 開始檢測(cè)載重檢測(cè)載重 載重正常載重正常處理靜止并報(bào)警 是 否處理靜止并報(bào)警 是檢測(cè)電源電壓檢測(cè)電源電壓 電壓正常電壓正常處理靜止并報(bào)警 否處理靜止并報(bào)警 是返回返回圖4.3報(bào)警流程圖4.4自動(dòng)模式程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的爬墻機(jī)器人具有自動(dòng)演示的功能。當(dāng)按下自動(dòng)演示的按鈕時(shí)，系統(tǒng)會(huì)開始執(zhí)行自動(dòng)模式的代碼。開始時(shí)會(huì)進(jìn)行代碼初始化，爬墻機(jī)器人直行，并判斷是否有障礙物，如果有障礙物，爬墻機(jī)器人轉(zhuǎn)彎90度后繞過(guò)障礙物繼續(xù)行駛，如果沒(méi)有則繼續(xù)直行，并判斷是否有命令輸入，如果有，執(zhí)行命令操作，如果沒(méi)有，進(jìn)行代碼初始化重復(fù)這一操作。自動(dòng)模式流程圖如圖4.4所示：開始開始代碼初始化代碼初始化 直行直行 有障礙物否有障礙物 否直行是直行轉(zhuǎn)彎90度轉(zhuǎn)彎90度命令出入 命令出入是執(zhí)行命令操作執(zhí)行命令操作返回返回圖4.4自動(dòng)模式流程圖4.5按鍵程序設(shè)計(jì)程序運(yùn)行進(jìn)入按鍵初始化，如果有信號(hào)輸入，判斷輸入按鍵并輸出，沒(méi)有信號(hào)輸入回到按鍵初始化。按鍵模塊流程圖如圖4.5所示：開始開始按鍵初始化按鍵初始化 否按鍵信號(hào)輸入 按鍵信號(hào)輸入 是判斷輸入按鍵判斷輸入按鍵輸出輸出圖4.5按鍵流程圖第五章系統(tǒng)仿真及調(diào)試5.1系統(tǒng)仿真原理圖如圖5.1所示爬墻機(jī)器人控制系統(tǒng)仿真原理圖包含幾大電路模塊，由復(fù)位電路、晶振起振電路、LCD1602顯示電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、電磁閥電路、電壓與重量采集電路、按鍵電路、報(bào)警電路配合完成。圖5.1系統(tǒng)仿真原理圖5.2系統(tǒng)仿真試驗(yàn)仿真前首先將程序下載至仿真單片機(jī)中，然后開始仿真，按照編好的程序逐步進(jìn)行驗(yàn)證，觀察其是否運(yùn)行穩(wěn)定，是否按照順序進(jìn)行。如果哪個(gè)模塊仿真出現(xiàn)錯(cuò)誤或不穩(wěn)定，及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)程序檢查和接線連接。如圖5.2所示其為仿真初始化顯示界面，點(diǎn)擊運(yùn)行仿真，會(huì)在LCD1602上顯示全速前進(jìn)。電機(jī)啟動(dòng)，爬墻機(jī)器人向前行駛。界面會(huì)顯示超聲波測(cè)量的距離，機(jī)器人載物的重量和電壓的大小。如圖5.3所示按下按鍵可以切換到向左行駛，電機(jī)和舵機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，會(huì)在LCD1602上顯示向左行駛。圖5.2仿真運(yùn)行初始化界面圖5.3向左行駛界面如圖5.4所示其為自動(dòng)模式顯示界面，按下按鍵可以切換至自動(dòng)模式，在自動(dòng)模式下，會(huì)在LCD1602上顯示自由行駛，各個(gè)電機(jī)會(huì)隨系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)如果測(cè)距傳感器測(cè)到機(jī)器人與障礙物的距離小于30cm時(shí)，舵機(jī)就會(huì)啟動(dòng)使機(jī)器人自動(dòng)轉(zhuǎn)彎。圖5.4自動(dòng)模式下的工作界面如圖5.5和5.6所示分別為載重過(guò)大報(bào)警界面和電壓過(guò)低報(bào)警界面。當(dāng)爬墻機(jī)器人所載的物體過(guò)重或電壓過(guò)低時(shí)蜂鳴器就會(huì)報(bào)警。圖5.5載重過(guò)大的工作界面圖5.6電壓過(guò)低的工作界面5.3仿真調(diào)試總結(jié)通過(guò)對(duì)程序仿真