机器人设计-单片机教程.doc

自动寻迹机器人设计 摘要： 目 录 前言 2 （一）、机器人的大脑 2 （二）、机器人的眼睛耳朵 2 （三）、机器人的腿——驱动器与驱动轮 3 （四）、机器人的手臂——机械传动专制 4 （五）、机器人的心脏——电池 4 一、arm简介 5 （一）、arm主要功能列举如下： 5 二、控制系统电路图 7 三、微型伺服马达原理与控制 8 （一）、微型伺服马达内部结构 8 （二）、微行伺服马达的工作原理 8 （三）、伺服马达的控制 9 （四）、选用的伺服马达 9 四、光电传感器 11 五、控制程序 12 六、总结 18 前言 机器人发展史 1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据R obota(捷克文，原意为"劳役、苦工")和Robotnik(波兰文，原意为"工人")，创造出"机 器人"这个词。 1998年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind- storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始 走入个人世界。 1999年 日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机 器人迈 【前言】 机器人技术的发展历程可追溯到20世纪初，捷克作家卡雷尔·恰佩克在1920年的科幻小说中首次提出了“机器人”这一概念，象征着自动化与人工智能的开端。随着时间的推移，机器人技术逐渐从科幻走向现实，1998年丹麦乐高公司的Mindstorms套件将机器人制作变得大众化，激发了公众对机器人设计的兴趣。而1999年日本索尼公司的AIBO娱乐机器人则展示了家用机器人市场的潜力。 【机器人的关键组成部分】 1. **大脑**：在机器人设计中，"大脑"通常指的是中央处理单元，如ARM处理器。ARM具有高效能和低功耗的特点，是许多嵌入式系统的核心，负责处理和执行机器人的各种指令。 2. **眼睛耳朵**：这些部分代表传感器，如光电传感器，它们帮助机器人感知环境。光电传感器能检测光线强度变化，用于自动寻迹任务，确保机器人能沿着特定路径移动。 3. **腿——驱动器与驱动轮**：机器人腿部的动力来源，驱动器配合驱动轮提供动力，使机器人能够行走或移动。选择合适的驱动器和驱动轮至关重要，因为它们影响机器人的稳定性和移动性能。 4. **手臂——机械传动装置**：这部分通常指的是机器人的执行机构，用于完成抓取、搬运等任务。机械传动装置的设计要求精密且灵活，以实现多种操作。 5. **心脏——电池**：机器人的心脏提供电源，保持其运行。电池的选择要考虑能量密度、续航能力和充电效率，确保机器人能在无外部电源的情况下长时间工作。 【核心技术详解】 1. **ARM**：ARM处理器是一种广泛应用于嵌入式系统的微处理器架构，具有高度可定制性和广泛的软件支持。其主要功能包括数据处理、控制逻辑以及与外围设备的通信。 2. **控制系统电路图**：机器人控制系统的电路图描述了各个组件如何连接和交互，包括ARM处理器、传感器、驱动器等。理解并设计这样的电路是机器人设计的关键步骤。 3. **微型伺服马达**：伺服马达是精确控制机器人运动的关键组件，其内部结构包括电机、齿轮箱和位置反馈系统。工作原理是通过反馈信号调整电机的转速和方向，实现精确的位置控制。选用的伺服马达需根据机器人的负载和精度需求来确定。 4. **控制程序**：控制程序是机器人行为的软件基础，由编程语言编写，运行在ARM处理器上。它包含算法，用于解析传感器输入、决策制定、运动控制等。 【总结】 自动寻迹机器人的设计涉及多个领域，从硬件选择到软件编程，每个环节都至关重要。随着科技的进步，机器人技术日新月异，不仅在工业自动化中发挥作用，也在家用、教育等领域展现出巨大潜力。理解并掌握这些基础知识，对于设计和构建功能丰富的机器人至关重要。