解救人质机器人自动控制系统设计

解救人质机器人自动控制系统设计

摘  要

随着现代科学技术尤其是控制技术的发展，机器人控制技术受到了进一步的重视，其技术已在生产、生活各个领域得到了广泛的应用。机器人技术的核心是其控制技术，其系统的先进程度和功能强弱，通常直接受到控制技术的影响。

近年来随着计算机在社会各领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，工业生产中更是处处可见单片机的应用实例。本论文通过对一个解救人质机器人机械设计和控制系统的设计，较详细的论述了解救人质机器人的机械设计过程并提出了一种自动控制系统的设计方案。我们所建立的机器人模型中，每个关节都视为一个独立的伺服控制系统。本设计实现了机器人的速度调节、定位准确的功能。具有操作简单，成本低廉等优点，可以满足实际生产的需要。

关键词：机器人  控制系统  单片机

目  录

摘要.……………………………………………………………………………………………..i

Abstract ……………………………… ……………………………………………..ii

第一章 绪 论 1

1.1 选题目的、背景和意义 1

1.2 国内外文献综述 1

1.3 研究内容 3

1.4 本章小节 3

第二章 设计任务 4

2.1 设计题目 4

2.2 设计的目标和要求 4

2.3 设计的内容 4

2.3.1 动作要求 4

2.3.2 机器人及单片机控制开发 4

2.3.3 解救人质机器人比赛场地及人质简介 4

2.4 本章小结 5

第三章 解救人质机器人概述 6

3.1 整体结构 6

3.2 整体结构说明 7

3.2.1 底盘结构 7

3.2.2 机械臂结构 7

3.2.3 机械手结构 9

3.3 本章小结 10

第四章 动作执行机构的设计和部分电机的选择 11

4.1 车身部分的结构尺寸确定 11

4.2 机械臂尺寸确定 11

4.3 手抓尺寸的确定 11

4.4 动作执行机构的实现 11

4.5 部分电机的选择 12

4.5.1 驱动电机的选择 12

4.5.2前后摆臂翻转电机的选择 12

4.5.3 手抓电机的选择 12

4.6 本章小结 12

第五章 控制系统设计 13

5.1 机器人控制方法的分类 13

5.2 机器人控制的分层概念 13

5.3 单片机介绍 15

5.4 控制系统的整体设计 16

5.5 主控制模块设计 16

5.5.1 CPLD设计 16

5.5.2 机器人运行参数存储器的扩展 17

5.6 光电检测模块设计 18

5.6.1 光电检测过程 18

5.6.2 光电探头 19

5.7 电机驱动模块 19

5.8 本章小节 20

第六章 机器人的应用 21

6.1 机器人在制造业中的应用 21

6.2 机器人在非制造业中的应用 21

6.3 本章小结 22

结 论 23

致 谢 24

参考文献 25

附录 26

外文翻译