【《基于KeiluVision5的T型助力機(jī)器人電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)》13000字（論文）】

目錄1.搬運(yùn)機(jī)器人概述 21.1課題來源 1.2本課題的研究目的及意義 21.3搬運(yùn)機(jī)器人的電機(jī)控制系統(tǒng)現(xiàn)狀 32.T型助力機(jī)器人總體方案 42.1車體與運(yùn)動結(jié)構(gòu)選擇 42.2物料抓取選擇 52.3場地地面信息檢測 52.4運(yùn)動控制方案 2.5總體方案框圖 3.T型助力機(jī)器人電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1避障流程圖 4.2循跡與智能跟隨流程圖 5.仿真或?qū)嵨镏谱骷皽y試 錯(cuò)誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn) 1.搬運(yùn)機(jī)器人概述機(jī)器人是一種自動化機(jī)器，不同的是這種機(jī)器具有一些類似于力，如計(jì)劃能力、感知能力、協(xié)作能力和行動能學(xué)習(xí)能力的特種機(jī)器人和智能機(jī)器人(陳思遠(yuǎn)，周曉燕，2022)。雖然現(xiàn)在機(jī)器人定義業(yè)領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用，是先進(jìn)的集成控制論、機(jī)電一產(chǎn)物，醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)甚至軍事領(lǐng)域(曹君浩，龍婷婷，2023)。于搬運(yùn)機(jī)器人的電機(jī)選擇，電機(jī)有很多種，三項(xiàng)電機(jī)，直流不一樣的控制方式(許志偉，陳雅婷，2016)。在另一方面，搬運(yùn)機(jī)器人電機(jī)控制系統(tǒng)機(jī)控制系統(tǒng)一般采用芯片驅(qū)動，常見的驅(qū)動芯片類型選擇包括：STM32、Arduino、51電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)課題應(yīng)運(yùn)而生(王宇航，陳雅琪，2021)。型化、智能化等趨勢(龍宇辰，向博文，2018)。此外，電子互動式玩具已經(jīng)逐步取代機(jī)器人研究的首要目標(biāo)是幫助人們擺脫繁重的勞動力和難以克服繁重勞動力的人，機(jī)技術(shù)極大地促進(jìn)了智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展；在此類情況下而隨越來越多的研究者致力于智能機(jī)器人發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)的開發(fā)(孫志強(qiáng)，趙敏娜，2022);我國對于機(jī)器人的研究，早在20世紀(jì)70年代就開始了，發(fā)展至今已經(jīng)有50余年，于編程等技術(shù)(鄭小軍，孫志強(qiáng)，2023)。經(jīng)過近些年來的發(fā)展，這在某種程度上暗示了機(jī)器人的保有量在我國已經(jīng)達(dá)到了一其他操作(許文皓，劉婉晴，2022)。相關(guān)(黃志遠(yuǎn)，周曼茜，2021)。2.T型助力機(jī)器人總體方案搬運(yùn)機(jī)器人車體采用四輪，由電動機(jī)直接帶動前輪輪進(jìn)行進(jìn)行方向控制，四輪上方連接基底座，基底座使用可以360°旋轉(zhuǎn)的控制云臺，使抓取運(yùn)動結(jié)構(gòu)選擇整車采用(耿逸塵，苗雪霏，2018):在直接坐標(biāo)系中，通過位置塊般有兩種形態(tài)：光電式(將小坐標(biāo)區(qū)域劃分為兩種顏色，包括光電子器件)和電磁式(將第5頁共30頁小坐標(biāo)區(qū)域劃分為金屬塊或磁塊),從上述分析可以得出該方法的優(yōu)點(diǎn)在于路徑能夠改腰部、腕部使用金屬數(shù)字舵機(jī)TBSN-K20控制，使用金屬數(shù)字舵機(jī)TBSN-K20讓其腰部、腕部可以前后伸縮，在此背景中對機(jī)器人抓取物體提供更多的角度，便于機(jī)器人抓取物料，爪子使用金屬數(shù)字舵機(jī)TBSN-K15驅(qū)動，金屬爪子使用的TBSN-K15可以為其提供15Kg的扭力，讓爪子能夠牢固的抓起需要搬運(yùn)的物料，通過舵機(jī)讓爪子能完成機(jī)器人的主流抓取方式有(孫雨菲，鄭彥霖，2022):2D平面抓取、6DoF空間抓取、形狀補(bǔ)全、人形抓。目前在工業(yè)上使用最多的是6DoF空間抓取，其動作靈活性高，工作空間范圍大，它能非常靈活地避開障礙物，而且結(jié)構(gòu)緊湊，從趨勢中可見規(guī)律占地面積相對較小，與線路的運(yùn)動部件相比，它易于密封和防塵，廣泛應(yīng)用于裝卸機(jī)床、取件、起拱知識等，繪畫等行業(yè)，但其對象的研究和開發(fā)具有成本高、周期長等缺點(diǎn)，為了教育和研究的需要，對結(jié)構(gòu)、運(yùn)動和控制系統(tǒng)的認(rèn)知理解和研究需要六個(gè)自由度，基于此可察覺工業(yè)機(jī)器人認(rèn)為(張思遠(yuǎn)，李夢琪，2023),該機(jī)器人能夠完成相應(yīng)的六自由度運(yùn)動，具有結(jié)構(gòu)簡單、操作安全、成本低、一般不會造成事故等優(yōu)點(diǎn)，本模型的顯著特征之一是其靈活性與擴(kuò)展性的結(jié)合。面對多樣化的研究背景與需求，本文在模型設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)調(diào)了組件的模塊化，以便根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整或替換組件，同時(shí)保持整體架構(gòu)的穩(wěn)固與高效。這一策略不僅增強(qiáng)了模型的實(shí)用性，也為后續(xù)研究者打造了一個(gè)開放的研發(fā)平臺，鼓勵(lì)他們基于現(xiàn)有基礎(chǔ)進(jìn)行二次創(chuàng)新或優(yōu)化。因此，有必要研制一種滿足科研和教育要求的六自由度機(jī)器人。對于物料的抓取，抓取類型選擇為最常見的2D平面抓取，2D平面抓取適合工業(yè)抓取，從單個(gè)角度去抓，抓取通常由平面內(nèi)的抓取四邊形，在此類情況下以及平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角度表示。2D平面抓取工作簡單，效率較高。平面抓取是用(廖澤凱，龍宇飛，2021)。機(jī)帶動，為其提供抓力，機(jī)械爪子的角度通過TBS位使用的是PID算法，相較于模擬舵機(jī)的偏置電壓法，它原理簡單，易于實(shí)現(xiàn)，適用面場地地面信息檢測包括51控制板上的主控芯片AT89C51芯片和地面信息檢測模電源圖2.1傳感系統(tǒng)框圖第9頁共30頁紅外線是太陽光線中眾多不可見光線中的一種，由英國科學(xué)家赫歇爾于1800年發(fā)現(xiàn)，又稱為紅外熱輻射，熱作用強(qiáng)。在此類情況下他將太陽光用三棱鏡分解開，在各種不同顏色的色帶位置上放置了溫度計(jì)，試圖測量各種顏色的光的加熱效應(yīng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中，紅光的外側(cè)必定存在看不見的光線，這就是紅外線。在這種配置中也可以當(dāng)作傳輸光譜上紅外線的頻率低干可見光線.波長為1000um-0.75μm。紅外線可分為三部分.即近紅外線，波長為(3~2.5)μm(1~0.75)μm之間；中紅外線，波長為(40~25)μm利用紅外線的物理性質(zhì)測量的傳感器。紅外線又稱紅外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。這在某種程度上暗示了所有物質(zhì)只要有一定的溫度(絕對零度以上),都能發(fā)出紅外輻射，紅外傳感器具有靈敏度高、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)(李旭輝，劉玉婷，2020)。紅外線傳感器在有環(huán)境光的情況，有較強(qiáng)的的適應(yīng)性。有兩個(gè)電子器件，紅外線發(fā)射器和接收器。發(fā)射一定頻率的紅外線，如果在探測方向上有障礙物(反射面),紅外線會被反射回來，由接收管接收(王天宇，楊美琳，2020)?；谇拔牡脑敿?xì)剖析結(jié)果參考電路處理后，指示燈亮起綠色，同時(shí)向信號輸出接口提供數(shù)字信號(低電平信號),通過電位器按鈕的調(diào)節(jié)，可以改變傳感器的檢測距離。有效距離為3-30cm,工作電壓為圖2.3紅外線傳感器碰撞傳感器是通過搬運(yùn)機(jī)器人，這顯示出能夠感知碰撞回路上的碰撞信息的傳感器。能力嵐的個(gè)人機(jī)器人的左前、右前、左后、右后設(shè)置了4個(gè)碰撞開關(guān)(常開),與致與可驗(yàn)證。為了提升數(shù)據(jù)品質(zhì)，本文實(shí)施了雙數(shù)據(jù)錄入人為錯(cuò)誤或輸入偏差帶來的數(shù)據(jù)失真。我們把周圍的沖突分成8個(gè)方向(鄭博文，謝婉人旋轉(zhuǎn)以避免障礙物。該碰撞方位圖如圖2.4所示第17頁共30頁電機(jī)。插腳6和11是電動機(jī)使能接線腳。插腳5、7、10和12是L298N芯片的單個(gè)微型計(jì)算機(jī)的輸入插腳。下表是其使能、輸入引腳和輸出引腳的邏輯關(guān)系：高低1/高低高1/高低低//高//高低高//低高高//低低高圖3.2控制邏輯表CURRENT圖3.3L298N引腳圖我們知道，搬運(yùn)機(jī)器人需要作出一些動作來進(jìn)行工作，從趨勢中可見規(guī)律這些運(yùn)動的協(xié)調(diào)也會產(chǎn)生許多影響，電機(jī)在這其中起著關(guān)鍵的作用。我們需要控制電機(jī)的因素有：正反轉(zhuǎn)和電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，兩個(gè)電機(jī)獨(dú)立運(yùn)行，基于此可察覺在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種雙第18頁共30頁方案一：使用雙極型D/A轉(zhuǎn)換芯片單片機(jī)采用8位并口輸出數(shù)字量，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換為-5V到+5V的輸出電壓，驅(qū)動電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速控制。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)由輸出電壓的極性決定。當(dāng)前階段性研究成果與計(jì)算結(jié)果與前文綜述中的結(jié)果大體相當(dāng)，首要表明了本研究在方法論上的正確性和可靠性。這種一致不僅印證了先前研究的發(fā)現(xiàn)，也為既有理論框架提供了額外的證據(jù)。憑借嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯吭O(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)收集和分析手段，本文能夠重現(xiàn)前人研究的關(guān)鍵結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深度挖掘。這不僅提升了對研究假設(shè)的信賴度，也證明了所運(yùn)用研究方法的合理性。此外，這種一致性為跨研究間的對照提供了基礎(chǔ)，促進(jìn)了更全面和系統(tǒng)化的理論框架形成。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是單片機(jī)編程簡單，在此類情況下只需在8位并□上輸出相應(yīng)的數(shù)字量，電機(jī)驅(qū)動部分直接進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換循環(huán)。當(dāng)輸出為0時(shí)，反轉(zhuǎn)速度最大，輸出128電機(jī)不轉(zhuǎn)動，輸出255電機(jī)具有最大行進(jìn)速度(呂佳琳，邱茹怡，2020)。但是，這個(gè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)非常明顯。一是需要與專用的D/A轉(zhuǎn)換芯片對應(yīng)的周邊電路，電路復(fù)雜，模擬電路容易受到環(huán)境的干擾，容易造成控制精度低的問題。第二，在本系統(tǒng)中，一個(gè)電動機(jī)驅(qū)動的電路占據(jù)一個(gè)8個(gè)并行端口，即8個(gè)MCU引腳，這是對MCU資源的浪費(fèi)，雖然數(shù)據(jù)可以通過串口發(fā)送，在這種配置中然后用專用的D/A芯片轉(zhuǎn)換成方案二：電機(jī)控制由H橋驅(qū)動電路H橋電機(jī)驅(qū)動的工作原理易于理解。使用四個(gè)晶體管形成電流H橋。電機(jī)與中間的電橋連接，4個(gè)晶體管相互結(jié)合，這在某種程度上暗示了使電動機(jī)產(chǎn)生相反的電流，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。電機(jī)的速度由晶體管柵極的導(dǎo)通時(shí)間和截止時(shí)間的比率來控制。該速度控制方法被稱為“脈沖寬度調(diào)制”(PWM),電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度由PWM波的占空比控等，直流電機(jī)可以由L298N直接驅(qū)動，這是一個(gè)雙H橋驅(qū)動芯片，圖3.4顯示了一個(gè)采不進(jìn)行詳盡展開，時(shí)間因素是一個(gè)不容忽視的考量。科L298N使用5V電源供電(VCC),電機(jī)的驅(qū)動電源VS輸入范圍是4-40V,ENA和ENB分別輸入電機(jī)1和電機(jī)2的驅(qū)動PWM信號，IN1,IN2,IN3,IN4為兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動L298N采用5V電源來供電(VCC),基于前文的詳細(xì)剖析結(jié)果輸入?yún)^(qū)的電機(jī)電源范圍為5-40v,ENA和ENB分別為電機(jī)1號和電機(jī)2號輸入驅(qū)動的PWM信號，IN1、壓，其極性與當(dāng)前電源電壓相反。這在某種程度上暗示了該逆電壓被施加到L298的開關(guān)上，會導(dǎo)致L298的開關(guān)關(guān)閉。因此，為了建立放電通道并保護(hù)開關(guān)，應(yīng)該釋放由感流流向?yàn)锳1到A2。當(dāng)斷開電流時(shí)，電機(jī)停止時(shí)，在A繞組上會產(chǎn)生感生電壓，感生電壓A2為正A1為負(fù)(類似電池),與正端(A2)連接的D2沿正向?qū)?。另一方面，與負(fù)端(A1)連接的D5反向?qū)ǎ关?fù)端接地，C3正轉(zhuǎn)相反，電機(jī)反轉(zhuǎn)電源切斷時(shí)D1和D6起作用(王宇航，陳雅琪，2021)。在數(shù)據(jù)4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)向上發(fā)生碰撞，如果檢測出為0010的二進(jìn)制數(shù)，則說明是左側(cè)前方發(fā)生碰撞，如果檢測出為0001的二進(jìn)制數(shù)，則說明是右側(cè)前方發(fā)生碰撞，這在某種程度上指出如果檢測出為1000的二進(jìn)制數(shù)，說明在左側(cè)后方發(fā)生了碰撞(龍宇辰，向博文，2018)。如果檢測出為0100的二進(jìn)制數(shù)，則右側(cè)后方會發(fā)生碰撞。在其他四個(gè)方位上放生了碰撞的2022):在模擬中，按下搬運(yùn)機(jī)器人右前方的的碰撞傳感器按鈕，PE3□電平會因傳感著搬運(yùn)機(jī)器人(鄭小軍，孫志強(qiáng)，2023)。紅外線傳輸管在紅外線接收管的兩側(cè)，構(gòu)成從上述分析可以得出在發(fā)現(xiàn)右前方有障礙物之后(許文皓，劉婉晴，2022)。程序首先這也是紅外避障的最大優(yōu)點(diǎn)。避障系統(tǒng)控制流程圖如下：子程序開始子程序開始數(shù)值NNNYYYNNNYYY圖4.1避障流程圖機(jī)器人在被研究出來后，人們就逐漸想將其智能化，自主化，走。為了是搬運(yùn)機(jī)器人能夠完全的跟人行走，也是移動，那搬運(yùn)機(jī)器人就會先選擇轉(zhuǎn)向，隨后繼續(xù)向前跟隨?；叶葌鞲衅髯鳛闄C(jī)器人的最后一個(gè)檢測模塊，也是機(jī)器人的第三個(gè)眼睛，當(dāng)紅外傳感器或者碰撞傳感器檢測到有障礙物時(shí)，就可以進(jìn)行規(guī)避，從趨勢中可見規(guī)律而采用灰度傳感器是為了獲得不同數(shù)據(jù)，在不同的環(huán)境中，根據(jù)三個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)綜合，來完成相應(yīng)的動作，例