機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 題目： 智能機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐 學(xué)院 專業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號 指導(dǎo)教師 課程編號 課程學(xué)分 起始日期 2016.04-2016.06 教 師 評 語 教師簽名： 日期： 成 績 評 疋 備 注 目錄 1設(shè)計(jì)原理4 2方案論證4 2.1巡線模塊設(shè)計(jì) 4 2.2巡線模塊設(shè)計(jì)4 3設(shè)計(jì)方案5 3.1小車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3.1.1結(jié)構(gòu)元件的選擇5 3.1.2小車結(jié)構(gòu)圖5 3.1.3電路驅(qū)動部分電路原理圖 6 3.1.4小車的成品外觀圖 7 3.2巡線功能介紹8 3.2.1反射型光電探測器 RPR220 8 3.2.2尋跡電路圖分析 9 3.2.3尋跡元件在小車的具體實(shí)現(xiàn) 10 3.2

2、.4電源部分 10 3.3小車三路巡跡算法 11 3.3.1.直線尋跡圖11 3.3.2左轉(zhuǎn)彎巡跡圖11 3.3.3右轉(zhuǎn)彎巡跡圖12 3.4巡線與電機(jī)驅(qū)動程序 12 4結(jié)果與分析16 智能巡線小車 1設(shè)計(jì)原理 由于黑線和白色地板對光線的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光的強(qiáng) 弱來判斷實(shí)際的“道路”情況，使小車在白色地板上循黑線行走。通常采取的方 法是紅外探測法。 紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特 點(diǎn)，在小車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到白色紙質(zhì)地板時(shí) 發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收, 小車上的接收管接收

3、不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來 確定黑線的位置和小車的行走路線 2方案論證 2.1巡線模塊設(shè)計(jì) 采用一體反射式紅外對管，所謂一體就是發(fā)射管和接受管固定在一起， 反射 式的工作原理就是接收管接收到的信號是發(fā)射管發(fā)出的紅外光經(jīng)過反射物的反 射后得到的，所以使用紅外對管進(jìn)行循跡時(shí)必須是白色地板加黑色引導(dǎo)條。 這次設(shè)計(jì)中由于是近距離探測，故采用紅外對管來完成數(shù)據(jù)采集。由于紅外光波 比可見光長，因此受可見光的影響較小。同時(shí)紅外線系統(tǒng)還具有以下優(yōu)點(diǎn)： 尺寸 小、質(zhì)量輕，便于安裝。反射式光電檢測器就是其中的一種器件， 它具有體積小、 靈敏度高、線性好等特點(diǎn)，外圍電路簡單，安裝起來方便，

4、電源要求不高。用它 作為近距離傳感器是最理想的，電路設(shè)計(jì)簡單、性能穩(wěn)定可靠。1.2.2 供電方 案設(shè)計(jì)與比較 2.2巡線模塊設(shè)計(jì) 方案一：米用兩個(gè)電源供電，將電動機(jī)驅(qū)動電源以及其周邊電路與單片機(jī) 電源分別供電，由于單片機(jī)的電壓較低，而電機(jī)需要的電壓較高，容易使單片機(jī) 電壓過高而損壞，使用兩個(gè)電池供電，可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是多一組電池， 增加了小車的質(zhì)量，同時(shí)也增加了小車的慣性，降低了靈敏度。 方案二：采用單一電源供電。電源直接給單片機(jī)供電，通過單片機(jī)的 10 口 連接到電動機(jī)上，這樣輸出的電壓穩(wěn)定，同時(shí)也減輕了小車的質(zhì)量，使小車更加 靈活。但是加高的電壓提高了損壞單片機(jī)的風(fēng)險(xiǎn)。 從安全性考慮

5、，我們選擇方案一。 3設(shè)計(jì)方案 3.1小車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1.1結(jié)構(gòu)元件的選擇 輪胎，減速箱，電機(jī)，萬向滑輪，黃色底盤，pcb敷銅板，亞克力板，螺絲，卡 簧，固定片等。 3.1.2小車結(jié)構(gòu)圖 前方 減速電機(jī) 3.1.3電路驅(qū)動部分電路原理圖 D9 VCC qutaiWoT OTTAll JT oingoWTl T1電1 U2 I H F 4007 40（廠 40 |vcc VCC J5 T OITA! OLTA2 CON 6 =1 OLOBL OLTB2 8 I 7 1 34 JTJTJTJT L L L L o o o JI 6 氣 k/ 4 3 -J 1 11- 10 12 TNmTN

6、氏 i J s Ifc J L 8 seiisiimB GND_ B 11 eiiableA eiiableB L298N CON 1 i . 1 9 CON i 3.1.4小車的成品外觀圖 3.2巡線功能介紹 3.2.1反射型光電探測器 RPR220 RPR220是一種一體化反射型光電探測器。其探測器是一個(gè)砷化傢紅外發(fā)光 二極管，而接收器是一個(gè)高靈敏度，硅平面光電二極管。主要應(yīng)用在游戲機(jī)，復(fù) 印機(jī)和辦公自動化等設(shè)備中。 本巡線小車就是用該元件作為檢測元件，即是通過檢測黑線有沒有來達(dá)到控 制小車巡線的目的的。 I- s d. 5 （2）n Note 1 Unspecified tnitrira

7、Ge shH btrr 0.2 2. Dininsien in prenlJiih ahaw for r sbit RightLed=P0A7; sbit Fon tLled=P1A0； sbit LeftIR=P3A5; sbit RightlR=P3A6; sbit Fon tIR=P3A7; sbit M1A=P0A0; sbit M1B=P0A1; /定義前方左側(cè)指示燈端口 /定義前方右側(cè)指示燈端口 /定義前方左側(cè)紅外探頭端口 /定義前方右側(cè)紅外探頭端口 /定義前方正前方紅外探頭端口 /定義左側(cè)電機(jī)驅(qū)動A端 /定義左側(cè)電機(jī)驅(qū)動B端 sbit M2A=P0A2; sbit M2B=P0A

8、3; /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)動A端 /定義右側(cè)電機(jī)驅(qū)動B端 sbit B1=P0A4; /定義語音識識別傳感器端口 sbit SB1=P0A6; II定義蜂鳴器端口 void tin gzhi() M1A=0; M1B=0; M2A=0; M2B=0; II將M1電機(jī)A端初始化為0 II將M1電機(jī)B端初始化為0 II將M2電機(jī)A端初始化為0 void qianj in() M1A=1; M1B=0; M2A=1; M2B=0; void houtui() M1A=0; M1B=1; M2A=0; M2B=1; void zuozhua n() M1A=0; M1B=1; M2A=1; M2B=0;

9、void youzhua n() M1A=1; M1B=0; /定義電機(jī)控制子程序 /判斷用戶設(shè)定電機(jī)形式 /判斷用戶是否選擇形式1 /判斷用戶是否選擇形式2 /M2電機(jī)反轉(zhuǎn) /判斷用戶是否選擇形式3 /M2電機(jī)正轉(zhuǎn) /判斷用戶是否選擇形式4 /M1電機(jī)正轉(zhuǎn) /M2電機(jī)反轉(zhuǎn) M2A=0; M2B=1; void delay_nus(unsigned int i) / 延時(shí)：i=12 ,i 的最小延時(shí)單 12 us i=i/10; while(-i); void delay_nms(unsigned int n) / 延時(shí) n ms n=n+1; while(-n) delay_nus(900)

10、;/延時(shí)1ms,同時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償 void Con trolCar( un sig ned char Con Type) tin gzhi(); switch(C on Type) case 1: / 前進(jìn) qianji n(); break; case 2: / 后退 houtui(); break; case 3: / 左轉(zhuǎn) zuozhua n(); break; case 4: / 右轉(zhuǎn) youzhua n(); break; case 8: 停止 tin gzhi(); break; void mai n() bit RunF lag=0; Ru nShow=0; Co ntrolCar(

11、8); while(1) Sta比 /判斷用戶是否選擇形式 8 /退出當(dāng)前選擇 /主程序入口 /定義小車運(yùn)行標(biāo)志位 /初始化顯示狀態(tài) /初始化小車運(yùn)行狀態(tài) /程序主循環(huán) LeftLed=LeftlR; RightLed=RightlR; Fon tLled= Fon tIR; SB仁LeftIR; if(LeftIR = 0 delay_ nms (10); goto NextR un; if(LeftIR = 0 delay_ nms (10); goto NextR un; if(LeftIR = 1 delay_ nms (10); goto NextR un; /前方左側(cè)指示燈指示出前方左側(cè)紅外探頭