多功能智能小車(chē)的設(shè)計(jì)

多功能智能小車(chē)的設(shè)計(jì)頁(yè)P(yáng)PT文檔多功能智能小車(chē)的設(shè)計(jì)學(xué)生:崔文浩學(xué)號(hào):0805064150指導(dǎo)老師:張權(quán)總體設(shè)計(jì)及要求根據(jù)題目要求,本設(shè)計(jì)各部分采用模塊化設(shè)計(jì),以兩電動(dòng)機(jī)為主驅(qū)動(dòng),通過(guò)傳感器采集各類信息,送入單片機(jī)處理數(shù)據(jù)后完成相應(yīng)動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)小車(chē)的多功能自動(dòng)控制。模塊設(shè)計(jì)可分為尋跡模塊、避障模塊、尋光模塊、距離檢測(cè)模塊、電源模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)及PW調(diào)制模塊。前輪PWM驅(qū)動(dòng)電路主要用于轉(zhuǎn)向控制;后輪PWM驅(qū)動(dòng)電路主要用于方向和速度控制;尋跡探測(cè)模塊利用三個(gè)光感元件,對(duì)黑色軌道進(jìn)行尋跡避障模塊利用紅外傳感器進(jìn)行探測(cè);光源探測(cè)模塊利用三個(gè)光敏電阻制成,用于尋光并確定光源角度,以期獲得較為精確的轉(zhuǎn)向值。尋跡模塊方案分析與比較方案一、使用簡(jiǎn)易光電傳感器結(jié)合外圍電路探測(cè)。由于所采用光電售穩(wěn)定性要求很高,極易出現(xiàn)問(wèn)題,而方案二、利用兩只光電開(kāi)關(guān)忿知兩埶蕘筆羹之間搦蜚嫠剽到白線的先后來(lái)控制小車(chē)轉(zhuǎn)向來(lái)調(diào)整車(chē)度,如果著重?cái)?shù)孩線喪禽扮造度教關(guān)要求特發(fā)途完晟的等奇從能查尊方案三、用三只光電開(kāi)關(guān)只置于軌道中間,兩只置于軌道外側(cè),當(dāng)小車(chē)脫離軌道時(shí),即當(dāng)置于中間的只光電開(kāi)關(guān)脫離軌待外面任一只檢測(cè)到黑線后:做出相應(yīng)的轉(zhuǎn)向調(diào)整,直到中光電開(kāi)關(guān)重新檢測(cè)到黑線(印回到軌道)再恢復(fù)正向行駛。雖然小車(chē)髙中可能左右搖擺(因?yàn)樾≤?chē)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了光電開(kāi)距籬到達(dá)不了精確計(jì)算值1厘米但只要控制好行駛速度保證軍身基本上接近于沿靠軌道行駛[11]避障模塊方案分析與比較考慮到在支帶含出方案一、采用一只紅外傳感器置于小車(chē)中央。向呈蹇咎騖鈁精盎安蒼菜易;求軍靜潮物意在,但難以確定小車(chē)在水平方方案二、采用二只紅外傳感器分置于小車(chē)兩邊只紅外傳感器分別置于小車(chē)的前端兩側(cè),方向與小車(chē)前進(jìn)方向平行,對(duì)小車(chē)與障礙物相對(duì)禮和高會(huì)隼塨鏊差雋鵒盥醞鱻蜀元阜京搴躋篾癭彡硬性、成本較高、缺乏創(chuàng)方案三、采用一只紅外傳感器置于小車(chē)右側(cè)并與小車(chē)前進(jìn)方向呈一固定角度。基于對(duì)行車(chē)地圖中光源及障礙物尺寸、位置的分析,我們采用了通過(guò)尋找光源來(lái)對(duì)行控制,在向光源行駛的過(guò)程中檢測(cè)障礙不僅只置瘰線箱識(shí)龠肉癃酊瑟孥方向的,同時(shí)為后血智能小車(chē)應(yīng)以準(zhǔn)確、智能見(jiàn)優(yōu),我們采用方案三尋光模塊方案分析與比較方案一、采用多只方向性較強(qiáng)的光敏二極管作為光源定位器惹禾定信器在水平上按不冋角度展開(kāi),在尋撂光源時(shí)根據(jù)每個(gè)定位到的浙楚禮器,《去是需該道是度對(duì)凳的券後替為光方案二、采用一個(gè)光源定位器用深色不透光材料與光敏電阻制成的光源定位器有較理想的定向測(cè)試效果,2.5米之外就可以確源的方向。當(dāng)小車(chē)?yán)@過(guò)障礙物之后,通過(guò)不停地旋轉(zhuǎn)使定位器得最太光線照射以確定光源方回,這種在案有二定的可行性,但錄找光源的必定帶來(lái)不必要的大量時(shí)間開(kāi)銷控制了一個(gè)電機(jī),增大的電源方案選擇或安裝的難度。方案三、利用多只光源定位器在方案二所得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合光敏電阻的敏感性,只用三到五只光敏電阻就且然請(qǐng)釋的定熳龔藷寬饗躞和廂對(duì)嵩萌的罰揩脅綜合考慮以上方案,方案三更具準(zhǔn)確性和獨(dú)創(chuàng)性,我們采用方案距離檢測(cè)模塊方案分析與比較方案一、通過(guò)測(cè)試得出小車(chē)平均速度V,在行駛過(guò)程中將行駛時(shí)間與其乘積t作為駛過(guò)的距離。但該方案受電池電量、路面介質(zhì)等因素的影響,在大多數(shù)情況下均暴露出誤差較大的缺點(diǎn),故不予采用。方案二、在后輪內(nèi)側(cè)勻距貼上m個(gè)磁鋼,車(chē)廂內(nèi)裝上霍爾開(kāi)關(guān)。對(duì)輪子轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量,由于低速下輪子與地面接觸良好,設(shè)輪周長(zhǎng)為c,可以用霍爾開(kāi)關(guān)輸出脈沖數(shù)n乘以c/m得出行駛距離。只要磁鋼在后輪上的位置足夠精確,霍爾開(kāi)關(guān)固定牢靠,就可以獲得較好的測(cè)試效果。但車(chē)子顛簸時(shí),穩(wěn)定性較差。方案三、在齒輪箱中安裝透射式光電開(kāi)關(guān),測(cè)出變速齒輪的每秒轉(zhuǎn)速,用變速比和車(chē)輪周長(zhǎng)計(jì)算出線速度,積分求行駛距離。但在齒輪箱中使用光電開(kāi)關(guān),要求有足夠的安裝位置,不能影響傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械動(dòng)作。其優(yōu)點(diǎn)是工作穩(wěn)定綜合以上方案優(yōu)劣和小車(chē)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),我們采用方案二電源與穩(wěn)壓模塊方案分析與比較方案一、采用交流電經(jīng)直流穩(wěn)壓處理后供電嗣蒼棗提電躞對(duì)棗鎏顴礎(chǔ)能關(guān)膨能槧行馬鴰烓夔增您這鍋高,轟最父車(chē)景把拖在地上的電線識(shí)別為障物,人為增加用蓄電池供電蓄電池具有較強(qiáng)的電流動(dòng)能力和較好的電壓穩(wěn)定性能,且成本低廉?？刹尚铍姵亟?jīng)7812芯片穩(wěn)壓后給電機(jī)供電,再經(jīng)過(guò)降壓接7805芯單片機(jī)及其他您電方集電池體積相對(duì)大,且重量過(guò)大,造成電機(jī)負(fù)載過(guò)大,故最終用干電池組進(jìn)行供使用4節(jié)充電電池4節(jié)串聯(lián)為48-5V,可以滿足各個(gè)芯片的供電要求咨適的坦毖霹牘了巒邙忿矜電1*新的184智電串聯(lián)將達(dá)64V引起的電壓的不穩(wěn)定,內(nèi)阻隨著使用逐漸增引起系統(tǒng)中芯片損及制動(dòng)時(shí)的短奢電壓干擾不會(huì)影響到邏輯單元和單綜合以上考慮,我們采用方案三電機(jī)驅(qū)動(dòng)及PWM調(diào)速模塊方案分析與比較方案一、使用分立元件搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。使用分立元件搭建電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路造價(jià)低廉,在大規(guī)模生產(chǎn)中使用廣泛。但分立元件H橋電路工作性能不夠穩(wěn)定,較易出現(xiàn)硬件上的故障,故放棄了這一方案。方案二、使用MC33886芯片驅(qū)動(dòng)電機(jī)。MC33886是一個(gè)具有高電壓大電流的全橋驅(qū)動(dòng)芯片,輸出電壓最高可達(dá)50V,可以直接通過(guò)電源來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓;直接用單片機(jī)的O○口提供信號(hào),而且?guī)в惺鼓芏?方便PWwM調(diào)速,電路簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定,使用方便。MC33886芯片可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)2個(gè)直流電動(dòng)機(jī)或步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等感性負(fù)載,正好符合小車(chē)兩個(gè)二相電機(jī)的驅(qū)動(dòng)要求。綜合以上考慮,采用MC33886芯片驅(qū)動(dòng)小車(chē)電機(jī)。MC33886驅(qū)動(dòng)電機(jī)原理流邏批電平右電機(jī)元件安裝淵障紅外傳感器尋跡光電開(kāi)光質(zhì)電阻蜂鳴器轉(zhuǎn)向燈56、書(shū)不僅是生活，而且是現(xiàn)在、過(guò)去和未來(lái)文化生活的源泉。——庫(kù)法耶夫

57、生命不可能有兩次，但許多人連一次