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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Robota 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进普通家庭的途径之一。??2002年 丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。??2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔·盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。 机器人分类操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。??程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。??示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。??数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。??感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。??适应控制型机器人：机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。??学习控制型机器人：机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。??智能机器人：以人工智能决定其行动的人。? 能感知周围的环境情况。其主要有：光电传感器、红外传感器、力传感器、超声波传感器、位置和姿态传感器等等。下面我将就几种常用传感器进行介绍： 1、光电传感器：光电传感器的原理是光电效应。其主要用途是颜色识别（机 器人就可以沿着地上的线条行进了）和光电编码等。 2、红外传感器：红外传感器是用来测量距离和感知周围情况的。因为发射出去的红外信号在一定距离内遇到物体就会反射回来。通过发送红外线信号，并接收反射回来的信号，机器人就可以感知前方或身体周围的情况，做出相应的调整（如：倒退或绕行等）。 3、力传感器：力传感器是用来检测碰撞或者接触信号的，比如机械手的应用，当你放一个东西到机械手的时候，机械手自动抓住它，它就需要力传感器检测东西抓的紧不紧。典型的力传感器是微动开关和压敏传感器。微动开关其实就是一个小开关，通过调节开关上的杠杆长短，能够调节触动开关的力的大小。用来做碰撞检测这是最好不过了。但是这种传感器必须事先确定好力的阀值，也就是说只能实现硬件控制（开还控制）。而压敏传感器是能根据受力大小，自动调节输出电压或者电流，从而可以实现软件控制（闭环控制）。 4、超声波传感器：超声波传感器是从蝙蝠那里学来的，通过把发射出的信号与接收到的信号进行对比，就可以测定周围是否有障碍物，及障碍物的距离，也属于距离探测传感器，能提供交远的探测范围，而且还能提供在一个范围内的探测而不是一条线的探测。 5、位置和姿态传感器：机器人在移动或者动作的时候必须时时刻刻知道自己的姿态动作，否则就会产生控制中的一个开环问题，没有反馈，无法获知运动是否正确。 位置传感器和姿态传感器就是用来解决这个问题的。常用的有光电编码器，由于机器人的执行机构一般是电机驱动，通过计算电机转的圈数，可以得出电机带动部件的大致位置，编码器就是这样一种传感器，它一般和电机轴或者转动部件直接连接，电机或者转动部件转了多少圈或者角度能够通过编码器读出，控制软件再根据读出数据进行位置估计计算。还有一种是陀螺仪，这是利用陀螺原理制作的传感器，主要可以测得移动机器人的移动加速度，转过的角度等信息。 （三）、机器人的腿——驱动器与驱动轮 驱动器就是驱动机器人的动的部件。最常用的是电机了。当然还有液压，气动等别的驱动方式。一个机器人最主要的控制量就是控制机器人的移动