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视觉制导论文—机电一体化与机器人技术-机电动力试验平台
机电一体化与机器人技术
论 文
姓名: 石卓
学号:
同组成员: 郭亮、徐辉
完成日期: 2013年11月20日
目录
一、硬件平台综述 3
机电一体化 3
二、方案论证 6
三、方案实现 6
四、完成情况 6
五、总结 7
1、不足与反思 7
2、个人的心得体会 7
六、附录 7
硬件平台综述
1、机电一体化
机电一体化系统一般由五大要素组成,分别是结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体(结构组成要素)是系统的所有功能要素的机械支持结构,一般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力驱动部分(动力组成要素)依据系统控制要求,为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分(感知组成要素)对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测,并变成可识别的信号,传输给信息处理单元,经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分(职能组成要素)将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后,按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令,控制整个系统有目的的运行。执行机构(运动组成要素)BR根据控制及信息处理部分发出的指令,完成规定的动作和功能。
2、小车的整体组成
小车主要由51单片机电路板和两个伺服舵机组成,并配有面包板方便连接电路。同时采用USB转串口连接线,方便烧录程序。
同时,我们对小车进行了相应的改装,用三个光盘夹上轮毂,外围包上了一圈胎皮作为轮胎。由于轮毂是靠胶带粘在光盘上,为使得轴心不偏离光盘中心,我们特意用尺具精确,如此保证了轴转动的平稳性。
小车整体由轮子当腿,51单片机电路板当大脑,两个伺服电机当驱动能量实现小车的运动。而决定其路径的是路况和对应的大脑里的程序指令。
二、方案论证
我们原本设想采用将红外发射和接受装置放置在车架下面,轮子较前面一点。这样来保证轮子能尽快随着路形拐弯行驶。但是,经过很多次的尝试,并没有达到预期效果,其主要原因是,小车在拐第二个弯的时候容易大幅度摆动,导致小车没来得及检测就已经跑出轨道了。
经过分析原因之后,我们决定将红外发射装置及接收装置想前轮伸展,目的是让小车在遇到弯的时候可以以小幅度的转弯行驶,避免转弯摆动时跳出轨道的黑线。
三、方案实现
我们将红外发射与接收装置引伸到前轮后面的两个杆旁边,其中红外发射装置用黑胶带裹住(黑色吸收红外线),使得发射装置只向前发射。并且,让两装置正对地面又有一点前伸,调整好角度使得接收装置很好接收红外线。
在方案实现过程中,组长徐辉主要负责程序的编写和调试,郭亮主要负责物品的采集和协助工作。我主要负责制作轮子、调整及检查元件和连接电路等。在检查电路时,我一向很认真细心,所以没怎么出现过电路错误。在调试过程中,由于探测装置没有固定在空中,导致不稳定。我们也决定利用适当的铁丝的来固定它们,并得到了很好的效果。
四、完成情况
在我们大家的共同努力下,终于将我们的小车改装完毕,并且在调试的过程中展现了良好的运行状态,虽然没有达到我们预期的良好效果,但基本还算满意。实现了让小车沿着黑胶带前行,并且可以转过很大的角度。我们会进一步调整转速,并对应的调试程序。有可能的话我们会进一步探测装置的位置,达到更好的效果。
五、总结
1、不足与反思
我们虽然设计并采用了让支撑轮在前面,但是结果并不太理想。小车在前行的时候,特别容易后仰,而且,比赛时的赛道大多都是直角弯和陡弯,因此我们只好在前面加上一个小重物,从而使得小车在启动的时候不会大幅度的跳动,并且前行的时候不会后仰,保证了它的稳定性。然而,小车变重会使得工作电流变小,摩擦力也比较大。
2、个人的心得体会
课程虽然结束了,但通过这门课程,我对单片机产生了浓厚的兴趣,自己也在课后买来了单片机和小车进行研究。在对小车进行改装的过程中,我也收获了很多。我们曾有过很多失败,也曾想过要放弃,但最终我们都坚持了下来,并且取得了比较满意的成绩。在以后的学习实践中,我会着重对这方面进一步学习。
六、附录
附录-比赛程序
#include BoeBot.h
#include uart.h
#includeintrins.h
#define LeftEmit P1_3
#define LeftRecv P2_3
#define LeftLED P3_3
#define RightEmit P1_6
#define RightRecv P2_6
#define RightLED P3_6
#define LpEmit P1_4
#define LpRec
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