循迹小车设计及制作.doc

机电一体化技术 综合设计与实践 （设计及制作说明） 项目名称：＿＿循迹小车设计及制作 ＿＿ 系 部：＿＿＿机电工程系＿＿＿＿＿＿ 专 业：＿＿机电一体化技术＿＿＿＿＿ 班 级：＿＿＿＿机电0811＿＿＿＿＿＿ 姓 名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 指导老师：＿＿ 福 建 信 息 职 业 技 术 学 院 目 录 一、 系统设计与介绍……………………………………………………… 1 1、系统功能…………………………………………………………… 1 2、系统结构设计……………………………………………………… 1 3、循迹原理…………………………………………………………… 1 4、避障原理…………………………………………………………… 2 二、 硬件设计及制作……………………………………………………… 2 1、电源模块…………………………………………………………… 2 1.1 电源模块制作…………………………………………………… 2 2、驱动模块…………………………………………………………… 2 2.1 直流电动机及其控制介绍……………………………………… 3 2.2 驱动芯片L298N介绍…………………………………………… 6 2.3 驱动电路设计…………………………………………………… 7 2.4 驱动模块制作…………………………………………………… 8 3、循迹模块…………………………………………………………… 8 3.1 反射式光电传感器TCRT5000介绍…………………………… 8 3.2 传感器电路设计………………………………………………… 9 3.3自动循迹模块制作……………………………………………… 9 4、避障模块…………………………………………………………… 10 4.1红外传感器1、系统功能 基本功能：实现小车的前进后退，左转右转（按程序设定）。 扩展功能：实现小车自动循迹功能，自动避障功能。 2、系统结构设计 小车采用多层结构，最下层为底盘，底盘是直接购买散装零件来自己组装，其完工后的形状如右图： 3、循迹原理 本智能小车通过红外探测法实现循迹功能。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中装在车上的红外反射式光电传感器的发射管不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被传感器的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则传感器的接收管接收不到信号。本次实验场地是黑底白线的网格场地。 为实现循迹功能，在小车底盘上共装有3个红外反射式光电传感器。其并列安装位置在下车的最前方。如图： 其中两个传感器用于寻直线走。两传感器的距离必须略大于路线宽度。当小车偏离白色路线时，其中一个传感器将能检测到白线信号，把检测信号发给单片机控制系统处理后，控制系统发出信号对下车轨迹予以纠正。 当小车遇上节点的时候，三个传感器同时检测到白线信号，把检测信号发给单片机。单片机通过运算后，在执行是否在当前节点进行左转或者是右转。 4、避障原理 本智能小车通过红外探测法实现避障功能。红外发射传感器发射信号后，当小车前方没有障碍的时候，红外接收传感器没有接收到信号。小车继续前进。当小车前方有障碍物的时候，红外线有放射到红外接收器上。检测到信号后，通过单片机运算来控制小车接下去的路线。 二、硬件设计及制作 1.电源模块 1.1电源模块制作 电源模块我们是采用4节1.5V干电池串联使电压达到6V。我们买了带线的电池盒把4节电池装入，引线接入驱动模块。制作的电源模块实物如右图： 2、驱动模块 驱动模块主要包括直流电动机和电机驱动电路。 2.1直流电动机及其控制介绍 简介 直流电动机就是将直流电能转换成机械能的电机。的励磁方式是指对励磁绕组如何供电、产生励磁磁通势而建立主磁场的问题。 根据励磁方式的不同，直流电机可分为下列几种类型1．他励直流电机2．并励直流电机3．串励直流电机4．复励直流电机不同励磁方式的直流电机有着不同的特性。一般情况直流电动机的主要励磁方式是并励式、串励式和复励式，的主要励磁方式是他励式、并励式和和复励式。特点一调速性能好。所谓“调速性能”，是指在一定负载的条件下，根据需要，人为地改变电动机的转速。直流电动机可以在重负载条件下，实现均匀、平滑的，而且调速范围较宽。 二起动力矩大。可以均匀而经济地实现转速调节。因此，凡是在重负载下起动或要求均匀调节转速的机械，例如大型可逆轧钢机、卷扬机、电力机车、等，都用直流