智能網絡程控機器人

1、智能網絡程控機器人,指導老師： 裴 東 王全州 作 者： 吉 瑞 趙俊偉,前 言,智能網絡程控機器人，計劃以梯度的形式 不斷開發(fā)完善。 今年與去年相比以下不同 1）通訊方面 2）成本方面 3）功能方面,去年系統(tǒng)實物圖,1）圖像識別傳器2）保護用傳感器3）CPLDPCB件 及接口集成箱

2、4）計算機主機5）機器人自我防 護傳感器6）電機驅動單元,系統(tǒng)實物圖,1）保護傳感器2）跟蹤傳感器3）機械臂4）主控系統(tǒng)5）無線數(shù)傳模塊6）減速電機7）電機驅動模塊,機器人表演,1）跟蹤實況錄象2）尋跡實況錄象 3）排障實況錄象4）后臺實況錄象,系統(tǒng)概述,智能網絡程控機器人采用無線數(shù)傳模塊，實現(xiàn)后端VB界面對前端機器人的遠程控制；通過無線傳輸模塊，實現(xiàn)前端圖象回傳，操作人員可以遠程監(jiān)視移動中機器

3、人的周圍環(huán)境，從而判斷前端是否存在需要處理的異常情況；通過CPLD實現(xiàn)機器人根據具體周邊環(huán)境選擇執(zhí)行跟蹤、走地圖、尋跡、排障功能。,系統(tǒng)結構圖,跟蹤傳感器,尋跡傳感器,保護傳感器,信號處理電路1,信號處理電路2,信號處理電路3,CPLD中央控制器,左輪電機,右輪電機,電機驅動,51單片機,串口電路,無線數(shù)傳模塊,,,,,AVR單片機,驅動電路,機械臂,前端圖象采集,圖象傳輸模塊,,,,,,,,,,機器人主控系統(tǒng),,3,4,5

4、,6,1：跟蹤傳感器信號處理電路2：尋跡傳感器信號處理電路3：CPLD4：51單片機完成協(xié)議轉換5：AVR單片機完成機械臂的控制6：無線模塊命令字,2,1,機器人機械結構,采用菱形車架結構，驅動輪 在中間。前輪和后輪為輔助 輪肩負支撐的功能。前輪和 后輪由一個杠桿連接可以自 動調整高度，從而，提高車 體的靈活性，適應不同的工 作環(huán)境。中間兩個輪為驅動輪肩負驅動與轉向的功能，完成車體的所有動作

5、。,機器人電機驅動,本系統(tǒng)采用減速電機。減速電機電路由三級構成：第一級為74門、第二級為光藕，第三級為PWM模塊及繼電器。,機器人跟蹤功能實現(xiàn),跟蹤原理：根據傳感器漫反射原理，檢測移動物體的運動方向，從而CPLD作出相應的控制命令，控制電機的轉動方向和速度。,跟蹤實現(xiàn)： 當只有2號傳 感器檢測到物體時機器人

6、 前進，當1號和2號傳感器 同時檢測到物體時機器人 慢速左轉，當1號傳感器 檢測到物體時快速左轉， 當4號和2號傳感器同時檢測到物體時機器人慢速右轉，當4號傳感器檢測到物體時機器人快速右轉，當3號傳感器檢測到物體時機器人停止。,機器人排

7、障功能實現(xiàn),機械臂通過AVR單片機控 制，由 5個精確的伺服 電機組成，長11cm,寬 6cm, 高32cm, 共有4個 自由度，分別對應于轉 動基座、臂、肘、鉗四 個關節(jié)。每個關節(jié)可在 ±90度的范圍內活動。,,機器人尋跡功能實現(xiàn),尋跡原理：是依據光線的反射原理設計。尋跡實現(xiàn)：通過紅外電子開關發(fā)射和接收紅外線來檢測黑線，從而向后臺反饋信號，CPLD機依據反饋信號做出相應的動作，實現(xiàn)尋跡的目的。,

8、主控窗口介紹,,,走地圖窗口介紹,,當按下運行時機器人將按照指定線路和圖中的小車一起運行；當按下回到原點時圖中的小車回到原點，但機器人不能自動返回原點；顯示控制代碼目的是為了調試方便而設計的。,,系 統(tǒng) 說 明,1）我們采用51單片機 AVR單片機和CPLD相 配合的多控制器系統(tǒng)。2）采用直流減速電機 控制車體，伺服電機 控制機械臂。3）采用無線數(shù)傳模塊實現(xiàn)后端和前端的通訊 ，無線圖象傳輸模塊實現(xiàn)前端

9、圖象回傳。,采用多種語言開發(fā)系統(tǒng)：VB開發(fā)后端人機界面 ，C語言編寫機械臂控制程序，匯編語言編寫串口收發(fā)程序，VHDL 和Verilog編寫CPLD主控制程序。車體及基本連接骨架都是自己用鋁合金材料打磨而成，強度高、質量輕。所有外圍電路板全由我們自己設計制作。,結 束 語,我們此次只完成了這個設計的中期工作，搭建了一個機器人平臺，機器人可以完成走地圖、跟蹤、尋跡任務，動作比較靈活，下一步還有許多工作要做：1）要加入語音處理功能，讓

10、機器人開口說話；2）加入圖象處理功能，讓機器人長上眼睛；3）電機部分要構成閉環(huán)控制，實現(xiàn)機器人的線性運動；,4）利用嵌入式（ARM7）代替51單片機和AVR單片機所實現(xiàn)的功能，讓機器人更加小巧、靈活。5）經過兩年的制作與改進機器人也將進入后期制作部分，對團隊的整體素質提出更高的要求，希望有興趣的本科生和研究生加入團隊讓我們的機器人更上一層樓。如果哪位同學對這個設計感興趣，想將它繼續(xù)做下去，可以打電話:13919041223，跟田新