本设计为遥控型投篮机器人的设计与制作。在设计过程中,需要完成整个机器人机械体的设计,包括行走机构,定位机构,升降机构和投篮机构,使其具有足够的精度完成各种要求动作。用Protel完成单片机电路设计,并调试。搭制外围电路,包括Faulhaber2657型电机,限位开关和遥控手柄等。用C语言编写的控制程序,实现通过无线传输接收手柄信息,接收限位开关信号,使电机做出加速、减速、正反转,转指定角度等动作。最后完成各个系统之间的协调。
关键词:小自动机器人 凌阳单片机 PWM 驱动器
Originally design and shoot for the remote control type the design of the robot and make. In the course of designing, need to finish the design of the mechanical body of whole robot, including walk in the organization, hoist or lower the organization and shoot in the organization, make it have enough precision to finish various kinds of demand movements. Finish the single slice of electromechanical design of way with protel, debug it. Put up and make peripheral circuit, including type Faulhaber2657 electrical machinery, Restrict the location switch and remote control handle, etc.
Compile program by C. Realize that transmits and receives the message of handles through the wireless, receive the location switch signal of the limit, make the electrical machinery accelerate, moderate, rotate positive and negatively, transfer to and appoint such movements as the angle, etc. Finish the coordination between each system finally.
Keyword:Little self-motion robot SPCE061A PWM Motion controlle
目录
第一章
绪论……………………………………………………………………1
1. 1课题背景……………………………………………………………………1
1.1.1 工作任务…………………………………………………………1
1.1.2遥控机器人的发展及特点及发展前景 …………………………1
1.2相关资料……………………………………………………………………2
1.2.1比赛主题及规则简介………………………………………………2
1.2.2题目意义……………………………………………………………6
1.2.3遥控机器人简介及方案的选择……………………………………6
1.3初步设想…………………………………………………………………10
第二章
设计制作主控电路板……………………………………………………12
2.1主控电路板简介…………………………………………………………12
2.1.1主控电路板的功能要求…………………………………………12
2.1.2 主要芯片的选择及选择理由…………………………………12
2.2 主要芯片简介…………………………………………………………13
2.2.1 单片机 spce061A 简介…………………………………………13
2.2.2 PTR2000芯片简介…………………………………………………17
2.2.3 液晶模块简介……………………………………………………19
2.2.4 光耦模块功能和技术参数………………………………………21
2.2.5 L298芯片简介……………………………………………………22
2.4 绘制主控电路板原理图………………………………………………24
2.4.1 用Protel 99 SE绘制原理图…………………………………24
3.1工作步骤综述……………………………………………………………25
3.2测试单片机电路…………………………………………………………25
3.2.1 I/O口实验………………………………………………………25
3.2.2 PTR2000无线通信实验………………………………………27
3.2.3 ZJM162A液晶模块的调试………………………………………30
3.2.4 L298模块的调试………………………………………………34
3.2.5 PWM脉宽调制输出的调试……………………………………35
4.1手柄的要求………………………………………………………………37
4.2手柄的改造………………………………………………………………37
4.3手柄的调试………………………………………………………………37
第五章
编程与调试………………………………………………………………41
5.1编程环境…………………………………………………………………41
5.2 编程前的准备工作……………………………………………………41
5.2.1
测量某些参数……………………………………………………41
5.3 编程思想………………………………………………………………41
5.4 行走机构的程序设计…………………………………………………42
5.4.1行走机构的动作简介……………………………………………42
5.4.2程序设计及说明…………………………………………………42
5.5 其它部分的程序设计…………………………………………………44
5.6 调试……………………………………………………………………48
结束语……………………………………………………………………………49
致谢………………………………………………………………………………50
参考文献…………………………………………………………………………51
附录1程序清单…………………………………………………………………52
附录2电路原理图………………………………………………………………68
设计题目模型为中央电视台举办的“第二届全国大学生机器人电视大赛”,我将按照比赛主题及比赛规则的要求,按期开发出一套能完成指定任务的遥控机器人的控制系统。
1.1.2 遥控机器人的发展及特点及发展前景
遥控机器人虽然已经有几十年的发展历史,然而,迄今为止,它还没有一个严格的、为人们所公认的定义。但实际上,人们所关心的是遥控机器人作为一种实用的远距离操作系统的特性和适用范围,至于如何给它下一个严格的、精确的定义,似乎是个较为次要的问题。
一般说来,遥控机器人是指在人的操纵下能够在人难以接近的环境中完成比较复杂的、精细的一种远距离操作系统。当然,这里所谓的“机器人”只是指它具有人类的一部分操作功能及与操作有关的某些其它功能而言,并不意味着它的全部功能及至形状都与人相似。事实上,迄今所有的遥控机器人,除了与操作有关的某些功能以外,其它方面均与人相差甚远。
在遥控机器人中,人(操作者)是不可缺少的重要组成部分,在用这种装置完成一项操作任务的整个过程中,自始至终都必须有人的参加。同时,人通过观察系统对从动部件的工作情况及其周围环境保持直接或间接的视觉监视,从而能充分的依靠人的感觉和智力及时做出判断和决策,以适应工作对象或其周围环境的变化,随机应变地完成那些较为复杂的、或者事先难以预料的操作任务。
目前,遥控机器人已经越来越多、越来越广泛地应用于生产生活的各个方面。电子游戏就是遥控机器人的完美体现。金字塔探密,遥控机器人功不可没。美国攻打伊拉克,遥控机器人也发挥了重要作用。
对于现阶段的中国,要成为世界强国。必须发展工业现代化,而落后的工业和庞大的人力资源使我国不可能马上大力发展自动机器人,所以大力发展遥控机器人必然成了我国机器人事业的当务之急。
此次比赛的意图是尽量多的将比赛用球射入9个有一定距离且高度不同的篮筐内,每个篮筐包含3个排成三角形的网袋,射入赛球将得到一定的分数,最后,按照得分多少来判定比赛的输赢。如果一个参赛队将球射入包括中心篮筐3个网袋在内的所有篮筐,或者它的得分比对手高时,该队将被视为获胜队。每场比赛的时间为3分钟。
计分标准如下:
1.球入袋计分。袋中只有一球可计分。
2.如果两队的球都放入同一网袋内,两队都可以得分。
3.每个网袋的分数如下:
“中心篮筐” 5分/进球/网袋;
“内部篮筐” 2分/进球/网袋;
“外部篮筐” l分/进球/网袋;
4.如果某队将球投入所有篮筐以及中心篮筐的三个网袋中,该队将被视为“征服了太空”并赢得比赛。
比赛场地分为手动区和自动区
自动区:
1.“自动区”是自动机器人的运行区域。
2.该区域由一个100mm高、20mm宽的16边形木栏所包围。
3.在自动区地板上,标有两条宽30mm、直径分别为3000mm和6000mm的圆形白色引导线。
4.在自动区上标有8条30mm宽、对角线状的白色引导线。
5.由排列成三角形的3个网袋(每个网袋的直径为450mm)组成的9个篮筐被悬挂在自动区上方,4个外部篮筐挂在地面上方l500mm处,4个内部篮筐挂在地面上方2000mm处,中心篮筐的高度为3000mm, 被悬挂赛场的中心点上。
6.在各篮筐正下方的场地上固定有直径为100mm、高10mm的白色圆盘,以标记篮筐的位置。
手动区:1.手动区是手控机器人的运行区域。
2.该区域由一个100mm高、20mm宽的16边木栏所包围
3.内有一个球库为参赛队提供的16个球放置在球库中,排列方式为4×4方阵。
其它规定:1.手控机器人不能接触或将自己的部件伸入“自动区”。
2.机器人电源电压必须低于DC24伏。
3.所有机器人的总重应小于50kg。
4.比赛所使用的球为塑料球,直径135mm,重155g。
比赛的规则和特点要求手控机器人应能完成取球、行走及投射不同高度距离的蓝筐的能力,且要求质量轻,尽可能采用轻质材料,使用简单可靠的机械结构。