机器猫的设计与制作论文

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1、 机器猫的设计与制作学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 指 导 教 师： 比较文学是一种以寻求人类文学共通规律和民族特色为宗旨的文学研究。它是以世界文学的眼光，运用比较的方法，对各种文学关系进行的跨文化的研究。一个国家或民族的文学思潮、文学运动队另一个国家或民族文学发展的影响,不同国家具体作家的相互影响摘 要机器猫是执行工作的机器装置。它既可以接受人类的指挥，又可以运行预先编排好的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。现在市场上有着各式各样的的玩具，而遥控车、电动猫等电动玩具不仅物美价廉，而且做工精细，操作感也很不错。深受广大消费者的喜爱。根据调查可以发现，简单的电池驱动

2、玩具的价格远低于具备智能型的玩具，而将普通的电池驱动玩具“升级”成智能型玩具花费的成本很低，所以将普通的电动玩具成智能化玩具是具有很大的市场前景。本次选取了一种简单的电池驱动玩具机器猫其改装成智能进行一定智能控制的玩具。实践证明改装方案可行性的趣味性。机器猫是高级证和控制论，机械电子，计算机，材料和仿生学的产物。在工业，医学，农业，建筑业甚至军事等领域中都有重要用途。实际上，机器猫的制作以及其工作原理都与所见的机器人是一样的，机器人根据先编排好的程序，接受人类的指挥，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领运动。本次介绍的机器狗就具备了这么多的优点，并能够通过光、声、磁控等工作原理制作完美的机器

3、猫。机器猫产品如Error! Reference source not found.所示。机器猫产品外形图关键词：机器人；感器 ；电机驱动目 录摘 要I第1章 机器猫的介绍11.1 机器猫的发展史11.2现阶段的发展状况1第2章机器猫的实现22.1电路组成和部分作用22.2机器猫结构框图22.3 机器猫原理设计图22.4 电路的组成.32.4.1直流稳压电源的设计32.4.2连续脉冲发生电路42.4.3开关电路及阶梯波形成级电路设计52.4.4运算放大器LM324应用8第3章 原理图设计与仿真83.1 原理图设计与仿真（Multisim）83.2 本电路元件清单93.3总结与提高11第4章 P

4、CB制作步骤124.1根据要求画出电路图124.2各模块电路图124.2.1电源部分及脉冲产生电路图124.2.2 权电阻电路图124.3下料134.4 钻孔144.5镀铜144.5.1 化学沉铜144.5.2 电镀144.6 阻焊144.6.1 阻焊目的：144.6.2阻焊基本工作流程：144.7文字154.8 成型15第5章 机器猫的设计与调试175.1 实验目的175.2实验步骤175.3整机装配与调试：19第6章 机器猫的装配与调试226.1 设计中遇到的问题及解决办法226.2 完成本电路所具备的能力22结 论23致 谢24参 考 文 献25- 27 -第1章 机器猫的介绍1.1 机

5、器猫的发展史机器人（Robot）是人类最渴望能够早日制造出的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易，仅仅是让机器模拟人类的行走动作，科学家们就浮出了数十甚至上百年的努力。1910年捷克斯洛伐克作家卡雷恰佩克在他的科幻小说中首次提到了“机器人”这个词。等到1914年美国人乔治德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作。之后机器人不断的改革创新，到了2006年微软公司推出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。1.2现阶段的发展状况目前在工业、医学甚至军

6、事等领域中均有重要用途。现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。” 如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用拓展到更多领域的非工业应用。向做手术，采摘水果，剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现； 纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体

7、的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明。第2章 机器猫的原理与设计2.1电路组成和部分作用 装置主要由声控检测电路、光控检测电路、磁控检测电路、触发电路、单稳态电路、开关组成。声敏元件麦克风V1与电阻R1、R2，组成声敏取样电路主要是将声信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。光敏三极管、干簧管可以将光信号、磁场信号转变为电信号，为单稳态电路提供触发信号。2.2机器猫结构框图机器猫结构框图如图2.1所示。 生敏传感器 放大 单稳 功放 磁敏传感器 红外线接受管电机图2.1 机器猫结构框图2.3 机器猫原理设计图 机器猫原理设计图如图

8、2.2所示。 图2.2机器猫原理设计图2.4 电路的组成设计阶梯波发生电路，通过电路产生阶梯波将简易数模转换（D/A）主要由直流电源模块、连续脉冲信号发生模块、阶梯波形成级模块和阶梯波放大级模块等组成。模块示意如图2.3所示。阶梯波放大器电路阶梯波形成级电路脉冲发生器电路直流稳压电源 开关电路图2.3模块示意2.4.1、直流稳压电源的设计直流稳压电源电路图如图2.4所示。图2.4直流稳压电源电路图用三端集成稳压源7809。W7809典型稳压值输出电流典型值为（最小值），最小管压降，时的最大允许功耗。最大输入电压，内部设有热过载和过流短路保护电路，工作结温范围。存储温度范围。极性电容起到滤波的作

9、用。本次实验中直接采用直流电池直接供电，；利用9V电池将其转化为5V的直流电压，为芯片供电。2.4.2、连续脉冲发生电路 （1）利用555定时器构成多谐振荡器如图2.5所示。图2.5 555定时器构成多谐振荡器充电时间:放电时间：故电路的振荡周期：振荡频率：输出脉冲占空比：占空比可调的多谐振荡器如图2.6所示。图2.6 可调的多谐振荡器此电路的振荡频率为0.01Hz500kHz 实验要求输出频率为1k500kHz只需让调节滑动变阻器可实现占空比的变化2.4.3、开关电路及阶梯波形成级电路设计开关电路由计数器电路及模拟选通开关实现其功能，通过计数器控制模拟选通开关的工作状态，来实现开关电路功能。

10、阶梯波形成级电路由权电阻网络倒T型网络电阻构成，通过运算放大器实现功能。（一）计数器电路设计获得N进制的计数器常用的方法有两种：一是用时钟触发器和门电路进行设计；二是用集成计数器构成。本实验中利用集成计数器实现：1.的情况在M进制计数器的顺序技术过程中，若使之跳过个状态，就可实现N进制计数器。可用两种方法实现：（1）置零法 置零法适用于有异步置零输入端计数器。工作原理：当原有计数器全0状态开始计数并接收了N个计数脉冲以后，电路进入状态。如果将译码产生一个置零信号加到计数器的异步置零输入端，则计数器将立刻返回状态这样就可以跳到个状态而得到N进制计数器。由于电路一进入状态后立即又被置成状态，所以状

11、态仅在极短的瞬时出现，在稳定的状态循环中不包括状态。（2）置数法置数法适用于有预置数功能的计数器。置数法通过计数器重新置入某个数值来跳过个状态，从而获得N进制计数器。对于同步预置数的计数器，在其计数过程中，可将它输出的任何一个状态译码，产生一个预置数控制信号反馈至预置数控制端，在下一个CP作用后，计数器就会把预置数输入端的状态置入输入端。预置数控制信号消失后，计数器就从被置入的状态开始重新计数，即LD=0的信号应从状态译出待下一个CP信号到来时，才将置入的数据置入计数器中，稳定的状态循环中包括状态。对于异步置数的计数器，只要=0信号一出现，立即会将数据置入计数器中，而不受CP信号的控制，因此L

12、D=0信号应从态译出。状态只在极短的瞬间出现，稳定的状态循环不包括这个状态。置数法按具体方法可分为三种： 置全零法：将初值设为全零 置最大数发： 将初值设为 置最小数法：将初值设为2. 用多片M进制集成计数器组合起来。一是将N分解成为分别对n个计数器利用置零法和置数法进行设计，再将这n个计数器级联起来，级联方法可分为串联型及并联型。二是先将n个计数器形成一个的计数器，在对这n个计数器进行整体置零或整体置数。（二）数/模转换电路设计 数/模转换电路是将数字量转化为模拟量的装置，转换方式分为并行转换 方式及串行转换方式，常用的为并行转换方式。并行转换是将转换的各位数字代码同时送到转换器应的输入端，

13、转换时间只取决于转换器中电流或电压建立时间以及求和时间，所以转换速度快，用得最多。 数/模转换器的输入输出可用下式表示： 式中： 模拟输出电压（或电流） 基准电压 输入的数字量，若D是二进制整数，可用下式表示： （1）权电阻网络D/A转换器 由下图可知，权电阻网络D/A转换器实际上是一个输入信号受电子开关控制的反向比例加法器如图2.7所示。 图2.7反向比例加法器 根据比例加法器输入信号和输出信号的关系式可得：（2）倒T型电阻网络D/A转化器如图2.8所示。图2.8D/A转化器倒T型电阻网络只有R和2R两种组织（其中竖向电阻的阻值为2R横向电阻的阻值为R），此电路解决了权电阻电路阻值相差太大的缺点。2.4.4、运算放大器LM324应用 LM324是四运算集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运放可用右图表示。五、多路模拟选通开关 CMOS多路模拟开关电路是由地址译码器和多路双向模拟开关组成,可以通过外部地址输入，经电路内部的地址译码器译码后，接通与地址码相对应的其中的一个开关。它允许从n线到1线的传送或1线到n线的信号分离,以及允许信号的并一串转CD4053是一组二路模拟开关如图2.9所示。 图2.9二路模拟开关