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1、西安航空职业技术学院毕业设计（论文）论文题目:搬运机器人所属系部：自动化工程系指导老师: 职 称:助教学生姓名：级、学号：专 业： 计算机控制技术西安航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书题目：搬运机器人任务与要求：以宝贝车为平台，加装机构，实现在在固定轨迹图中将不同颜色木块搬运到对应颜色区域，并返回原点。时间：2012年02月23日 至 2012年 04月20日 共 8 周所属系部：自动化工程系学生姓名：学号：专业：计算机控制技术指导单位或教研室：计算机控制技术教研室指导教师： 称： M毕业设计（论文）进度计划表日期工作内容执行情况指导教 师2012. 2. 23-2012. 2. 25确
2、定题目完成2012. 2. 26-2012. 3. 3确定任务要求完成2012. 3.4-2012. 3. 15确定毕业设计大纲完成2012. 3. 15-2012.4. 1确定毕业设计内容完成2012.4. 2-2012.4. 10确定毕业设计要求完成2012. 4. 11-2012. 4. 14初稿判定完成2012. 4. 15-2012. 4. 18教师对进度计划实施 情况总评签名年 月 日本表作评定学生平时成绩的依据之一。搬运机器人【摘要】美国机器人协会(RIA)的机器人定义：机器人是用以搬运材料、零件、工 具的可编程序的多功能操作器或是通过可改变程序动作来完成各种作业的特殊 机械装置
3、。日本工业机器人协会(JIRA)的定义：工业机器人是一种装备有记忆装置 和末端执行器(end effector)的，能够转动并通过自动完成各种移动来代替人 类劳动的通用机器。美国国家标准局(NBS )的定义：机器人是一种能够进行编程并在自动控 制下执行某些操作和移动作业任务的机械装置。国际标准化组织(ISO)的定义：机器人是一种自动的、位置可控的、具有编 程能力的多功能机械手，这种机械手具有几个轴，能够借助于可编程序操作来处 理各种材料、零件、工具和专用装置，以执行种种任务。关键字：记忆装置、末端执行器。AbstractThis design by car this carrier incor
4、porated by AT89S52 core dashboards can achieve its basic features, plus infrared detector (IR LED), QTI sensors, IR schematics to perfect the design. Uses infrared technology to detect obstaeles, QTI sensor acquisition information, use of ground AT89S52 processor that timely control, realization of
5、intelligent Hayashi and obstaele avoidance, automatically opening and closing doors, as well as automatically. Smart cars with rear-wheel drive, two rounds of the execution with a stepper motor. The entire system of the circuit simple strueture, reliable performance Laboratory test resuIts meet the
6、requirements of this article focuses on the systems hardware design and analysis of test resuIts. Technologies are:To programmatically control the car door open and close;Effective application of the sensor;Key words: memory devices, end actuators,1前言72系统设计82. 1设计背景82. 2设计要求82.3实现目标83机器人本体机构设计93. 1整
7、体结构的设计93. 1. 1机器人底盘设计与安装93. 1.2核心控制153.2控制系统203. 2. 1驱动控制系统203. 2. 2巡线控制系统213.2.3控制电路的设计224设计中的改进244. 1控制改进244. 1. 1巡线传感器的选择244. 1.2伺服电机的测试244. 2宝贝车直线度的校正26谢辞27文献28附录29附录一RightServoTest. c测试伺服电机29附录二校正宝贝车直线运动程序31附录三设计总程序321前言机器人从出发区出发，到达物料储存区后，分拣其赛前抽签决定好的任务, 即从5个预知颜色料块（黄、白、红、黑、蓝）选3种颜色料块的已知6种组合 （任务）中
8、，选其中1个作为比赛任务（其料块均要求摆放在场地图的A、C、 E位置，B、D位置不放置物料），再按照设计好的控制策略控制机器人动作，以 便将三个料块快速准确地搬运并放到对应的三个颜色中心区域内，并最后回到出 发区。2系统设计本组智能小车的硬件主要有以宝贝车作为核心的载体小车、主控器部分、自 动循迹部分、检测部分、手抓机构、电机驱动部分组成。2.1设计背景设计一个基于8位单片机或ARM控制机器人，在比赛场地里移动， 将指定的物体搬运到指定的位置区域，比赛的记分根据机器人将物体放置的 位置精度和完成时间来决定分值的高低。它模拟了工业自动化过程中自动化 物流的要求以及实际应用情况。2. 2设计要求(
9、1) 基本要求：实现小车的前进后退，左转右转(按照程序预设)(2) 扩展部分：实现小车自动循迹功能，并利用所设机构完成物料的搬运2.3实现目标在规定时间内，机器人搬运完毕物料，并回到出发点。3机器人本体机构设计本章中所要完成的任务摘要：1整体结构的设计2.控制系统的设计3. 1整体结构的设计整体结构的设计，主要包括：(1) 机器人底盘的设计与安装(2) 核心控制3.1.1机器人底盘设计与安装本设计以宝贝车机器人作为载体，即作为整个智能机器人的底盘，在其基础 上设计机构，以实现设计目标。本节主要完成智能机器人底盘的安装，主要从以 下几方面进行：(1) 基本结构的安装(2) 驱动装置的安装(3)
10、动力源的安装(4) 控制面板的安装 组装工具及部件1组装工具(图3-1)(1) 螺丝起子(2) 尖嘴钳2组装部件(1) 宝贝车底盘(2) 带制器的教学板(3) 连续旋转电机(两个)(4) 塑胶轮子(两个)图3-1宝贝车机器人组装工具橡皮圈(两个)(6) 带有插头的电池盒(7) 球状尾轮1/16开口销(9) 平头螺钉,3/8英寸4-40(10) 螺柱(四长四短)(11) 盘头螺钉(12) 螺母,4-40在组装之前，应该先将所需部件找齐，方可进行安装。将表中所列零件收集到一 起，按照装配步骤进行组装。基本结构的安装1底盘的安装零件列表：如图3-2(1) 宝贝车底盘(2) 螺柱(3) 盘头螺钉(4)
11、 13/32英寸的橡胶圈图3-2底板及上面的硬件装配步骤：将13/32英寸的橡胶套圈插到宝贝车底盘中心的孔内确保底盘中心孔的边 缘嵌在橡胶圈的凹槽中用4个螺钉将螺柱如图所示固定在底盘上。2轮子的安装部件列表：(图3-3)(1)部分已装好的宝贝车机器人1/16开口销(3) 球状尾轮(4) 橡皮圈(5) 塑胶轮子3-3轮子部件(6) 拆掉伺服喉里保存的螺钉 装配步骤：图3-4左侧所示是安装在底盘上的尾图轮。尾轮是一个有中心孔的塑胶球。开口销作为轴，将轮子固定在底盘上。轮子的中心孔与底盘尾部的中心孔对准在一条水平线上。将开口销同时穿过这三个孔(底盘左侧，尾轮，底盘右侧)。将开口销一端弯曲使它不会滑出
12、孔。图3-4右侧所示是安装在宝贝车机器人伺服电机上的驱动轮。拉伸橡皮圈，把它套在每个轮子上。每个轮子有一个凹槽用于把它安装到输出轴上。将两个轮子分别压在输出轴 上，确保两个轴高度一致，并已装进轮子的凹槽。用螺钉将轮子固定在输出轴上。驱动装置的安装 1拆除伺服喉断开控制器和伺服电机的电源。取出电池盒中的所有电池。图3-4把伺服电机从你的教学底板断开。步骤用螺丝起子去掉连接伺服喉和电机输出轴之间的螺钉。 将每个四角形部件从电机输出轴上取下来。将螺钉保存好，后面还会用到。根据上面的指示移走如图四角形部件将电机安装到底盘上厂 n nipsoniroiuuipuiscrewhornshaft图3-5零件
13、列表：如图3-6.(1) 宝贝车底盘(已部分组装好)(2) 连续旋转电机(3) 螺钉3/8英寸4-40(4) 螺母，4-40装配步骤：用螺钉和螺母将电机固定在底盘上。为了最好的性能, 你必须从里面，而不是从外面把电机放入矩形窗口。用标签纸标识伺服电机的左右轮。图3-6把电机安装到底盘上图3-7所示是伺服电机和教学板的连接连接伺服电机到教学底板上的电机接口处。将贴着“L”的插头连接到Pl_l端口，贴着“R”的插头连接到P1_O端口。图3-7伺服系统的连接动力源的安装在本设计中，我们采用4节5号碱性电池作为整个智能机器人的动力源。 零件列表（图3-8）:（1）宝贝车底盘（部分组装）(2) 平头螺钉
14、,3/8英寸4-40(3) 螺母，4-40(4) 带有插头的电池盒 安装步骤：用平头螺钉和螺母将电池盒固定在宝贝车 机器人的底盘下面，如图3-9左边所示：将螺钉穿过电池盒，然后在底盘上面用螺 母紧固。图3-8如图3-9右边所示：将电池盒的电源连接线 穿过底盘中间带有橡胶圈的孔图 3-10图3-9将伺服电机线也穿过此孔。控制系统的安装把教学底板(图3-10)安装到底盘上零件列表：1. 宝贝车机器人底盘(部分组装好)2. 平头螺钉1/4_ 4-40安装步骤：将主板放在四个支架上使其与四个 孔对齐。确保面包板接近驱动轮而不是尾 轮。用平头螺钉连接主板和支架。从底盘下面，拉出剩余的穿过橡胶圈的伺服电机线和电池线。 卷起伺服电机和底盘之间剩余的线。从底盘下面，拉出剩余的穿过橡胶圈的伺服电机线和电池线。卷起伺服电机和底盘之间剩余的线。图 3-113. 1.2核心控制(1) AT89S52核心控制板(图3-13)AT89S52单片机是一个低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，片内含通用8位中央处 理器和ISP Flash存储单元，8k BytesISP (In_system programmable)可反复擦写 1000次的Flash只读程序存储器，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适 于常规编程器。器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造
