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1、 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书题 目： 小型清扫机器人控制部分设计 学 院： 兴 湘 学 院 专 业： 机械制造及其自动 学 号： 2007964217 姓 名： 江 培 指导教师： 秦 衡 峰 完成日期： 2011年 5月20日 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 小型清扫机器人的控制部分设计 学号： 2007964217 姓名： 江 培 专业： 机械制造及其自动化 指导教师： 秦衡峰 系主任： 一、主要内容及基本要求 1、检索国内外清扫机器人的发展动态，分析国内的情况； 2、分析清扫机器人控制系统设计的关键技术问题； 3、完成清扫机器人的单片机控制系统设计的一体化
2、设计； 4、完成单片机实现小车行走驱动控制系统设计； 5、完成清扫机器人的单片机控制系统中的硬件设计； 6、完成清扫机器人的单片机控制系统中的软件设计； 7、完成毕业论文的文稿工作，要求：总字数不低于一万字，使用A4编辑及 打印装订成册； 8、技术图纸：控制系统硬件电路原理图1 张、控制系统程序流程分图1张 9、翻译英语技术资料：翻译课题相关英文资料。要求：3000 单词，复印原稿与翻译（打印）稿同册装订。 二、重点研究的问题 1、清扫机器人的单片机控制系统设计方案选择设计； 2、清扫机器人的单片机控制系统软件设计； 3、清扫机器人的单片机硬件控制系统中外围硬件设备的选择及设计。 三、进度安排
3、序号各阶段完成的内容完成时间1 资料检索、查询2011年2月20日-3月5日2 系统总体方案的构思及设计 2011年3月6日-3月20日3 完成清扫机器人的单片机控制系统设计 方案选择设计 2011年3月21日-4月10日4 完成清扫机器人的单片机控制系统设计 硬件设计 2011年4月11日-4月25日5 完成清扫机器人的单片机控制系统设计 软件设计 2011年4月26日-5月10日 6 毕业设计说明书撰写和编辑 2011年5月11日-5月19日7 交毕业设计说明书和图纸，准备答辩 2011年5月20日-5月25日四、应收集的资料及主要参考文献 1 李鸿主编.单片机原理及应用M, 湖南：湖南大
4、学出版社，2004 2 韩全立，王建明.单片机控制技术及应用M,北京：电子工业出版社，2004 3 周平，伍云辉.单片机应用技术M,四川：电子科技大学出版社，2004 4 胡伟，季晓衡. 单片机C 程序设计及应用实例M,北京：人民邮电出版 社， 2004 5 汤阳,戴光智,王锐鹏. 家用自主吸尘机器人的研究和开发J.计算机 测量与控制,2006,14 11 :1554 - 1556. 6 赵龙庆，徐国栋.一种基与单片机的步进电机控制驱动器J，西南林学院 学报，2005.6 潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2007964217 姓名 江 培 专业 机械制造及其自动化 毕业论文（设计）题
5、目： 小型清扫机器人控制部分设计 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字
6、是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评 价 选题基本合理，符合专业特点和教学计划的基本要求，达到了训练的目的，选题难度适当，与科研相结合，学生有查阅文献、综合归纳资料的能力，能较好的运用知识，基本具备研究方案的设计能力和研究方法和手段的运用，具备一定的外文与计算机应用能力。论文立论基本正确，结构比较严谨合理，程序运行正确。文字比较通顺，观点有所提炼，综合概括能力比较好。评阅人： 年 月 日湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）鉴定意见 学号： 2007964217 姓名： 江 培 专业： 机械制造及其自动化 毕业论文（设计说明书） 41 页
7、图 表 2 张论文（设计）题目： 小型清扫机器人的控制部分设计 内容提要： 本设计主要是根据小型清扫机器人的发展历史以及现有的科学技术对其进行创新设计。小型清扫机器人是将移动机器人技术和吸尘器技术有效的结合起来，能大大的降低了劳动强度，提高了劳动效率的新时代产物。其广泛应用于室内清洁，有着广阔的市场前景。本设计围绕结构部分设计，驱动电机的选择，传感器件的选择，芯片的选择，路径的规划和算法以及程序的编写的方面进行设计。后两者为本设计的重难点。本清扫机器人采用圆柱形结构，两后轮分别由步进电机独立驱动。有较强的灵活性和准确性。车前碰板的设计和沿X轴和Y轴遍历方式是本设计的创新之处，有效的降低了生产成
8、本。使其被更多层次的人群接受。指导教师评语江培同学的本科毕业设计题目为“小型清扫机器人控制部分设计”。在整个设计过程中，该同学勤奋刻苦、勇于钻研，能够积极根据设计任务开展工作。所设计的清扫机器人结构合理，算法和程序设计合理清晰，原理接线图表达较为正确，各个零部件选择恰当。设计工作量饱满，说明书写作认真，计算、校核正确，文献翻译较准确。达到了本科毕业设计的要求。指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语江培同学的本科毕业设计基于生活实际，对清扫机器人 进行了控制部分的设计。该同学的设计算法合理，图形表达基本正确，型号选择合理。设计工作量饱满，说明书、文献翻译书写认真。答辩过程中，对结构和原理图的陈
9、述清楚，回答问题正确。达到了本科毕业设计的要求，成绩评定为 。答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日目录摘要1ABSTRACT2第一章 绪论31.1 国内产品研究状况31.2 研究的目的和意义41.3 设计的重点和难点41.4家庭清扫机器人的关键技术41.5 总结也展望5l发展趋势5l展望51.6论文主要完成工作6第二章 总体结构设计72.1整体结构布局72.2驱动部分92.3吸尘部分102.4电源部分102.5路径规划算法112.6仿真结果13第三章 硬件控制部分设计113.1 AT89系列单片机简介143.2 外围电路15(1)电源15(2)复位电路16(3)
10、时钟电路173.3 电机驱动电路183.4 检测电路203.5 光电编码器23第四章 控制系统软件设计254.1控制系统软件设计254.2 AT89C51定时器设置271.计数寄存器TH和TL282.T/C控制寄存器TCON283.T/C方式控制寄存器TMOD284.3 AT89C51中断设置29(1)中断允许寄存器29(2)中断优先级寄存器IP304.4 正反转控制字赋值及存储位置31第五章 机器人旋转偏差和直线前行偏差的脉冲数计算33第六章 程序的编写35参考文献:40致谢41 小型清扫机器人的控制部分设计摘要 清扫机器人属于服务机器人的一种，世界各国尤其是西方发达国家都在致力于研究开发和广泛使用服务机器人。如果清扫机器人的性价比足够高，那么清扫机器人的市场将会被看好。本文介绍了清洁机器人在国内外发展现状和应用情况，侧重研究了清洁机器人的避障控制系统。结合实验室实际条件，设计了机器人样机。其主要工作内容包括:小车机械本体设计、控制理论的介绍、AT89C51单片机控制系统硬件电路及检测电路设计、控制系统软件设计和机器人避障性能测试试验。通过实验表明所设计的机器人样机能够实现自主避碰的功能，达到设计要求。关键词:清洁机器人;避障;AT89C51单片机 Small cleanin
