基于舵机的机器人控制系统的设计与调试毕业论文.doc

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1、基于舵机的机器人控制系统的设计与调试毕业论文目录摘要3第1章绪论71.1六足机器人的发展和意义81.2本文主要研究内容9第2章基础概述92.1AVR单片机92.1.1AVR单片机特点102.1.2AVR单片机选型分类112.1.3AVR单片机结构112.1.4AVR单片机的接口设计122.2ATmega32控制器122.2.2ATmega32特点132.3KEIL软件编程软件142.4SolidWorks建模平台142.5AltiumDesigner电路设计软件14第3章控制原理和所用到的控制算法153.1舵机控制153.1.1舵机的工作

2、原理153.1.2舵机的特点153.2六足机器人的控制原理163.2.1三角步态法的原理163.2.2六足机器人三角步态法原理173.3六足机器人的控制算法实现173.3.118路舵机控制算法17III3.3.2 18路舵机调速控制算法18第4章硬件电路设计19III4.1电源选型194.1.1普通充电锂电池194.1.2大功率开关电源194.1.3大功率航模电池204.2稳压电路的选择204.2.1普通稳压芯片204.2.2大功率整流桥降压204.2.3大功率稳压芯片214.3硬件电路214.3.1单片机自动复位电路224.3.2ISP

3、程序下载电路224.3.3各类传感器接口234.3.4电源指示灯234.3.518路舵机接口23第5章软件设计245.1PWM脉冲宽度调制控制245.1.1PWM脉冲宽度调制基本原理255.1.2PWM脉冲宽度调制的优点255.2系统的软件设计25第6章机械结构设计256.1机械结构设计256.2六足机器人实物装配26总结26致谢27参考文献28附录291第1章绪论1.1六足机器人的发展和意义社会的发展伴随着科技的发展，现代化的各个行业中，机器人越来越受到人类的喜爱，同时对机器人的要求也在不断的提高。如今，机器人应用范围扩展广泛，在一些比

4、较复杂和特殊的工作条件中，人们对机器人的功能和方式等，也提出特殊的要求，无论在任何复杂的环境下工作的机器人，也要完成特定任务。步行运动是有腿动物所拥有的独特运动形式，也是在大自然界中非常灵活移动方式之一。现如今机器人发展的非常的迅速，在个机器人的大家族中，仿生机器人也逐渐的成为了其中的一位重要成员。根据需要我们研究出来各种样式德仿生机器人来满足所需。阻碍人类到达地方的地形，大多都表现在道路的崎岖不平和不规整等特点。若要使用履带式或者轮式的机器人，会受到不一程度的限制。在平坦地形上作业时，用轮式移动的方法，具有运动平稳、速度迅速和控制简单等

5、优点。但是如果要是要损坏严重极其不平的道路上移动的时候，这样就会增加了机器人的能耗。如果在松软的道路和破坏严重的地方行驶，严重影响车轮式的机器人的移动效，机器人的工作也会缓慢进行或无法继续工作。人们为了能够解决这些缺点，然后发明了履带样式的机器人来适应凹凸不平的道路。但是在研究测试中，履带样式的机器人的行动能力随然有所提高，但是在行驶过程中机器人仍然晃动严重。人类根据这些问题进一步科学研究，利用仿生步行机器人拥有非常大的优越性能，从而使多足机器人快速发展着，来能够满足科学的需求。利用步行运动的机器人在行走时，只是靠着足部接触地面的点来支撑

6、机身，这样能够保证步行机器人对所在位置环境的破坏，从而提高真实度。这样还能适应各种破坏严重的道路，在一些陡坡或一些松土、沙地等其它地形中，也能够非常稳定的去支撑起机器人的机身，机器人的灵活性能也大大的增加了。多足机器人可以利用调整腿部伸展长度，来保持机身的重心，从而提高稳定性能。六足机器人对异常环境的适应性能得到提高，对所要完成的作业效率也提高了。然而步行机器人也有一些缺点，例如步行机器人腿部的设计、编程和协调性能研发起来也是相对复杂，与我们正常运动来讲，这样的机动性能还是有一定差距的。这就要-1-求我们从不断地实验中取得经验，让步行机器

7、人能够更方便的控制，提高协调能力，更好的适应各种环境。1.2本文主要研究内容这次设计所研究的内容是六足机器人，运用AVR单片机来实现。本次设计是通过利用三角步态法的控制原理，结合C语言编程作为控制算法，利ATmega32为整机的核心控制器。各章主要内容如下：第一章主要是了解了六足机器人的发展和使用的意义。还有六足机器人的优缺点等。第二章主要介绍了这次设计应用到的基础知识，包括AVR单片机和ATmega32控制器、keil编程软件、AltiumDesigner电路绘图软件和Solidworks3D建模平台软件。第三章主要介绍了这次设计的控制

8、原理和所用的到的控制算法。主要是六足机器人舵机的控制。舵机的控制中包括舵机控制算法和舵机调速控制算法。第四章主要是这次设计硬件的设计，包括硬件电路的设计和机械结构的设计。硬件电路的设计中，包括