寻轨小车课程设计

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1、智能寻轨小车的设计系别：机电一体化班级：机电11301姓名：张庆斌第14页共14页一.摘要人类已经向火星发射了30余艘不同的探测飞船。NASA（美国国家航空和航天局）的火星探测车“勇气号”和“机遇号”是火星比较近的两个造访者。2011年11月26日23时2分，“好奇”号火星车发射升空，随后顺利进入飞往火星的轨道，发射取得圆满成功。本期的研究项目，智能寻轨小车是一种典型的机电一体化产品，这种机器技术是综合了计算机、控制、机构学、传感技术等多学科而形成的高新科技，是当代研究十分活跃，应用研究十分活跃，应用日益广泛的领

2、域。在目前的工业中该机器主要承担焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采用示教再现的方式。该设计是以移动工业机器为研究对象，开展机器机械结构设计，主要分为移动小车部分和机械手。小车部分采用三个轮子移动，两个与步进电机向连接，作为驱动装置，再采用一个万向脚轮作为辅助支撑轮。机械手臂为三个自由度，手臂采用扭矩马达驱动。二.前言机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等

3、群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。机电一体化技术应用于我们生产和生活的方方面面。因机电一体化技术应用领域的不同而使机电一体化专业派生出许多专门化,例如数控技术应用、机电一体化设备的制造与维修、自动机和自动线、制冷与空调、机器人等。智能小车属于机器人技术范畴，它涵盖了机器人技术的相关知识，包括机械系统结构、控制系统硬件配置、传感技术、控制算法的程序编程等。因为简易智能小车的规模较小、制作陈

4、本相对够低，但对电动车的研发具有深入的研究和改进，即可变为探月车;其次，通过这个项目的制作，可以提高自己的设计经验。智能小车是运用单片机和光电对管等一系列传感器控制电动小车运动，通过设计传感器检测程序和运动控制程序，使电动小车具有智能化的运动功能，达到模拟骑车按一定的轨迹运动的能力。该设计属于机器人应用范畴，具有较好的应用前景。现如今已其在诸多领域有广泛的应用。例如:在生活中，它可以作为导盲车帮助盲人；在工厂流水线上，它可以完成货物搬运，装卸；在军事上它可以代替人完成排雷，侦查；在航天领域中，可以完成外星球的矿藏

5、勘探等科学任务。尤其是在地震，泥石流，矿难等灾害面前，更急需高危险复杂环境下智能小车的应用。它可通过灵活智能的特性经过狭窄弯曲人无法到达的地方，探测生命迹象，运送药品食品等急救物资。本课程设计应是机电一体化系统设计课程学习的一个重要组成部分。我们主要基于机器人技术设计车的机械部分。该车成本低廉，准确快捷，可用于工业生产中。按照生产工艺的要求，通过程序控制，可将工件或原料按照一定的时间送达指定的位置并完成装卸，节省人力，大大提高生产效率。第14页共14页三.课程设计主要任务及技术参数1.主要任务具体要求：设计带有球

6、形果采摘的机械臂和储料车厢的智能移动小车，完成采摘机械系统的设计和仿真，进行机械运动规划，完成一系列复杂的动作，如手爪张合、车体回转等任务。工件的形状为球形，直径30-80mm，重量<1.0kg。智能车主要完成任务（如图所示）：方案：沿指定路线进入迷宫——实现穿越迷宫——车体或机械臂旋转——手爪张开——实现对指定物体采摘——车体或机械臂旋转——放到指定位置一系列动作。方案2.车体技术参数负载能力10kg外形尺寸参照抓持物体重量2kg电池最大重量2.5kg电池最大尺寸150X65X95mm3.操作臂及手爪技术参数第

7、14页共14页负载能力（含执行器）1.0kg定位精度1cm外形尺寸能够完成采摘及辅助送料并与车体大小协调操作臂及手爪自身重量1.5kg以内手爪张合30-150度机械臂最大展开半径0.4-0.5m小车最终能够实现自动抓取工件放入小车的车斗中，并且能够按照预定的轨迹运动，到达目标地点，机械手臂将小车车斗中的工件取出放到预定的工作地点。四.方案论证1.电动机的选择根据本项目的要求，我提出以下两种方案：方案一：采用步进电机，步进电机的一个显著特点就是具有快速启动能力，如果负荷不超过步进电机所能提供的动态转矩值，就能立即使

8、步进电机启动或反转。另一显著特点是转换精度高，正转反转控制灵活。方案二:采用普通直流电机。直流电动机具有优良的调速特性，调速平滑、方便，调整范围广；过载能力强，能受频繁的冲击负载，可实现频繁的无级快速启动、制动和反转；能满足各种不同的特殊运行要求。扭矩马达，该系微型带涡轮蜗杆减速直流马达，可以改变马达的接线正负改变马达的旋转方向，具备两个特点：扭矩马达，该系微型带涡轮蜗杆