基于微处理器的轮式自动定位抓捕器系统毕业论文.doc

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1、基于微处理器的轮式自动定位抓捕器系统毕业论文III目录第1章绪论11.1国内外研究现状及生产需求状况11.1.1移动机器人国内外研究现状11.1.2移动机器人生产需求现状21.2移动机器人的研究意义21.3设计内容31.4章节安排4第2章系统方案设计52.1总体设计方案52.2系统方案论证52.2.1控制器模块比较与论证52.2.2黑线检测传感器的选择62.2.3电机模块62.2.4电机驱动模块62.2.5显示模块72.2.6测距模块72.2.7抓手模块72.2.8电源模块82.2.9车体的选择82.2.10路线布局图82.3本章小结8第3章系统硬件设计103.1最小系统

2、模块设计103.2路面循迹电路设计103.3电机驱动模块113.3.1L9110H驱动模块113.3.2L298N驱动模块123.412864液晶显示模块123.5HC-SR04超声波测距模块设计133.6提升架设计与制作153.7货架的设计与制作163.8本章小结16第4章轮式自动抓捕器系统的软件设计174.1主程序的设计17III4.2直流电机驱动模块软件设计184.2.1电机的工作原理184.2.2L298N车轮驱动模块软件设计184.3红外循迹模块的软件设计224.4超声波测距模块的软件设计244.3.4抓捕与提升模块的软件设计274.5显示部分软件设计314.3

3、.1LCD12864液晶显示的基础314.3.2介绍相关信息的显示324.3.3系统状态实时显示334.6本章小结34第5章系统的调试及运行355.1软件调试355.1.1KeilµVision4软件的介绍355.1.2KeilµVision4软件的使用355.2硬件调试355.2.1运动平台的硬件介绍355.2.2调试过程375.3调试过程中的问题及解决方法385.4本章小结40第6章结论与展望416.1结论416.2展望41参考文献42致谢44附录I控制部分总电路图45附录II实物图46附录III源程序49III第1章绪论当今社会，现代化工商业迅猛发展，仓储业和物流业

4、由于其作业量大，作业环境恶劣，时间紧及众多系统性不安全隐患，使得仓储机械化、自动化成为仓储业发展的必然趋势。轮式自动定位抓捕器属于移动机器人的一种，研究自动定位抓捕器，能够提高仓储作业效率，降低劳动成本同时减少人身伤害和货物损害，实现仓储现代化。本章从轮式自动定位抓捕器的设计与应用的角度出发，简要介绍了其在国内外研究现状、生产需求现状及研究意义，并对本文的内容进行了简要的说明。1.1国内外研究现状及生产需求状况轮式自动定位抓捕器主要应用在自动化领域，是计算机等新型研究成果与现代汽车相结合的产物。通常情况下，具有自动识别道路、自动避障、自动变速等功能。下面，我们将对移动机器

5、人的国内外研究现状和生产需求状况做一些简要的分析。1.1.1移动机器人国内外研究现状移动机器人是机器人学中的一个重要分支，出现于20世纪60年代。它运用传感、计算机、通信、信息、导航、自动控制及人工智能等技术，可以通过计算机编程来实现其对行驶方向、速度以及启停的控制，无需人工干预，是一个典型的高新技术综合体，集规划决策、自动行驶、环境感知等功能于一体，它具有道路障碍自动识别、自动保持安全距离、自动制动、自动报警、巡航控制和测速等功能。20世纪80年代初，美国国防高级研究计划局（DARPA）制定了地面无人作战平台战略计划，拉开智能移动机器人在全世界的发展序幕[4]。目前，移

6、动机器人已经取得了令世界瞩目的成果，2005年BostonDynamics公司、大众特-米勒公司、喷气推进实验室以及哈福大学康德菲尔德研究站共同研发一款新的、名为“Spot”的机器狗，Spot采用四条液压机械腿来运动，在全身安装着各种各样的传感器，甚至在关节位置以及接触地面的脚掌上也有传感器。安装在其身上的计算机接收这些传感器的信号，处理后对机械狗进行导航以及平衡控制。“Spot”能够行走、小跑、上楼梯，并且可以负重180公斤跟随士兵在崎岖道路行军,甚至被踢之后还能恢复姿势。轮式自动抓捕机器人最典型的应用代表是美国KivaSystems公司的Kiva移动执行系统（Kiva

7、MFS）“机器人”采用ADI公司的基于Blackfin处理器的视觉系统，对信号和图像进行实时分析处理，从而实现对仓库地面的智能导航。国内对移动智能机器人的研究则起于20世纪80年代，现仍处于对单项技术研究的阶段，与国外移动智能机器人在技术方面尚有一定差距，总体上落后于发达国家。但在国家“七五”、“八五”计划和“863”计划等支持下，发展极为迅速，某些领域取得突破性进展，逐步缩短与西方发达国家的技术差距。中国科学院沈阳自动化研究所的“CASIA-I”10机器人，采用多DSP和CAN总线来控制和处理移动机器人各类传感器，能够在非结