燕山大学课程设计报告说明书

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1、.目录摘要2前言31.整体设计方案42.各模块方案论证53.机械臂的软件设计134.系统软件设计215.市场分析236.成本分析277.项目心得298.参考文献299.附录29-..摘要本文主要对智能车整体设计思路、硬件与软件设计及车模的装配调试过程作简要的说明。该智能车能通过直线运动，车体回转，寻迹，避障，手抓张合及协同作业等功能，来实现对目标苹果的搜寻、抓取及采摘运动。本系统以单片机为核心控制模块，充分利用了无线通信模块、液晶显示模块，黑白循迹模块、红外避障模块、电源模块、串口通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块。通过

2、实践操作与程序调试，实现自动往返小车设计。综合运用单片机技术、自动控制理论、检测技术等。使小车能在无人操作情况下，借助传感器识别路面及周围环境，由单片机控制行进，实现初步的无人控制。单片机具有体积小、重量轻、耗电少、功能强、控制灵活方便且价格低廉等优点。智能小车采用单片机为控制器核心，其集成度高、体积小、抗干扰能力强，具有独特的控制功能，单片机的应用正从根本上改变着传统的控制系统设计思想和设计方法。本设计以单片机为核心，附以外围电路，采用光电检测器进行检测信号和循线运动。运用单片机的运算和处理能力来实现小车的自动前进、后退、

3、左转、右转、机械手的张合及机械臂的运动。在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，一般采取示教再现的工作方式。在相关领域内，已有“基于单片机的AGV智能车的设计”“带摄像头的智能车硬件设计”“带有路径记忆的智能车”等方面的研究。综合并分析了其他类型智能车的设计理念中

4、的优点，总结了上述设计的功能单一或设计过于复杂的缺点，我们选定了自己的设计方案。针对用于给设备运送物料的物料搬运机器人的手部系统进行设计。通过对机器人的大臂、小臂和机械手的结构的设计，选择合适的传动方式、驱动方式以及搬运时的抓紧力、抓紧方式，从而实现物料的准确搬运。由于舵机方便控制角度，成本较低，所以，本课程设计采用三个舵机控制机械臂的弯曲动作和机械手抓取动作。关键词：智能车、采摘机器人、系统、寻迹、避障-..前言工业机器人由机械本体、控制器、驱动系统和检测装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种

5、作业的机电一体化自动化生产设备。机器人应用情况是一个国家工业自动化水平的重要标志。近百年来发展起来的机器人，大致经历了三个成长阶段，也即三个时代。第一代为简单个体机器人，第二代为群体劳动机器人，第三代为类似人类的智能机器人，它的未来发展方向是有知觉、有思维、能与人对话。第一代机器人属于示教再现型,第二代则具备了感觉能力,第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力,而且还具有独立判断和行动的能力。英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发

6、出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作。本次课程设计通过舵机控制机械臂和机械手的运动。工业机械手是工业舍产发展中的必然产物。它模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻公认的劳动强度、改善劳动条件和提高生产率。例如：它能在高温、低温、深水、宇宙、有放射性物质和污染的环境条件下进行操作，显示出其优越性和广泛的发展前途。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性

7、越大，通用性越广，其结构也越复杂。本次课程设计抓取一定高度的苹果，采用2个转动关节串联的机械臂上极限上下摆动，用1个转动关节控制机械手的张合。机械臂底座与小车固接，小车是以S51单片机为核心控制系统制作而成的。小车可以实现自动寻迹、避障、变速等功能。近年来随着微电子技术的逐步发展，基于单片机的智能控制系统越来越多的应用于我们的日常生活之中。如何实现多器件同时控制，元件功能紧密结合，机械与电子控制同步种种难题都成为单片机研究发展的方向。本次课程设计本着自主创新、自主设计智能机械人完成抓取苹果和智能小车完成黑白线循迹、迷宫避障，

8、同时控制制作成本，通过方案论证设计出最优的机电一体化产品。我们设计的产品的特点-..1.整体设计方案本系统以单片机为核心控制模块，充分利用了无线通信模块、液晶显示模块，黑白循迹模块、红外避障模块、电源模块、串口通信模块、A/D转换模块、电机驱动模块。通过实践操作与程序调试，实现自动往返小车