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1、矿井移动机器人的超声波避障系统设计第24卷第3期2011年5月机电产品开籃与钏新Development&InnovationofMachineryXampiElectricalProductsVOI.24,NO.3May..2011文章编号:1002—6673(2011)03—023—03矿井移动机器人的超声波避障系统设计贾瑞清，李长亮，江涛，董文浩，夏鹏(中国矿业大学机电与信息工程学院，北京100083)摘要:以矿井移动机器人为实验平台，应用超声测距原理，以AT89S52单片机为核心设计
2、硬件电路，利用超声波传感器探测障碍物信息,并对所测得的障碍物信息进行处理，最终实现移动机器人的实时自主避障，并通过实验调试验证.关键词:矿井移动机器人;超声波传感器;自主避障中图分类号:TP242文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1002—6673.2011.03.009DesignofUltrasonicObstacleAvoidanceSystemBasedontheMineMobileRobotJIARui—Qng,LIChang-Liang,JIANGTao,DONGWe
3、n—Hao,X/A(ChinaUniversityofMining&Technology,SchoolofMechanicalElectronic&InformationEngineering,Beijing100083,China)Abstract:Usingminemobilerobotsastheexperimentalplatform,thispaperisbasedontheapplicationofultrasonicrange一findingprinci・pleand
4、hardwarecircuit,IVithAT89S52sin〜echipasacore.TheaiHhoirneasiiredtheinfoiTnationofobjectsviaiiltrasonictransducers.pro-cessedtheseinformation.thereforerealizingautomaticallyevadingbarriersintimethroughexperimentalverification.Keywords:minemobilerobots;
5、ultrasonictransducer;automaticallyevadingbarriers0引言移动机器人是机器人研究领域中的一重要分支，随着传感器技术的发展，自主移动机器人成为当今研究的热点•避障是自主移动机器人应具备的功能，其屮，超声波测距是一种非接触式的检测技术•与电磁或光学等其它方法相比•超声测距具有测量范围较大•指向性好，安装方便，不易受电磁，光线，被测对象颜色，烟雾等影响,时间信息直观等特点，对于被测物处于黑暗，灰尘，烟雾，电磁干扰，有毒等恶劣环境下有一定的适应能力，在移动机器
6、人领域有着广泛的应用.1矿井移动机器人介绍工作原理:应用超声波传感器实现对环境信息的探测，获取信息信号发送给单片机,由单片机发出驱动控制信号，直流电机接受驱动控制信号来驱动两侧轮子，实现机器人避障•当障碍物高度在机器人的越障能力范围内时•机器人自行越过障碍;并且无线遥控可以配合避障和越障的实现，机器人快速避开或越过障碍物;通收稿日期：2011—03—19基金项R:优势学科创新平台项R(2010—06—04,200904)作者简介:贾瑞清(1958-),男，教授，博士生导师.主要研究领域:液压污染控
7、制，机器人技术，机电一体化技术等:李长亮(1986・),男，硕士研究生.主要研究方向:机电一体化.过无线遥控器可实现机器人的前进，后退，左右转弯，加，减速，遥控信号与避障信号间的切换.在设计机器人机械结构吋,各部分应当安排合理，使得各个部分空间安排和性能达到最优•机器人底盘的设计中，也经历了一个不断改进不断完善的过程.在此过程屮,所遵循的原则就是空间布局更合理，安排更紧凑，机器人的重心降得更低.使机器人运动更平稳，而且必须综合考虑了电池大小，电路板尺寸，层次分配等关键要素.机器人采用分层结构:底层
8、底盘采用加工方便的铝型材作为机架，选用中空免充气的橡胶轮胎，用ABS开模件将机架，轮胎，屯机连接起来;中间层放置驱动控制板，电池:顶层前端超声波模块排布超声传感器•后端装有开关，充电接头，物品包.设计的轮式机械平台最主要是满足各种实验的需要，机械平台采用加工方便的铝型材作为机架•用ABS开模件将其连接起来，整体结构简单紧凑，便于安装，而且可以通过调整铝型材的尺寸参数，改变机械平台的尺寸，进而可以通过试验得到机器人的不同的运动学与动力学性能.2超声波避障系统超声波避障系统设计要满足以
