果实采摘机器人果实采摘机器人运动控制系统设计

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1、果实采摘机器人果实釆摘机器人运动控制系统设计导读:就爱阅读网友为您分享以下“果实采摘机器人运动控制系统设计”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持！图3.11显示模块325超声波模块电路设计本设计采用T/R-40-12小型超声波传感器作为探测前方障碍物体的检测元件，其中心频率为40Hz,由80C52发出的40KHz脉冲信号驱动超声波传感器发送器发出40KHz的脉冲超声波，如机器人运动时前方遇到有障碍物时，此超声波信号被障碍物反射回来，由接收器接收，经LM318两级放大，再经带有锁相环的音频解码芯片LM567解码，当LM567的输入信号大于25mV时

2、，输出端由高电平变为低电平，送80C52单片机处理。（1）超声波发射电路超声波换能器两端的震荡脉冲是由单片机I/O口产生的40kHz方波提供的。为了增加超声波的探测距离，就需要增加超声波换能器的功率。为此设计中采用了CD4069六非门反相器来增强超声波的发射功率，由于非门实质上是放大倍数很大的反相放大器，如果给非门加上合适的负反馈电阻，就能够使它从饱和区进入线性放大区。单片机I/O产生的40KHz方波信号一路经以及反向器反相后送到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反相器反向后送入超声波换能器。用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器两端可以提高的另一个电极。超声波

3、的发射强度。输出端采用两个反向器并联用以提高驱动能力。其电路原理图如图3・12所示。上拉电阻R23，R24一方面可以提高反相器的高电平驱动能力，另一方面可以增强超声波换能器的阻尼效果，缩短其自由震荡的时间。Q10的作用是提高单片机I/O口的输出电压，目的也是提高超声波发射的功率。图3.12超声波发射驱动电路（2）超声波接收电路集成芯片CX20106A是一款红外线检波接收的专用芯片,常用电视机遥控器。考虑到红外遥控常用的载波频率38KHz与本设计中超声波频率40KHz较为接近，所以利用它来制作超声波检测接收电路。实验证明CX20106A接收超声波具有很高的灵敏度和较强

4、的抗干扰能力。如图3.13所示为CX20106A内部结构及电路连接图。图3.13CX20106A内部结构及电路连接图使用CX20106A集成电路对接收探头受到的信号进行放大、滤波。其总放大增益80dbo以下是CX20106A的引脚注释:1脚：超声信号输入端，该脚的输入阻抗约为40kQo2脚：该脚与地之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。增大电阻R1或减小C1，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。但C1的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，典型参数R1=4.7Q,Cl=lj

5、iFo3脚：该脚与地之间连接检波电容，电容量大为平均值检波,瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，经试验测试取3・3吓为宜。5脚：该脚与电源间接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率F0,阻值越大,中心频率越低。取F例如，R=200kQ时，0=42kHz,若取R=220kQ,则中心频率F0=38kHz。6脚：该脚与地之间接一个积分电容，标准值为330pF,如果该电容取得太大，会使探测距离变短。7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，没有接受信号是该端输出为

6、高电平，有信号时则产生下降。8脚：电源正极，4.5〜5V。第四章运动控制系统软件设计番茄采摘机器人运动控制系统的软件主要由等五大部分组成，每一部分都针对相应的硬件路。4.1运动控制系统总程序流程图首先小车进行上电初始化程序，屏幕显示小车初始状态，后小车开始前进，前进过程中单片机通过超声波模块不断检测距前方障碍物。当检测距离小于程序设定的避障安全距离时判定前方有障碍物，此时小车停止前进，与此同时声光报警器动作，发光LED不断闪烁与此同时单片机控制电机驱动模块驱动电机完成避障操作完，避障动作完成后小车继续前进并检测前方障碍物。图4.1为系统总程序流程图。4.2超声波测距

7、模块图4.1运动控制系统总程序流程图学校代码:学号:HefeiUniversity毕业设计（论文）BACHELORDISSERTATION论文题目:番茄采摘机器人运动控制系统的设计与实现学位类别:年级专业（班级）:作者姓名:导师姓名:完成时间：工学学士08级自动化(1)班2012年5月15日番茄采摘机器人运动控制系统的设计与实现中文摘要本文从机器人机械结构入手，对番茄采摘机器入的运动控制系统进行了研究。首先，参照国内外的采摘机器人的研究现状，分析了番茄采摘机器人机械结构并完成运动控制系统的机械结构设计。其次，对运动控制系统进行了分析和设计。运动控制系统的分析与设