基于ARM的履带式移动机器人设计

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1、摘要本文首先介绍了履带式机器人小车的运动方式，选择了结构简洁的两节履带并联差动转向方式。根据运动方式和对小车的性能要求选择了合适的电机和减速齿轮，构建好了一个制作简单，可扩展性好的小车底盘系统。在此基础上设计并制作了机器人小车的电源，电机驱动电路，光电隔离耦合电路，电流检测电路，并研制了简易光电编码器。机器人小车采用了32位ARM微处理器S3C44BOX，硬件资源丰富，是一个实时多任务系统。传统的单任务顺序执行机制已经不能满足系统的实时性要求。且由于程序是一条单线执行下来，如果程序中某一处有什么问题，则可能影响整个系统的运行，只能靠复

2、位来解决，系统的可靠性不高。在该嵌入式系统上移植实时操作系统lac／os—II，并利用该操作系统来管理系统资源，进行任务调度，可以协调小车的各项任务运行，保证了系统的实时性和可靠性。关键词：履带式移动机器人小车，ARM，S3C44BOX，uc／os—IIAbstractThisdissertationpresentsthedesignofthemotioncontrolsystemofasmallmobilerobot，whichiscontrolledbyaSamsungS3C44BOXA跚processor．maneuveredb

3、ytwogear-headmotorsinadual—differentialdriveconfiguration，balancedbyanon—driventailwheelcaster．Thedesignofthemobilerobot’smotionsystem，whichincludespowersystem，motordriversystem，speedmeasuringsystemandcurrentmonitoringsystem，isintroducedhere．Optoelectroniccircuitandasel

4、f—madeencoderwasalsoused．TherObotcaradopted32一bitARMmicroprocessorS3C44BOX．thehardwareresourcesisabundant．Itisareal—timeandamulti—taskingsystem．Thetraditionalsingletaskmethodcannotfulfillthereal—timerequestofoursystemyet．Andforthesingleroutine，thewholesystemwillnotbecon

5、trollableincasesomewhereofthesystemgoeswrong，forthat，weneedtoresetoursystem．Sothecredibilityofthesystemcannotbeguaranteed．TransplantIIc／os—IIinthesystem，andusethisoperatingsystemtomanagesystemresources，toschedulevarioustasksinordertoharmonizetheirrunningonthecar．Thusgua

6、ranteethereal—timeorderandcredibilityofthesystem．KeyWords：trackedmobilerobot，ARMS3C44BOX，llC／OS—IIIl第一章机器人的发展历史及现状1．1机器人的历史机器人的研究最早可以追溯N--十世纪五十年代初，美国BarrettElectronics公司研究开发出世界第一台自动引导车辆系统。由于当时电子领域尚处于晶体管时代，该车功能有限，仅在特定小范围运动，目的是提高运输自动化水平。到了六七十年代，美国FairChild公司研制出集成电路，随后出现集成

7、微处理器，为控制电路小型化奠定了硬件基础。到了八十年代，国外掀起了只能机器人研究热潮，其中具有广阔应用前景和军事价值的移动机器人受到西方各国的普遍关注。在移动机器人的发展中，出现两个机器人大国，一个是日本，另一个是美国。时至今R，随着计算机、传感器等相关技术的飞速发展，为高级机器人的发展扫清了障碍。各种类型的地面移动机器人纷纷研制出来，其应用范围从民用、工业到军用，涉及人类活动的方方面面⋯。1．2机器人发展现状1．2．1形状机器人形状决定它的功能和用途。地面移动机器人的形状可分为车形、桶形、仿生形和微型。车形机器人具有速度快的特点，分

8、为轮形和履带形等等。轮形机器人比履带形机器人具有灵活、速度快和制造方便等优势，但它的通行能力没有履带机器人强，只适合相对轮半径没有大的突变的硬质地形运动。1。履带形机器人则因通行能力强，速度快，常用于军用警用侦察、排雷、