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1、自由体操机器人第二十一届“冯如杯”学生课外学术科技作品竞赛项目论文自由体操机器人院（系）名称自动化科学与电气工程学院学号__38030303_学生姓名张熠乐指导教师董卓宁2011年4月2日摘要：机器人硬件加工制作的前提是三维软件Solidworks的动作模拟，用铝制件连接伺服电机，降低机器人的重量，因此完成期望动作的可行性和稳定性较高。在脉宽调制（PWM）控制伺服电机的方法基础上，ATmega16单片机通过定时器设定脉冲宽度，达到对伺服电机的角度控制。上位机软件是由VisualBasic语言编写的，通过调用串口控件Msco
2、mm进行串口通讯，该软件可以独立控制24路伺服电机，因此电机最多数目为24个，该机器人运用10个伺服电机，力图用最少电机数达到预期的功能，提高可靠性。在下位机程序里，定义了与伺服电机角度值相对应的数组，因此上位机可以方便的向下位机传送相应的角度控制命令。程序运行是脱离PC机，由MCU单独控制。通过对程序的调试从而完成对机器人动作的设计，最终，机器人按照预先编排的程序实现相应的动作。该机器人可完成一系列自由体操动作，如倒立、劈叉、侧翻等较高难度动作，稳定性较高，该设计方法具有一般适用性，可以适应于同类机器人的设计工作，因此该
3、设计方案具有较高的推广应用价值。关键词：伺服电机，单片机，下位机，PWMAbstract:Thepremiseofrobothardwaremanufactureisthethree-dimensionalsimulationsoftwareSolidworkswhichcansimulatetheaction.Weusealuminumpartstoconnecttheservomotorandreducetheweightoftherobot,soexpecttocompletethefeasibilityandsta
4、bilityofthehigheraction.Onthebasisofpulse-widthmodulation(PWM)controltheservomotor,ATmega16microcontrollertimersetthepulsewidth,inordertocontroltheangleoftheservomotorcontrol.ThehostcomputersoftwareiswritteninVisualBasiclanguage,usingtheMscommforserialcommunicatio
5、n,thesoftwarecanbeindependentlycontrolled24-wayservomotor,sothemaximumnumberofmotoris24.Therobotuses10servomotors,tryingtousetheleastnumbertoachievetheexpectedfunctionandimprovereliabilityoftheaction.Inthelowerdeviceprogram,definingthearraywhichcorrespondingtothea
6、ngleoftheservomotor,sothehostcomputercaneasilysendthecontrolcommand.RunisfromthePC,individuallycontrolledbytheMCU.Throughthecommissioningprocessinordertocompletethedesignoftherobotmovement,andultimately,therobotpre-programmedinaccordancewithprocedurestoachievethea
7、ppropriateaction.Therobotcancompleteaseriesoffloorexercises,suchastheinverted,thesplits,rollandotherhigherlevelaction,highstability,thedesignofgeneralapplicability,therobotcanadapttothedesignofsimilar,sothedesignProgramhasahighapplicationvalue.Keywords:Servomotor,
8、microcontroller,lowercomputer,PWM目录引言1第一章自由体操机器人设计与原理11.1硬件的前期设计11.2动作的调试11.3程序的下载及运行2第二章系统硬件设计22.1机械部分设计22.2电控部分设计32.2.1控制系统设计32.2.2USART通讯接口设计32.2.3电源
