视觉制导课程论文

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1、机电一体化与机器人技术姓名：学号：同组成员：完成日期：目录・硬件平台综述••…1・1机电一体化方面1.2小车整体组成二.方案论证62」比赛要求2.2方案的制定与论证三.方案实现完成情况五•总结5.1不足的或者可以改进的地方5.2个人的心得与体会六.附录7小车代码7七.参考书目9硬件平台综述1.1机电一体化方面机电一体化技术是将机械技术、电工电了技术、微电了技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行冇机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。它着重以电子硕件、电脑程式或软件，对机械进行控制，有

2、别于以往机械工程专科较少触及电子方面。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。当中较为人熟悉的机电一体化成品为机器人，其技术亦会应用到工业生产中所使用的机械臂及生产线自动化上。不单在工业生产上，在一般我们常接触的，如小至体内微血管手术机械臂，大至航天飞机、空间站都有应该其技术。现时不少固有的产品亦开始加入自动化控制的元件，如汽车及铁路。机电一体化系统一般曲五大要索组成，分别是结构组成要索、动力组成要素、运动组成耍素、感知组成要素、职能组成要素五大组成要素有机结合而成。机械本体（结构组成要素）是系统的所

3、冇功能耍素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。动力骡动部分（动力组成要素）依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。测试传感部分（感知组成要索）对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。控制及信息处理部分（职能组成耍素）将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。执行机构（运动组成要

4、索）vBR＞根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互Z间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。接口耦合：两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节Z间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号耍在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口

5、耦合吋就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。能量转换：两个需要进行传输和交换的环节Z间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。信息控制：在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。运动传递：运动传递使构成机电一体化

6、系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为口的的优化。而所谓机电一体化产品，是以单片机为核心的控制系统，部分是电；还有伺服电机这样执行机构，二者统一丁一定的机械结构下，并能完成特定的任务，构成机电一体化产品。1.2小车整体组成视觉制导小车的基本组成部分是：1.单片机及时钟复位电路P89V51RB22.电源电路LM2940CT（电源指示灯）3.串口通信及ISP接口4.蓝牙接口5.外电源接口，开关6.排针（电机接口），面包板图一：硕件标识图图二：视觉制导小车整体图1.2.1单片机电路板单片机P89V

7、51RB2FN具有IAP(在应用中编程)功能，用户通过在应用程序屮调用IAP子程序，可实现有选择的对FLASH块进行擦除和编程。我们可在KeiluVision4下用C语言和汇编语言混编的办法实现IAP调用的方法。最后通过flashmagic就可将程序烧入单片机中，实现相应的控制功能。1.2.2电机(1)电机技术规格：1.重量:45g2.扭力:3.4Kg-cm3.最大电压：6V4.平均速度：60rpm5.运动角度：360度6.尺寸：40.5x20x38mm7.特性：侧边冇一个口J微调中立点(stoppoint)的可

8、变屯阻，口J控制不输岀扭矩(2)电机的控制：1.下图显示信号是发送到与Pl_l连接的伺服电机的校准信号，称为零点标定信号。伺服电机调节好之后，这个信号就可以指示电机保持静止。这个信号是曲时间间隔为20ms的脉宽为1.5ms的一系列脉冲组成。—1.5ms—

9、15rnsPC3图三：电机转速为0的控制信号吋序图实现的程序为：while(l){Pl_l=l；delay_nus(1