机器人小车的轨迹控制方法设计

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1、沈阳理工大学学士学位论文摘要机器人技术综合了机械学、电子学、计算机科学、自动控制工程、人工智能、仿生学等多个学科的最新研究成果，代表了机电一体化的最高成就，是当今世界科学技术发展最活跃的领域之一。本文较系统的介绍了移动式机器人的发展历史和现状，分析了移动式机器人的机械结构，并对其进行了运动学分析，建立了运动学方程，为对移动式机器人的运动轨迹控制提供了理论基础。搭建出了以单片机AT89C51为核心的控制系统，同时应用了VisualBasic语言在计算机上编写出操作界面和控制程序，为完成控制提供了操作平台。计算机和单片

2、机之间采用的是RS－485串口进行通讯，使操作者利用计算机完成了对移动式机器人运动轨迹的控制。关键词:移动式机器人；运动学；控制系统；单片机IV1沈阳理工大学学士学位论文AbstractNowadaysthedevelopmentoftherobottechnology,whichintegratesthemechanics,electronics,computerscience,automaticcontrolengineering,artifitialintelligenceandbionicsetc.,rep

3、resentthehighestachievementontheintegrationofmachineryandelectricityandisoneofthemostactiverealmsinthesciencetechniqueoftheworld.Thisthesisintroducesthedevelopmenthistoryandpresentsituationaboutseriesrobot.Themechanicalstructureofseriesrobotisanalyzedandtheequ

4、ationofkinematicswasbuiltup,forwhichisthebasisofcontrollingthemovementpath.Andthen,weestablishedthecontrolsystemwhichisthecoreofsingle-chipAT89C51.TheVisualBasiclanguagewasusedtowritethecontrolprogramanddesignedtheinterfaceofoperationinthisthesis.Thecommunicat

5、ionbetweensingle-chipandcomputerwascarriedoutbyRS-485whichmakethemanipulatorcancontroltherobotbyacomputer.Keywords:seriesrobot;kinematics;controlsystem;single-chip.IV1沈阳理工大学学士学位论文目录1绪论11.1移动机器人的发展11.1.1发展历史11.1.2国外发展情况11.1.3国内发展情况21.1.4发展趋势21.2机器人的分类31.3课题简介41

6、.3.1本课题研究的意义41.3.2本设计的主要工作42机器人小车系统概述62.1小车机械结构方案比较62.2小车机械结构方案确定72.3机器人小车各部分构成83运动学分析103.1运动学模型103.2几种基本的运动方式143.2.1直线运动143.2.2圆弧运动143.2.3本体质心不变条件下的运动154控制系统硬件设计174.1小车计算机控制系统结构174.2主控制器件的选择184.3通讯方式的选择214.3.1通讯种类的比较214.3.2通讯讯号传输模式的确定224.4总体控制电路244.4.1复位电路244

7、.4.2时钟电路24IV1沈阳理工大学学士学位论文4.4.3电机驱动电路255控制系统的软件设计295.1编程语言C51简介295.2单片机控制系统软件设计295.2.1AT89C51定时器设置315.2.2中断设置325.2.3串行协议设置366系统操作界面设计386.1设计方案简介386.2利用MSComm控件实现VB中的串行通讯386.3操作窗口设计396.4运动轨迹的实现40结论42致谢43参考文献44IV1沈阳理工大学学士学位论文1绪论1.1移动机器人的发展1.1.1发展历史机器人的应用越来越广泛，几乎渗

8、透到所有领域。机器人的发展体现了一个国家技术水平的高低，现代机器人从其诞生到现在，已经发展到第三代。第一代机器人是示教再现型机器人，它是通过一个计算机，来控制一个多自由度的机械，通过示教存储程序和信息，工作时把信息读取出来，然后发出指令，这样的机器人可以重复地根据示教者当时示教的结果，再现出这种动作。第二代机器人是带感觉的机器人，这种带感觉的机器人是类似人拥