Arduin单片机小型侦查机器人设计与运动控制+电路图

菜单

单片机

毕业论文

1引言..1

1.1研究背景与意义.1

1.2侦察机器人研究现状..1

2方案设计..4

2.1功能要求..4

2.2系统组成..4

3机械结构的设计..6

3.1底盘设计..6

3.2摄像头云台的设计7

3.3行走机构的设计.8

4机器人控制系统搭建10

4.1下位机控制.10

4.2传感器组控制14

4.3与上位机通讯控制.17

5软件设计19

5.1下位机单片机控制.19

5.2上位机软件设计..23

6实验26

6.1定位实验26

6.2遥控实验27

6.3视频回传实验29

6.4自主巡航避障实验.30

结论..32

致谢..33

参考文献34

附录A三维装配图..36

附录B基于proteus仿真的电子线路图37
1 引言早在 60年代开始，科学家就对移动机器人开始了研究[1]，移动机器人在国防和工业上具有广泛的应用前景，而自主式移动机器人是其中研究最多的一种[2]。机器人学是一门多学科技术，涉及机械工程、计算机技术、传感器技术、自动化技术、社会学等领域。而机器人技术和互联网技术更将是未来制造业的焦点。我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为工业机器人和特种机器人[3]。特种机器人包括水下机器人、灭火机器人、救援机器人、空间机器人等，用来代替人类在人不能到达或危险的环境中从事工作[4]，可以用它们进行武装、排爆、救援等活动；服务机器人也是特种机器人之一，比如迎宾机器人，清洁机器人，医用服务机器人[5]。还有医学上面使用的医疗机器人、家用机器人和微型机器人等，随着时代的发展和需求的增多，机器人的种类将愈发繁多。机器人技术正从传统的工业制造领域向民用领域发展，比如向医疗服务、教育娱乐、勘探勘测、生物工程、救灾救援等领域迅速扩展[6]。危险环境侦察机器人是指在发生自然灾害或者发生核生化污染事故现场、战争等情况下代替人从事侦察、排险、救援等危险工作的移动机器人[7]。
1.1 研究背景与意义随着社会的发展，侦查活动变得日益重要。军事设备无人化已成必然发展趋势[8]，侦察机器人在无人战场上又可以代替人类充当侦查兵的角色，而且能够做到更隐蔽和传回数据的更全面。又比如自然灾害频发，搜救人员在搜救过程中常常面临余震、爆破等的二次威胁，倘若能够有效侦查到幸存人员的位置，则能有效减少搜救人员的牺牲。在反恐行动中，由侦查获得的有用敌方信息也能够有效的减少人员的伤亡和战斗力的削减。排爆行为中，使用侦查机器人侦察危险物、排除爆破物更是对生命的保障。在野外探测中，侦查机器人能够轻松在恶劣环境中获得侦查信息，而像月球探测这样的任务，则非侦查机器人莫属。所以海内外学者均对移动机器人进行了深切的研究。