两关节地面移动机器人控制系统设计及软件实现(2)

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2.1 机器人基本参数 8

2.2 机器人动作的力学分析 9

2.2.1 机器人“平地行走”介绍及“爬坡运动”模型计算 9

2.2.2 机器人“翻身运动”模型功率计算 12

2.3 机器人电机选型介绍 13

2.4 机器人控制目标确定 15

3 机器人控制系统设计 20

3.1 机器人实现动作及功能分析 20

3.2 机器人控制系统模型 21

4 机器人的机电控制系统设计 24

4.1 硬件选取及简单使用介绍 25

4.1.1 单片机选用 25

4.1.2 Elmo 驱动器介绍 28

4.1.3 无线模块选用 30

4.1.4 传感器模块选用 31

4.2 动力模块软件控制 31

4.2.1 程序编制步骤及思路介绍 31

4.2.2 中断触发调试介绍 33

4.2.3 命令字语言编写思路及控制指令介绍 35

4.3 无线通讯模块软件控制 38

4.4 传感器模块软件控制 41

结论 42

致谢 44

参考文献 45

附录 A NRF24L01 接收端程序+串口通讯程序 47

附件 B NRF24L01 发送端程序+LCD12864 显示程序 54

第 II 页本科毕业设计说明书

本科毕业设计说明书第 III 页

1 绪论

1.1 引言

随着社会的发展，机器人越来越多的融入进了我们的生活。据相关资料显示，在近几十年来的时间里，机器人技术的发展日新月异。目前世界上有着超过 100 万的机器人，其中不仅包括了可以执行复杂艰苦任务的工业机器人，也有可以在家里为打扫猫的皮毛和掉入地毯的饼干屑而劳动的家务机器人[1]。这充分说明，现代机器人技术的发展不仅仅造福了工业，更迈入了寻常人家。由于人们对于生活品质的追求，机器人技术的家庭化应用有着广阔的发展空间。

在机器人研究的范畴里，移动机器人作为机器人研究中的一大分支，其研究融合了包括机械技术、控制技术、探测技术、通信技术、计算机技术等多门理论科学的新兴学科，可以满足空间探索、城市救灾、排爆除险、反恐防化、危险环境探测和取样、军事应用等领域的需求，是当今机器人研究领域的研究热点之一[2]。由于其具备广阔的应用前景（如可以应用在军事防御，工业生产，服务行业等领域）。并且随着社会的进步，工业、生活等方方面面都对机器人的功能、可靠性等提出了新的要求。移动机器人作为应用较为广泛的一类机器人，具备很高的研究价值。