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摘要:兩輪自主平衡尋找線的機器人可以說是一種有輪子的、可以走來走去的機器人，它的特點有變化量不低，不是線性的，很強的耦合度以及一些數(shù)據(jù)的待定，此機器人可以驗算證明各式各樣的控制算法。在運動的時候很靈敏，構造也簡單，正因為如此，它可以在的地方行走運動，在未來發(fā)展是很不錯的。該機器人能夠做出非常多的困難的運動，還有工作，比多個輪子的機器人使用的范圍要廣泛的多，尤其是在工作環(huán)境很困難的時候以及本身事情比較困難的情況下來用它。好好的研究該機器人，我們中國科研發(fā)面的水平就可以有大的飛躍，還能讓它在生產(chǎn)方面或者其他方面運用的更加廣泛。 機器人的結構對于自己能夠自主保持平衡及運動控制來說有著很大的意義，所以在論文中研究的機器人是質地很均勻的、兩個輪子的、能夠自主保持平衡的找尋線的。這個機器人動作靈敏、可以防止干擾。主要部件的設計跟判定為機器人的機械部件的總體來說的方案的設計。之后，我們已經(jīng)完成了硬件和軟件的部件的設計。對這種兩輪自平衡機器人在運動時候的規(guī)律進行分析，計算方式是PID,對機器人進行控制，這樣一來機器人在運動的時候也是平滑的，抵抗干擾的能力也大大的提高了。
關鍵詞 兩輪；自平衡；尋線機器人；機械；硬件軟件
目錄 摘要 Abstract 1 緒論-1 1.1 本課題研究的背景-1 1.2 兩輪自平衡尋線機器人使用系統(tǒng)的種類-2 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-3 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀-3 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀-5 1.4 本課題研究的內(nèi)容-6 2 機械部分的設計-7 2.1 兩輪自平衡尋線機器人的組成-7 2.2 兩輪自平衡尋線機器人的基本原理-7 2.3 主要零件的選擇、設計與確定-8 2.3.1 直流伺服電機的選擇與確定-8 2.3.2 齒輪的設計與確定-9 2.3.3 設計大齒輪連接軸-11 2.3.4 座架、上支架及左右固定架的設計與確定-12 2.3.5 軸承的選擇與確定-14 3 自平衡控制方案-16 3.1 姿態(tài)傳感器信號處理-16 3.2 MPU6050傳感器電路-16 4 尋跡方案-23 5 控制系統(tǒng)硬件部分設計-27 5.1 微控制器選型-27 5.2 驅動機構控制電路設計-29 5.3 編碼器-32 5.4 串口通訊電路設計-32 6 控制系統(tǒng)軟件部分設計-33 6.1 串口通訊定義-33 6.2 上位機軟件設計-33 6.3 下位機軟件設計-34 6.4 兩輪自平衡尋線機器人的PID控制-34 6.5 PID原理-34 6.5.1 流程圖-36 結論-38 致謝-39 參考文獻-40 |
