果實采摘機器人果實采摘機器人運動控制系統(tǒng)設計

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1、果實采摘機器人果實釆摘機器人運動控制系統(tǒng)設計導讀:就愛閱讀網(wǎng)友為您分享以下“果實采摘機器人運動控制系統(tǒng)設計”的資訊，希望對您有所幫助，感謝您對92to.com的支持！圖3.11顯示模塊325超聲波模塊電路設計本設計采用T/R-40-12小型超聲波傳感器作為探測前方障礙物體的檢測元件，其中心頻率為40Hz,由80C52發(fā)出的40KHz脈沖信號驅動超聲波傳感器發(fā)送器發(fā)出40KHz的脈沖超聲波，如機器人運動時前方遇到有障礙物時，此超聲波信號被障礙物反射回來，由接收器接收，經(jīng)LM318兩級放大，再經(jīng)帶有鎖相環(huán)的音頻解碼芯片LM567解碼，當LM567的輸入信號大于25mV時

2、，輸出端由高電平變?yōu)榈碗娖?，?0C52單片機處理。（1）超聲波發(fā)射電路超聲波換能器兩端的震蕩脈沖是由單片機I/O口產(chǎn)生的40kHz方波提供的。為了增加超聲波的探測距離，就需要增加超聲波換能器的功率。為此設計中采用了CD4069六非門反相器來增強超聲波的發(fā)射功率，由于非門實質上是放大倍數(shù)很大的反相放大器，如果給非門加上合適的負反饋電阻，就能夠使它從飽和區(qū)進入線性放大區(qū)。單片機I/O產(chǎn)生的40KHz方波信號一路經(jīng)以及反向器反相后送到超聲波換能器的一個電極，另一路經(jīng)兩級反相器反向后送入超聲波換能器。用這種推挽形式將方波信號加到超聲波換能器兩端可以提高的另一個電極。超聲波

3、的發(fā)射強度。輸出端采用兩個反向器并聯(lián)用以提高驅動能力。其電路原理圖如圖3?12所示。上拉電阻R23，R24一方面可以提高反相器的高電平驅動能力，另一方面可以增強超聲波換能器的阻尼效果，縮短其自由震蕩的時間。Q10的作用是提高單片機I/O口的輸出電壓，目的也是提高超聲波發(fā)射的功率。圖3.12超聲波發(fā)射驅動電路（2）超聲波接收電路集成芯片CX20106A是一款紅外線檢波接收的專用芯片,常用電視機遙控器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與本設計中超聲波頻率40KHz較為接近，所以利用它來制作超聲波檢測接收電路。實驗證明CX20106A接收超聲波具有很高的靈敏度和較強

4、的抗干擾能力。如圖3.13所示為CX20106A內(nèi)部結構及電路連接圖。圖3.13CX20106A內(nèi)部結構及電路連接圖使用CX20106A集成電路對接收探頭受到的信號進行放大、濾波。其總放大增益80dbo以下是CX20106A的引腳注釋:1腳：超聲信號輸入端，該腳的輸入阻抗約為40kQo2腳：該腳與地之間連接RC串聯(lián)網(wǎng)絡，它們是負反饋串聯(lián)網(wǎng)絡的一個組成部分，改變它們的數(shù)值能改變前置放大器的增益和頻率特性。增大電阻R1或減小C1，將使負反饋量增大，放大倍數(shù)下降，反之則放大倍數(shù)增大。但C1的改變會影響到頻率特性，一般在實際使用中不必改動，典型參數(shù)R1=4.7Q,Cl=lj

5、iFo3腳：該腳與地之間連接檢波電容，電容量大為平均值檢波,瞬間相應靈敏度低；若容量小，則為峰值檢波，瞬間相應靈敏度高，但檢波輸出的脈沖寬度變動大，易造成誤動作，經(jīng)試驗測試取3?3嚇為宜。5腳：該腳與電源間接入一個電阻，用以設置帶通濾波器的中心頻率F0,阻值越大,中心頻率越低。取F例如，R=200kQ時，0=42kHz,若取R=220kQ,則中心頻率F0=38kHz。6腳：該腳與地之間接一個積分電容，標準值為330pF,如果該電容取得太大，會使探測距離變短。7腳：遙控命令輸出端，它是集電極開路輸出方式，因此該引腳必須接上一個上拉電阻到電源端，沒有接受信號是該端輸出為

6、高電平，有信號時則產(chǎn)生下降。8腳：電源正極，4.5?5V。第四章運動控制系統(tǒng)軟件設計番茄采摘機器人運動控制系統(tǒng)的軟件主要由等五大部分組成，每一部分都針對相應的硬件路。4.1運動控制系統(tǒng)總程序流程圖首先小車進行上電初始化程序，屏幕顯示小車初始狀態(tài)，后小車開始前進，前進過程中單片機通過超聲波模塊不斷檢測距前方障礙物。當檢測距離小于程序設定的避障安全距離時判定前方有障礙物，此時小車停止前進，與此同時聲光報警器動作，發(fā)光LED不斷閃爍與此同時單片機控制電機驅動模塊驅動電機完成避障操作完，避障動作完成后小車繼續(xù)前進并檢測前方障礙物。圖4.1為系統(tǒng)總程序流程圖。4.2超聲波測距

7、模塊圖4.1運動控制系統(tǒng)總程序流程圖學校代碼:學號:HefeiUniversity畢業(yè)設計（論文）BACHELORDISSERTATION論文題目:番茄采摘機器人運動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)學位類別:年級專業(yè)（班級）:作者姓名:導師姓名:完成時間：工學學士08級自動化(1)班2012年5月15日番茄采摘機器人運動控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)中文摘要本文從機器人機械結構入手，對番茄采摘機器入的運動控制系統(tǒng)進行了研究。首先，參照國內(nèi)外的采摘機器人的研究現(xiàn)狀，分析了番茄采摘機器人機械結構并完成運動控制系統(tǒng)的機械結構設計。其次，對運動控制系統(tǒng)進行了分析和設計。運動控制系統(tǒng)的分析與設