避障車的詳細(xì)設(shè)計方案

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1、機(jī)器人避障實訓(xùn)實訓(xùn)目的：通過設(shè)計機(jī)器人避障的目的是為了掌握電路設(shè)計的方法和技巧。如何將學(xué)習(xí)到的理論知識運(yùn)用到實際當(dāng)中去，怎樣能夠活學(xué)活用，深入的了解電子元器件的使用方法，了解各種元器件的基本用途和方法，能夠靈活敏捷的判斷電路中出現(xiàn)的故障，學(xué)會獨(dú)立設(shè)計電路，積累更多的設(shè)計經(jīng)驗，加強(qiáng)焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成這次實訓(xùn)。技能訓(xùn)練：????掌握基本的電路設(shè)計方法和技巧，能夠獨(dú)立的分析解決一般性質(zhì)的問題。鞏固單片機(jī)基本的知識，加強(qiáng)理論與實踐的結(jié)合能力。能夠分析一般性的電路，了解各種元器件的基本用途和方法，積累更多的設(shè)計經(jīng)驗，加強(qiáng)焊接能力和技巧

2、。方案論證、1．尋跡檢測方案的選擇????探測路面黑線的基本原理：光線照射到路面并反射，由于黑線和白紙對光的反射系數(shù)不同，可以根據(jù)接收到的反射光強(qiáng)弱來判斷是否是黑線。利用這個原理，可以控制小車行走的路跡。下面幾種可行的方案是根據(jù)本原理設(shè)計的：????方案一：采用普通的發(fā)光二極管及光敏電阻組成的發(fā)射接收方案，如圖1-1所示。其工作原理：當(dāng)無光照時，光敏電阻呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，又分壓公式可知，電阻R2無壓降三極管截止，三極管的集電極輸出高電平；反之，當(dāng)有光照的時候，光敏電阻接收到反射的光，其阻值下降，由分壓公式，R2有壓降三極管導(dǎo)通，輸出低電平，利用高低電平可以

3、判斷控制小車的形程和方向。本方案能達(dá)到基本的控制要求，但是它的缺點(diǎn)在于容易受到外界光線的干擾，不易于控制小車的行跡，損壞了信號采集的效果。主要是因為可見光的反射效果跟地表的平坦程度、材料的反射情況有關(guān)直接影響到檢測效果。1-1發(fā)光二極管及光敏電阻組成的發(fā)射接收方案????方案二：脈沖調(diào)制的反射式紅外發(fā)射接收器。由于采用該有交流分量的調(diào)制信號，側(cè)可大幅度減少外界干擾；另外紅外發(fā)射接收管的最大工作電流取決于平均電流。如果采用占空比小的調(diào)制信號，再平均電流不變的情況下，瞬時電流很大（50~100mA），則大大提高了信噪比。并且其反應(yīng)靈敏，外圍電路也很簡單。如

4、圖1-2所示。它的優(yōu)點(diǎn)是消除了外界光線的干擾提高了靈敏度，制作比較簡單。1-2脈沖調(diào)制的反射式紅外發(fā)射接收方案????由以上兩種方案比較可知。方案二要比方案一優(yōu)勢大，市場上很多紅外觀點(diǎn)探頭也都基于這個原理。其電路簡單，工作可靠，性能比較穩(wěn)定。從而避免了電路的復(fù)雜性，因此我先用方案二作為小車的監(jiān)測系統(tǒng)。2．電動機(jī)的選擇????市場上用很多種類的小電壓直流電動機(jī)，很方便的選擇到。主要有普通電動機(jī)、和步進(jìn)電動機(jī)。????方案一：采用步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電動機(jī)的一個顯著的特點(diǎn)就是具有快速啟動和停止能力，能夠達(dá)到我們所要求的標(biāo)準(zhǔn)。如果負(fù)荷不超過步進(jìn)電機(jī)所能提供的動態(tài)轉(zhuǎn)

5、矩值，就能夠立即是步進(jìn)電機(jī)啟動或反轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)換靈敏度比較高。正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)控制靈活。但是步進(jìn)電機(jī)的價格比較昂貴，對于我們的現(xiàn)狀相差太遠(yuǎn)。????方案二：采用普通的直流電機(jī)。直流電機(jī)具有優(yōu)良的調(diào)速特性，調(diào)速平滑、方便。調(diào)整范圍廣；過載能力強(qiáng)，能承受頻繁的沖擊負(fù)載，可實現(xiàn)頻繁的無極快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)。能滿足各種不容的特殊運(yùn)行要求。由于普通直流電機(jī)價格適宜，更易于購買，并且電路相對簡單，因此建議采用直流電機(jī)作為動力源。3．電動機(jī)驅(qū)動方案的選擇????方案一：采用電路網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字電位器調(diào)整電動機(jī)的分壓，從而達(dá)到調(diào)整速度目的。但是組織網(wǎng)絡(luò)只能是先有極調(diào)速，而數(shù)字電阻的

6、元器件價格比較昂貴，且可能存在于干擾。更主要的問題在于一般電動機(jī)的電阻比較小丹電流很大，分壓不僅會降低效率，而且實現(xiàn)很困難。????方案二：采用繼電器對電動機(jī)的開關(guān)控制，通過控制開關(guān)的切換速度實現(xiàn)對小車的速度進(jìn)行調(diào)整。這個電路的優(yōu)點(diǎn)是電路較為簡單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時間長，易于損壞，壽命較短、可靠性小。????方案三：采用四個大功率晶體管組成H橋式電路，四個大功率晶體管分為兩組，交替導(dǎo)通和截止，用單片機(jī)控制使之工作在開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)行。該控制電路由于四個大功率晶體管只工作在飽和與截止?fàn)顟B(tài)下，效率非常高，并且大功率晶體管開關(guān)的速度很快，穩(wěn)定性也

7、極強(qiáng)，是一種廣泛采用的電路。????由以上三種方案，我們選擇了四個大功率晶體管組成H橋式電路的293集成芯片如圖1-3所示運(yùn)用方便簡單，軟件也簡單。1-3L293集成芯片4．障礙物探測方案的選擇????方案一：脈沖調(diào)制的反射式紅外線發(fā)射接受器。由于采用該有交流分量的調(diào)制信號，則可大幅度減少外界干擾；另外紅外線接受官的最大工作電流取決于平均電流。如果采用占空比小的調(diào)制信號，再品均電流不變的情況下，順勢電流很大（50~100mA），則大大提高了信噪比。并且其反應(yīng)靈敏，外圍電路也很簡單。如圖1-2所示。它的優(yōu)點(diǎn)是消除了外界光線的干擾提高了靈敏度。????方案

8、二：采用超聲波傳感器，如果傳感器接收到反射的超聲波，則通知單片機(jī)前方有障礙物，如則通知單片機(jī)可