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零转角轮式机器人底座机电传动结构的设计 零转角轮式机器人底座机电传动结构的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:11:01

《零转角轮式机器人底座机电传动结构的设计》修改意见稿

1、“.....本设计决定采用第二种方案。驱动器方案论证方案直流电机这是最最普通的电机。直流电机最大的问题是无没法精确控制电机转的圈数,也就是位置控制,必须加上个编码盘,来进行反馈,来获得实际转的圈数。但是直流电机的速度控制相对就比较简单,用种叫脉宽调速的调速方法可以很轻松的调节电机速度。现在也有很多控制芯片带调速功能的。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩,电机的功率,电机的最高转速。方案二步进电机它可以个角度个角度旋转,不象直流电机,你可以很轻松的调节步进电机的转角位置,如果你发个转圈的指令,步进电机请输入您所在学校的学院名就不会转圈,但是如果是直流电机,由于惯性作用,它可能转圈半。步进电机的调速是通过控制电机的频率来获得的。般控制信号频率越高,电机转的越快,频率越低,转的越慢。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩,电机的功率,每个脉冲电机的最小转角。方案三微型伺服马达......”

2、“.....它的特点是大扭力,控制简单,装配灵活,相对经济,但它亦有其不足首先,它是个精细的机械部件,超出其承受能力之外的力会导致其损坏,其次它内藏电子控制电路,不正确的电子连接也会导致其损坏,因此,有必要在使用前了解其工作原理,以免造成不必要的损失。综上所述,根据自己的需求,选择了微型伺服马达为驱动器。供电单元论证整个系统需要电源的有红外接收与发射设备,单片机,舵机。舵机需要电压为,需要通过将电压转换成供电。在舵机和直流电机工作时,电路中的电流会产生较大的波动。方案采用单电源供电。通过单电源对整个系统进行供电,此方案的优点是减少机身的重量,操作简单。但系统中各个部分所需电压不,通过转换,当同时工作时,可能产生过电流太大,从而烧坏电压转换芯片,甚至烧坏单片机。同时,较大的电流波动影响单片机的稳定性。方案二采用双电源供电......”

3、“.....减少波动,单片机稳定性比较好,可以让小车更好的运作起来,唯的缺点就是会增加小车的重量。综合以上的优缺点,本设计决定采用第二种方案。红外遥控设备论证本设计需要机器人完成前进,后退,转向运动,运动形式比较少,所以选用简单的四个按键的遥控器即可。系统最终方案经过各方面的论证,最终的方案如下机体用有机玻璃自行设计尺寸来制造。行走的腿部运用舵机驱动,且每个足都具有相应的自由度。请输入您所在学校的学院名采用单片机主控制器。采用双电源供电,电压经转化为后供单片机使用,干电池供舵机使用。使用红外遥控器控制机器人的行走,遇到障碍时能够及时避障。驱动器设计微型伺服马达内部结构个微型伺服马达内部包括了个小型直流马达组变速齿轮组个反馈可调电位器及块电子控制板。其中,高速转动的直流马达提供了原始动力,带动变速减速齿轮组,使之产生高扭力的输出,齿轮组的变速比愈大......”

4、“.....也就是说越能承受更大的重量,但转动的速度也愈低。图舵机内部结构微型伺服马达的工作原理个微型伺服马达是个典型闭环反馈系统,其原理可由下图表示图舵机原理图请输入您所在学校的学院名图机器人专用伺服马达工作原理减速齿轮组由马达驱动,其终端输出端带动个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动马达正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲趋于为,从而达到使伺服马达精确定位的目的。微型伺服马达控制标准的微型伺服马达有三条控制线,分别为电源地及控制。电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源,电压通常介于之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离因为伺服马达会产生噪音。甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理......”

5、“.....这个周期性脉冲信号的高电平时间通常在之间,而低电平时间应在到之间,并不很严格,下表表示出个典型的周期性脉冲的正脉冲宽度与微型伺服马达的输出臂位置的关系请输入您所在学校的学院名伺服马达的电源引线图舵机马达电源引线电源引线有三条,如图中所示。伺服马达三条线中红色的线是控制线,接到控制芯片上。中间的是工作电源线,般工作电源是。第三条是地线。伺服马达的运动速度伺服马达的瞬时运动速度是由其内部的直流马达和变速齿轮组的配合决定的,在恒定的电压驱动下,其数值唯。但其平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变,例如,我们可把动作幅度为的转动细分为个停顿点,通过控制每个停顿点的时间长短来实现变化的平均速度。对于多数伺服马达来说,速度的单位由度数秒来决定。使用伺服马达的注意事项除非你使用的是数码式的伺服马达,否则以上的伺服马达输出臂位置只是个不准确的大约数......”

6、“.....即使是使用同品牌型号的微型伺服马达产品,他们之间的差别也是非常大的,在同脉冲驱动时,不同的伺服马达存在的偏差也是正常的。正因上述的原因,不推荐使用小于及大于的脉冲作为驱动信号,实际上,伺服马达的最初设计表也只是在的范围。而且,超出此范围时,脉冲宽度转动角度之间的线性关系也会变差。要特别注意,绝不可加载让伺服马达输出位置超过的脉冲信号,否则会损坏伺服马达的输出限位机构或齿轮组等机械部件由于伺服马达的输出位置角度与控制信号脉冲宽度没有明显部分包括光电转换放大器解调解码电路。遥控发射器专用芯片很多,根据编码格式可以分成两大类,这里我们以运用比较广泛,解码比较容易的类来加以说明,现以日本的组成发射电路为例说明编码原理。当发射器按键按下后,即有遥控码发出,所按的键不同遥控编码也不同。图红外接收模块请输入您所在学校的学院名上图为常用的红外接收模块......”

7、“.....专门用来滤除红外线合成信号的载波信号,并送出接收到的信号。当红外线合成信号进入红外接收模块,在其输出端便可以得到原先发射器发出的数字编码,只要经过单片机解码程序进行解码,便可以得知按下了哪个按键,而做出相应的控制处理,完成红外遥控的动作。控制系统软件设计系统软件流程系统软件流程图如图所示图系统软件流程图软件流程开始时,检测红外遥控节后模块信号变化,无变化,返回,有变化,则检测红外遥控接收模块反馈,当检测到时口电平变化时,单片机给舵机接口端相应的信号,机器人直走当检测到时口电平变化时,单请输入您所在学校的学院名片机给舵机接口端相应的信号,机器人左转当检测到时口电平变化时,单片机给舵机接口端相应的信号,机器人右转。舵机控制软件分析三个舵机分别接入,,,由单片机发出信号控制其时序变化。红外控制软件分析单片机检测红外遥控节后模块信号变化,有变化......”

8、“.....通过检测各三个口电平变化,来发出各种控制信号。致谢转眼间,毕业设计已接近尾声,回想起这三个月的时光,收获颇丰。从当初选定设计题目的盲目,到现在对于课题的清晰明了,付出的很多。非常感谢学院领导和指导老师蔺超文老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的学习环境。通过这次毕业设计,不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习,而且也使我学到了专业领域中些前沿的知识。在毕业设计中,我学会了对本专业所学的些理论知识的应用,学会在应用中发现问题和解决问题的方法,加深了对专业知识的撑握和理解,所取得的这些进步都与老师们的仔细耐心指导分不开。他们的严谨细心勤奋的工作态度也给我留下了深刻印象,对我以后的学习工作有很好的指导作用。非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学,正是由于他们的帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难......”

9、“.....他们的学识和为人也深深地影响着我。在此,请允许我再次向曾直接给予我多次指导的导师表示最忠诚的敬意,参考文献孙恒等主编。机械原理第六版。高等教育出版社,马香峰主编。工业机器人的操作机设计。冶金工业出版社,宗光华张慧慧译。机器人设计与控制。科学出版社,李志尊。基础应用与范例解析。机械工业出版社,杨静宇多传感器集成与信息融合机器人情报,夏德深傅德胜现代图像处理技术与应用东南大学出版社,刘进长,王全福发展机器人技术,占领世纪的经济技术制高点中南工业大学学报,中国年机器人学大会论文专辑,长沙,,请输入您所在学校的学院名蔡自兴机器人学的发展趋势和发展战略中南工业大学学报中国年机器人学大会论文专辑,长沙,张铁,谢存禧主编机器人学,第版,华南理工大学出版社吴广玉,姜复兴主编机器人工程导论,第版,哈尔滨工业大学出版社,熊有伦,丁汉,刘恩沧主编,机器人学,第版,机械工业出版社......”

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