[课程设计] 仿生机器龟的设计 [复制链接]

资料简介：
课程设计-仿生机器龟的设计，共30页，12194字。
中文摘要
随着人类认知领域的不断扩展和研究层次的不断深入，人类的作业环境也开始向着更为复杂的空间发展，例如核辐射场所、深海、太空、有毒环境或高温高压等。这些环境的作业条件远远超出了人类所能够承受的极限，因此人们就开始寻找可以代替人来完成作业的物体，最终人们发明了机器人这种拟人化的机器。
机器人是一种智能型的机器，它能够代替人类的部分工作，从处理个别问题的速度和可靠性来看，它在一定程度上已经超过了人。在国际上关于机器人的定义有好几种，但是这几种不同的定义都有共同的属性是：象人或人的一部分，并模仿人的动作；具有智能或感觉与识别能力；是人制造的机器或机械电子装置。在研究机器人和制造机器人的领域必须要知道机器人学的三定律：第一，机器人不得伤害人或由于故障而使人遭受不幸；也不得见人受到伤害而袖手旁观 。第二，机器人应执行人们所下达的指令，除非这些指令与第一定律相矛盾；第三，机器人应能保护自己的生存，只要这种防护行为不与第一或第二定律相矛盾。所以无论在任何时候，我们都要遵守这三定律。
本次课程设计的题目是仿生机器龟，仿生是模仿生物系统的功能和行为，来建造技术系统的一种科学方法。它打破了生物和机器的界限，将各种不同的系统沟通起来。本次设计通过四个部分来实现机器龟的基本功能。分别是主控制器、驱动部分、传感器部分、机器人的控制部分的设计。其中，在主控制器部分我是通过C8051单片机对机器龟的行动进行控制的。驱动部分，我选择的是直流电动机，由于直流电机控制方便，只用一个简单的H桥电路就能实现电动机的正反转。传感器部分，避障传感器我选择的是红外传感器，趋光传感器我选择的是光敏电阻，机器龟的觅食其实就是当它本身要没有电的时候自动去寻找阳光充电。机器龟的新走机构我选择的是四轮式行走机构。
总之，我设计的机器龟的整体结构包括两个驱动轮，两个转动轮，四个红外传感器，两个光敏电阻，单片机。红外传感器分别位于壳体的前、后、左、右，两个光敏电阻分别位于壳体前部的左右两侧。四个红外传感器，两个光敏电阻的测量电路分别与单片机连接，四个红外传感器用于检测障碍物，光敏电阻用于检测光强，单片机通过根据红外传感器，光敏电阻输入的信号来控制电机，进而控制驱动足。
关键词 传感器，电动机，机器人，仿生龟

目 录
中文摘要    IV
1设计任务描述    1
1.1 设计题目：仿生机器龟的设计    1
1.2 设计要求    1
1.2.1 设计目的    1
1.3 基本要求    1
1.3.1 发挥部分    1
2 设计思路    2
2.1 行走机构的设计    2
2.2 执行器部分的选择    2
2.3 驱动方式的选择    2
2.3.1 液压驱动    2
2.3.2 气压驱动    3
2.3.3 电动机驱动    3
2.4 传感器的选择    4
2.4.1 趋光功能传感器的选择    4
2.4.2 避障功能传感器的选择    4
2.5 主控制器的选择    5
2.6 软件功能的实现    5
2.7 电机驱动芯片的选择    5
3 设计方框图    7
4 硬件设计    8
4.1 单片机模块    8
4.1.1 电源电路    8
4.1.2 复位电路    8
4.2 趋光功能的设计    9
4.2.1 光敏电阻传感器    9
4.2.2 光敏电阻的数量和布局    9
4.2.3 光敏电阻的测量电路    9
4.3 避障功能的设计    10
4.3.1 红外传感器    10
4.3.2 红外传感器的测量电路    11
4.4 觅食功能的设计    11
4.5 电机驱动部分的设计    12
4.5.1 L298简介    12
4.5.2 H桥原理简述    12
4.5.3 驱动电路的设计    13
5 系统软件    14
5.1 软件流程图    14
6 工作过程分析    15
7 元器件清单    16
8 主要元器件介绍    17
8.1 光敏电阻CdS的介绍    17
8.2 红外传感器的介绍    17
8.3 LM7805的介绍    17
8.4 C8051单片机    17
8.5 LM298的简介    18
小结    19
致谢    20
参考文献    21
附录    22

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