(毕业论文)直进轮系机器人行走机构的设计fq.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.论文题目：直进轮式机机器人行走走机构的设设计 完成成日期： 指导导教师签字字： 答辩小组成成员签字： 摘要 随随着科技的的不断发展展，对于外外星球与未未知地域探探索的增加加，使得机机器人的应应用显得越越来越重要要，随着机机器人的发发展，其渐渐渐地走向向了成熟，由由原来的室室外工作走走向了室内内工作，由由原来固定的人工环境境逐渐的走向向移动式的的非人类工作环境。在现现阶段，机机器人的研研究已经在在研究领域域显的非常常重要。无无论是在军军事还是服服务业等都都得到

2、了充充分的应用用，用无线线方式接收收信号的方方式实施有有效控制，按按照人类预预想的实行行快速有效效地完成移移动。轮式式机器人有有其明显的的特点，机机构简单并并且活动十十分灵活这这使得轮式式机器人备备受青睐。另外移动动机器人有有全方位与与非全方位位两种形式式。同样的的，轮式移移动机构在在类型方面面也有很多多，一般的的轮式机构构，很难定定位和定向向，然而全全方位机构构则可以利利用本身所所具有的轮轮式结构特特点来很好好的实现定定位和定向向的功能，其其自身的轮轮式结构使使得在很多多场合尤其其具有优越越性；比如如说狭窄的的弯道地域域，全方位位机器人灵灵活自如，原原地零半径径旋转，很很轻松的转转弯。其精精

3、准的的定定位功能，其其在未来的的应用与发发展当中有有着不可或或缺的功能能，这势必必会影响未未来机器人人的发展。本文正是本本着对机器器人未来的的发展为基基石，结合合全方位机机器人对未未来不可磨磨灭的贡献献，在其原原有的基础础上进一步步完善功能能，设计出出了一种新新型的机器器人机构。使得机器器人功能的的最大化，以以便于做为为防爆，探探索，侦查查等工作的的一个搭载载平台。文文章在基于于一系列的的先进平台台上，研究究一种全方方位的多功功能机器人人，各个独独立运行的的驱动系统统，再加上上其所拥有有的智能系系统化模板板，这些有有机的相结结合为后面面的继续研研究，提供供了一个良良好的平台台。此次本本文提出了

4、了一个运动动控制的方方案，其特特有的双向向电机独立立驱动，形形成双驱动动动力，搭搭载特有单单片机模块块的控制系系统，实现现了机器小小车的全方方位移动。借此来完完善机器人人对弯道及及沟壑的越越障能力。关键词：控控制系统 机构设设计 驱驱动机构 ABSTRRACTWith robooticss in extrraterrresttriall expploraationn, fiield tripps , miliitaryy, seecuriity aand ootherr neww areeas tto bee inccreassinglly wiidesppreadd adooptioon o

5、ff robboticcs frrom tthe iindooor too outtdoorr , ffixedd , mmovinng toowardd thee arttificcial enviironmment , noot arrtifiiciall envvironnmentt. Moobilee robbots havee beccome an iimporrtantt braanch of rrobottics reseearchh. Inn manny occcasiions, millitarry, ddangeerouss opeeratiion aand tthe ss

6、erviice hhas bbeen appllied , yoou neeed tto reeceivve reeal-ttime roboot coontrool coommannds wwirellesslly too thee dessiredd speeed, direectioon annd trrajecctoryy fleexiblle annd coomforrtablle too movve . Becaause of wwheelled rrobott mecchaniism wwhichh is simpple, flexxiblee feaaturees acctiv

7、iitiess parrticuularlly faavoreed. TThe mmobille feeaturres ccan bbe diivideed innto nnon- mobiile rrobott rouund aand rroundd twoo kinnds. The typee of wheeel moovemeent mmechaanismm is alsoo a llot ffor tthe aaveraage wwheelled mmobille meechannism can not be aarbittraryy loccatioon annd orrientta

8、tioon, aand aa fulll raange of mmovinng aggenciies ccan uuse tthe wwheell hass thee possitiooningg andd oriientaationn funnctioon , can be rrealiized in aa twoo-dimmensiionall plaane tthe mmovemment fromm itss currrentt loccatioon inn anyy dirrectiion wwithoout tthe nneed to cchangge thhe atttituude

9、 oof thhe boody , in somee casses ttheree aree obvviouss advvantaages ; suuch aas whhen aa narrrow or ccrowdded pplacees off worrk , fulll movving mechhanissm foor itts zeero tturniing rradiuus annd fllexibbilitty frree tto waalk tthrouugh. In aaddittion, manny reequirre prrecisse poositiioninng ann

10、d hiigh aaccurracy trajjectoory ttrackking timee, fuull- moveementt mecchaniism ccan pposittion theiir miinor adjuustmeents . Ass thee rouund wwheell movving mechhanissm haas a uniqque ccharaacterristiic off thee gennerall wheeeledd mobbile mechhanissm caan noot bee repplaceed , for the studdy off m

11、obbile roboot too wallk inn an impoortannt seense, beccome the deveelopmment trenndof the roboot moovingg boddies.In thhis ppaperr, a multti-puurposse moobilee robbot aas reesearrch oobjecct, aand ccombiine rrobottics deveelopmment in oour ccounttry , to furtther raisse thhe cuurrennt nuumberr of fu

12、ncctionns annd thhe neeed tto fuurtheer meeet tthe nneedss of perfformaance indiicatoors, desiignedd a nnew ttype of rrobott mecchaniism . Robbot mmechaanismm cann be usedd as a pllatfoorm eequippped withh dettectiion, inveestiggatioon, aand eexploosionn-prooof ooperaationn. Inn thiis paaper, thee b

13、ehhavioor off wheeeledd mobbile roboot coontrool baased on mmultii- seensorr tecchnollogy, botth haardwaare aand ssoftwware aspeects of mmobille roobot archhiteccturee , rrobott dessign , mootionn conntroll commponeents , suuch aas exxpandded iin-deepth studdy annd diiscusssionn , aa mottion conttro

14、l scheeme iis prropossed , andd behhavioor coontrool syystemm forr mobbile roboots . To imprrove the roboot onn thee corrnerss andd gullly cclimbbing obsttaclee cappabillity . Keyywordds : Conntroll sysstem drivve meechannism desiign aagenccy.目录1引言111.1简介介11.2发展展概况11.3在国国内外研究究现状21.4背景景及意义论论文41.5论文文的

15、主要内内容62轮式机器器人的运动动控制821 移动机器器人控制系系统设计82.1.11 原理理82.1.22 元器器件的选择择82.1.33 移动动机器人在在平台上的的总体结构构92.1.44移动机器器人硬件系系统系统92.1.55移动机器器人的电源源和驱动模模块102.1.66移动机器器人传感器器系统102.2 移动机器器人运动控控制研究103轮式机器器人设计153.1移动动机器人结结构分析153.1.11驱动机构构153.1.22车轮1732 移动机器器人的结构构设计17结论300致谢311参考文献321引言1.1简介介机器人的建建立、发展展与诞生，220世纪期期间，自动动控制系统统成为了

16、最最权威研究究创新成果果。由爬行行机器人行行走到两条条腿走路站站立，只用用不到200年的时期期，然而人人类进化的的过程却经经历了数百百万年。现现在的工业业机器人技技术已经向向前得到了了前所未有有的快速发发展。机器器人已经能能够使用工工具看，听听，讲，逐逐渐开始能能够做出类类似人类的的行为和一一些思想上上独立的决决定，该应应用程序已已逐渐从传传统的制造造业扩大到到军事领域域，有些领领域对海洋洋勘探活动动，对宇宙宙的探索起起到了至关关重要的作作用，而且且逐渐的开开始进入家家庭与服务务行业。作作为一种先先进的机电电一体化产产品，机器器人和自动动化控制系系统技术的的发展，技技术方面的的发展是分分不开的

17、。 现现在，我们们知道移动动机器人是是由传感器器，远程控控制系统和和自动控制制的移动运运营商来共共同组成的的。移动机机器人具有有移动功能能，您可以以在危险，恶恶劣的环境境，使用普普通机器人人的灵活性性和机动性性代替人的的工作。随随着经济和和科技的快快速发展，人人类探索未未知世界的的梦想越来来越激烈的的快速发展展，机器人人的快速发发展所取得得的成就前前所未有。 六七十十年代，世世界超级大大国美国和和苏联就已已经发明了了机器人，并并且成功的的探索了月月球，并且且取得了良良好的效果果。美国33号“探险家” ，很顺利在月球上完成任务，包括挖沟，越障等。同时，苏联的“月球人” 20日到达月球表面，其携带

18、的凿岩机所配备的完全智能化使其平稳着陆并且进入土壤和岩石后收集样品，并成功的带回地球1。当在20世纪70年代初，早稻田大学开发了一种两足步行机器人，它具有很多特殊的功能，这些机器人可以适应许多复杂的环境且不受外部环境因素：诸如温度，空间，湿度，重力，磁场和辐射的影响。1.2发展概况 短短的20年时间，使得机器人的研究状态变得异常的活跃，而且还快速的发展，其关键原因在于：第一，机器人在各个领域的应用范围逐渐的在变宽。其次，它是科学和技术的世界，机器人的广泛传播，与人类不断地探索未知的世界，都使得机器人充满了巨大的潜力。机器人的作用日益突进，对人类的生活显得越来越重要，安全与稳定成为了评估机器人的

19、标准之一，所以提高机器人的产量和质量已成为这一阶段的一个不可缺少的手段，截至到目前，对具有步行分割体的机器人在地面上主要分为三种类型履带式，足式和轮式。这三中都有各自的特点2。（ 1 ）履带式。第一次出现在坦克和装甲车，后来逐渐应用到组织在地面上，因为履带机制可以很容易地越过沟壑，并穿越障碍，通过沟渠，常应用于复杂地形侦察和探索，比较其承载能力强，但履带的结构导致了其操作不灵活。（ 2 ）足式。步行机器人的适应比较强，特别是多足机器人，可以轻松跨越的步骤和一些障碍，但作用并不一致的能力，速度慢，控制比较复杂，比较难以实施。其足式机器人又可以从移动行走上大致可分为两类：静态和动态行走机器人。（

20、3 ）轮式。四轮移动机器人尤其明显的几个特点，一：操作简单，二：稳定，三：结构轻巧，四：移动速度迅速且灵便容易操控。常适用于行走在平坦的地面，移动速度快，但其越障能力比较弱。随着科技的发展和进步，悬架系统和四轮底盘的出现，使得车轮机器人可以很容易地适应不平坦的地形，这里的越野能力也得到了大大提高的时代。1.3在国内外研究现状1.3.1国外研究 机器人技术的发展是一个20年代中期在上个世纪的伟大发明。从20世纪60年代，日本，法国，美国，俄罗斯和其他一些国家航空领域竞争比较激烈。美国曾经在66-68年，就发射无人月球探测器两次游行，都成功了。美国“在20月”降落在月球表面，在无人操作的情况下，行

21、走，切割坚硬的岩石，成功的把土壤和岩石样本搜集到收容器成功的带回地球。 1997年，火星上的美国旅居月球车再次登上。虽然这只是一个很小的载荷示范车，但它依赖于先进的技术，再次证明了火星车的性能，并成功完成了一系列的实验。 农历2004年2月的一天，美国“机遇”号探测器， “勇气”号探测器成功的登上了火星。2007年，喷气推进实验室已成功研制出月球车，该车六条腿，每片含六个轮子，能够独立操作，独立完成自己的角色，越障性能，环境适应性强，使其有一个质的提高的。1959年到1976年短短不到20年期间，苏联在高科技的配合下，成功的完成两个月球车相继发射的实验3。然而，第二汽车（月球车- 2 ）完成的

22、最出色。 2车共为近四个月，行驶约37公里，与此同时日本和欧洲，也对流动站做了很多深入的研究，还开发了汽车的几个原型，但尚未落地。 其中在第二次世界大战期间的军事，德国已经开发了数以千计的远程无人机拥有全制动缸自爆，在战争中起到了至关重要的作用。最近的阶段期间，美国为了能够长期的维持自己在世界上的霸权地位，十分重视在智能机器人探索上的研究，并已经成功的开发出了军队智能化的条件。智能移动机器人在现代战争和反恐的过程中被应用。就在近阶段的阿富汗、伊拉克战争中，使用的智能鳄鱼战车就起到了至关重要的效果。近年来，美军已研制成功被称为“大狗”机器人，该机器人可以在战场上灵活的交付货物，并具有较强的稳定性

23、。不管是什么样的地形，可以灵活地调整自己的平衡，从而达到越过障碍，顺利的任务目标。甚至影响到外面的世界，也可以灵活地保持自己的平衡。1.3.2国内研究现状 如今，机器人的研究和发展进入了一个新的阶段，虽然与国外一些国家，还存在一定的差距，但在宏观的角度来看技术发展水平正欣欣向荣的快速发展，其中与政府的支持和投资基金是密切相关的，另一方面也为促使一些高校，科研机构开展调研轮式机器人做了铺垫的。很多高等大学也一直在研究，取得了一些成果。例如，清华大学的很多工作中的检测和在机器人探索火星表面的几何造型方面都进行了一系列的研究，同时也对这些技术需要进行深入的讨论。另外，国防大学做了相关的研究，并制定了

24、测试车辆的样品，而且还分析和研究控制系统4。直至近日，我国的主要结果可分为以下几个部分：1 .上海交通大学的研究人员建平等，首次提出月球机器人结构5的想法，并在粘接性能的同事研究了障碍物静态稳定和结构性能。前三个特征可以独立驱动，后两者从动轮，前轮驱动电机。2 .上海大学，开发出全系列的可越障车，轮的轮动可沿任何方向移动或旋转，向前移动可以以任意角度行走，而且能够跨越路径行进中遇到的障碍。3 .中国科技大学朱长同志，提出了一个机器人及其运动学建模和仿真 - 复合结构障碍的机器人。这个机器人是三个结构设计在一起，包括挂接腿，履带，车轮，并为后轮驱动，每个车轮由直流伺服电机驱动，由生产转向速度不佳

25、来实现其功能的运动原理的复合材料。1.4背景及意义论文1.4.1背景 两千多年前，就开始用简单的木制移动世界。直到近代，工业革命在世界上出现了第一个机器人，然后，机器人有不同的功能，在不同的领域，涉及方方面面，甚至进入了普通百姓家。机器人广泛的不同应用，这是我们意想不到的。 不同的机器人应用，不同的移动方式，这也使得我们研究的方向也开始有了很大的区别。但是，其基本的操作系统，应用程序，支架等，是大致相同的。这机器人研究方面，首先确定的是他们有着类似于人类的视觉、听觉、触觉的一些传感器。另外现代智能机器人的运行机制也分为很多分钟，例如：轮式，腿式，轮腿，和一些特殊类型等等。不同的结构设计，不同的

26、机器人类型适合于不同的恶劣环境，要适应于平坦的的路面与沟壑之间的不同情况。现在的机器人不仅要满足这些结构需要，更需要向前发展。在20世纪80年代，一种新型的体制适应和社会现代化已经成为机器人研究的一个重点：腿的风格。这个机器人是非常高的适应性。 与我们生活息息相关的应用最为广泛的是轮式机器人，其灵活的运动形式与平淡路面的适应形势，使得其在生活中应用的最为广泛，其中最常见两种轮式移动机器人：一：两轮；二：四轮。如果在平坦的地面上，轮系机器人可以说是最佳的选择。并已为它的发展提供了成熟的技术在其他领域（如汽车行业）5 。1.4.2研究意义此次对于机器人的研究与改进，可以使得机器人的性能有个显著地提

27、高，其中高流动性的机器人，适用于不同的环境，可以帮助人类进入人类所不能到达的领域，或者可以在环境中生存的一些国防和民生领域，其中在国家高度反恐的号召与行动中也起到了显著作用。适用于宽范围的移动机器人，但总可分为三个区域:（ 1 ）对于军方调查，以及一些排斥的危险我们国家大部分为山区，平原，其环境因素，决定了军事侦察机器人的重要作用，侦查机器人不仅可以控制快速完成任务并迅速融入不同的环境，而且在人类所不能企及的一些领域，出色完成任务。另外凭借其优秀的环境适应能力，也为军事行动提供了一个快速的，良好的一个平台，可以非常快捷的到达目的地6。例如，我们安装在机器人上行程表，GPS电子地图， GPS电子

28、导航，电子狗等等，都可以被布置成使得所述机器人完成任务准确人类迅速和容易。（ 2 ）对于任务的检测和航空航天方面的危险检测越障性能优异的智能机器人，使得它在考古学，洪水，干旱，山体滑坡等危险环境中也发挥了显著作用。对于古埃及金字塔的探索，现在已经利用古墓电力探索机器人来进行探索。除此之外，在大型工程建设一些方面，智能机器人维护大坝的安全以及随时准确的检测，都会对一些受损的桥墩和一些建筑物等进行快速有效的探测与评估。在制造业中，损坏的管道，排水渠，墙壁可以被检测，还可以根据地震人员伤亡与具体位置来配合救援工作。 国外很早就开始探索其他星球，其中月球和火星是人类研究的主要对象。但是，由于地球外环境

29、因素，人类不能使直接检测和研究。出于这个原因，移动机器人成为探测地球外人类的重要手段。（ 3 ）快速定位和导航的运输 在一个现代化的大都市，拥有大型购物商场，智能机器人已逐渐扮演导游，警察等角色。无需人类维护，就可以保持良好的法律和秩序的社会。现在的大型码头，都安装在系统中可以快速的进行AGE运输。其流程与一些路径规划，可以使得其程序运作良好，此外，他们可以根据多少自己的电力，及时快速的充电，进行不间断的，高效率的工作。 智能机器人其整体性能正朝着其他一些高性能，稳定，高安全性，性能，移动性和发展的灵活的方面。 移动机器人的发展，快速发展，取得了科学技术成果显着，社会地位也越来越重要，是人类不

30、可缺少的主要工具之一。随着机器人的不断发展，其领域更广泛的延伸。对于一些人类很难完成的复杂任务，其全部希望一般都寄托在智能机器人上。因此，全智能集环境、动态监测于一体的集成控制系统的研究和开发，这是势在必行，不可更改的。基于我们对传统的认知模型，可以清晰的了解人工智能机器人所拥有的控制系统结构，而且其基于符号的推理过程来逐渐的实现其现有要求的运行模式，达成要求，主要是在于环境之间的一些不可或缺的组成部分，从关注模型该模型的控制系统必须是准确的，并且符号是相同的。 反应控制系统使机器人适应某些非人类生存环境的迅速转变。任何一个系统不可能达到完美，都有着其自身的局限性，反应控制系统同样也是，其不具

31、备记忆功能，信息不能直接的储存，也不能在其已有的知识基础上进行有效的学习，这种行为的控制，我们通常称之为延长反应系统，它仅仅控制该协商类型之间的配方和终端之间的反应的一种简单方法。在基于这样的行为为基础的控制方法上，单一的控制系统对不同任务的分解方式不同，并且是同时进行，机器人任务的全部操作就是要把整成部分，成为基本的，简单的，一些行为单元则每个单元进行它们之间的协调。每个单位都有自己的小整体，有自己的感知系统的执行单元，构成感知和执行中的一个。机器人会根据自己的系统先后顺序，然后可以完成需要的不同任务。他的优势是，他的每一个单元的功能特性之一是相对于相对简单的传感器，并通过一些简单的信息处理

32、可以很快得到了良好的经营业绩。因此，它是底层控制行为控制机器人的最佳选择。1.5论文的主要内容 本文主要是对机器人的控制系统和结构设计进行的研究。主要的驱动机构是四轮驱动机构。即，直接连接到每个车轮与框架，它具有行走功能。体内装有一个大直径的车轮，使之能适应户外，草，沙子和其他的步行环境。配有独立的驱动控制可以在不跨越障碍，避障等功能转弯半径来实现。移动机器人的结构的设计。这包括机器人主体的行结构和尺寸。模块化设计（移动机器人）。主要在于机器人所具有的的环保意识，动态上的决策功能和规划上等一些多种的功能。普通机器人之间也存在着区别，主要的区别就是安装在机器人平台上的可动载体。另外，我们在移动机

33、器人的设计上，应该遵循一系列的设计原则： 1：一般的机构应该很容易满足并快速拆卸，以方便我们平时的测试，调试，维修等。2：给机器人未能及时组件的临时功能元件和一些传感器和其他特征留有一定的位置，以备将来在改进和扩展所安装的优先位置。3：角模块化设计，我们必须在每个功能模块设备之间隔开一定不能互相干扰。移动机器人的运动控制分析。为了成功地避开障碍物，机器人必须在转向性能的自主权和灵活性。因此，机器人的操纵性能是它能够适应地面的能力的一个重要方面。2 轮式机器人的运动控制21 移动机器人控制系统设计 本次设计的论述移动机器人为以STC12C-5408AD为控制核心的后驱四轮机器人。最前端为信号采集

34、模块，主要功能是:线标志的读取，前轮上的万向轮主要负责转向功能，后轮是主要功能是驱动力，为机器人提供动力，另外，应该采用差速机构进行驱动，且电源为直流电源。2.1.1 原理单片机系统是一种基于信号采集模块平台上的，对路面一些标记信号精准的读取，然后由虚拟量直接快速的转换为机器系统本身能够有效识别的数字信号，然后再经过智能信息化处理，输入到单片机中，之后单片机可以通过我们己经写入到了的程序，对其已经读取到的信号在进行进一步的判断，最后就可以通过驱动模块和转向控制模块来完成机器人的最后运动状态。重点是所采用的电机驱动模块需要采用直流电机来对我们的机器人进行驱动，另外还要注意调节电机之间的转速来进一

35、步的实现机器人灵活转向。2.1.2 元器件的选择 本次设计主要实现信号采集与分析、直流电机控制两大功能，但是单片机系统的运行程度决定了机器人的最终运动状态，机器人性能的好坏绝大部分取决于单片机的选择。采集信号我们需要AD转换接口，在于本次的设计中我们就选择了国产的单片机STC12C5408AD，是新一代单片机，速度是比较快的快，集成度也是比较高的。其多种功能与快速处理器于一体，同时还具有了ISP的功能，用户可以根据自己的需求，在自己目标的系统上，经过一系列的额串口与PC连接，就可以快速直接的由PC客户端对他进行 ISP下载编程，几秒钟的时间就可以完成7。关于电源问题，研究者在集成整个控制系统之

36、前势必需要进行考虑的。控制系统在运行的过程中，其电机所消耗的电量要远远的大于控制系统的消耗，并且控制系统在运行过程中，机器人出现的的加减速与一系列的拐弯动作这都会导致使用电压的不稳定，所以我们在设计与安装时，要使得电机驱动电源与控制系统电源相互独立互不干扰，对单片机系统设计一个独立核心供电系统，以便于勇来确保单片机能够充分的得到5V电源，用于正常的运转。 2.1.3 移动机器人在平台上的总体结构移动机器在功能上应具有以下的一些特点：能够在静态的条件下对路径由一个整体的规划，并且可以快速的控制机器人整体上的导航，很好的完成任务； 出现障碍物时，能做到识别并做出相应的避障反应； 主要的视觉系统能够

37、对目标进行快速搜索与跟踪；并且可以辅助整体导航，对机器人前进的目标进行精确定位8。鉴于以上的研究目标，提出如下总体设计要求： 1 机器人动作灵活，控制方便； 2采用模块化设计 3 感知能力要丰富，方便对其行为控制全面研究；4在保证功能实现的前提下，尽量减少系统硬件的成本；5便于扩展、调试、及维护。6根据由上述移动机器人的整体结构，从底层开发上述的设计要求被分为五个等级：主要分为用户级，决策控制层，感测/基础决策，运动人员。的层和层之间的通信有标准的物理层和协议层，这些层是高度可扩展的。2.1.4移动机器人硬件系统硬件包括一个移动机器人平台和无线通信系统中的组件，使用上，下两分布式控制系统结构。

38、移动机器人平台的典型四轮机器人，前两个脚轮，两个独立的后轮驱动，后左和后右车轮安装直流电动机和电动机控制器，移动机器人平台和攀登障碍物，三维空间，以提供一个导航平台。系统的硬件组件可以被分成三个模块：将电源和驱动器模块，传感器模块，控制计算机模块，并通过功能类别，机器人可分为用户级传感/控制子系统，智能决策系统等9。2.1.5移动机器人的电源和驱动模块 在移动机器人中使用的功率模块和功能模块的每个功能单元，主要内容有：对DSC （ TMS320F28335 ）函数在数据处理单元的运动控制代理功能ARM9的图像采集和处理单元和直流电机及检测驱动器和其他功能单元10。2.1.6移动机器人传感器系统

39、 机器人的传感系统主要的任务是为了获取内外部工作信息，这是机器人感知决策和行动的不可或缺的三大要素之一。感测的传感器单元的系统的硬件组件，其功能是提供外部环境，如视觉，力，触觉机器人，机器人本身可以感知的状态和位置。外部的传感器分为 24通道和光电开关，另外传感器模块上的还有超声波距离传感器，两个全景视觉摄像头，感觉与接近传感器，然而还一次提供了8个预留的标准接口11。我们所看到的传感器主板电源，主要的是由两针接口POWER输入之后，然后根据后来信号的分离分成两路，其中一路可以经过对保险管与TVS管进行有掉的恢复，从而为传感器系统提供24的电源，然而另一路则就直接的为PC提供一系列的电源电压供

40、应。其中L1与L2分别是传感器、PC电源指示灯。 IP1D231 2 F1D24 RATT POWER1 IP2 1 212 SW 3A D22+C2C3 +F21000q/50V COMPUTER 3A BATOND图2.1电源输入以及简单保护电路2.2 移动机器人运动控制研究本文章所研究的四轮机构也像普通的机器人一样采用轮子，小腿，小支架的形式以及其他机构并存的情况下进行有效的运动。主要采用的是后轮驱动机构，前轮从动，二期前轮的作用仅为支架的作用，后轮驱动采用的是双电机驱动，主要控制轮子的转弯与角速度的有效控制，合理的完成转弯越障碍物等一系列复杂的任务。2.2.1 车体结构与运动学分析看下

41、列结构图形，很明显的看到两后轮的双驱动装置，电机与电机之间互不干扰，电压稳定为直流电压，速度恒定输出，而且随时可以根据需要调节电压的大小来控制其转速。前轮是从动轮，仅起到支撑的作用无向导功能12。图2.2 车体结构图 图2.3 车体运动路径 图3为车体运动路径示意图。O为坐标原点，也是车体运动的起始点，经过t时间后小车慢慢的运动A点.在这其中，Ex(t)、Ey(t)分别为小车在X方向上和Y方向上的位移；与W分别是小车的角位移和角速度。根据以上假设，可以推断出以下关系式： Ex= (1) Ey= (2) = (3)在允许的误差内我们可以认为，: cos=1 （4） sin= （5）两电机电压包的

42、稳定是用来确保后轮中V（速度）是常量，即v=v0，则式（1），（2）和（3）可表示如下： Ex=v0t （6） Ex= （7） = （8）推导出： n=knU+Cn （9）Kn、Cn是常数。根据上述公式可以推导出车体在转动时的角速度与后轮中点处的速度v0，： w=（N2-N1）D/W （10） v0=（N2+N1）D/2 （11）N1，N2为左右轮转速，D为后轮的直径，W是两后轮之间相对的距离。把式（9）分别代入式（10）与（11）中，可以得到 w=(（U2-U1）DKn)/W （12） V0=(（U2+U1）DKn)/2+DCn （13）其中U2和U1为小车左轮和右轮的输入电压。由式（13）可知，假如车体后面的两轮的各电机输入的电压之和是常数，从而推导出速度V0也是常数。假设车运动时，会产生瞬时的角速度，那么其运转所需要电压差应该为U2-U1=W/(DKn)= u （14）若使： U1=U-u/2