摘  要


首先，本文簡述了機器人和移動機器人的概念以及吸塵器機器人的研究意義。然后，本文對所設(shè)計的機器人的控制系統(tǒng)進行了研究，建立了基于雙輪獨立驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并確定了控制系統(tǒng)的各個模塊。接下來本文重點敘述了控制器模塊、傳感器模塊和電機驅(qū)動模塊的設(shè)計。對于控制器模塊，首先簡述了ATMEGE16型微控制器的性能指標(biāo)，然后設(shè)計了其基本電路。對于傳感器模塊，首先簡述了紅外傳感器的性能，然后研究了其在車體上的分布和其本身的硬件結(jié)構(gòu)，最后對紅外發(fā)射電路和接收電路進行了設(shè)計。對于電動機驅(qū)動模塊，首先對直流電動機PWM控制進行了研究，然后設(shè)計了電動機的驅(qū)動電路，并簡述了使用ATMEGE16產(chǎn)生PWM信號的方法。

關(guān)鍵詞：移動機器人； ATMEGA16微控制器；紅外傳感器；直流電動機PWM控制；L298N。

 

Abstract


First, this paper describes the concept of robot and mobile robot and the significance of the study of robot vacuum cleaner. And then, this paper studies the control system of the robot that is designed, and establishes the mathematical model that based on the two-wheel independent drive system, follows with the description of the modules of the control system. At the last part, this paper focuses on the design of the controller module, the sensor module, and the motor driver module. For the controller module, the property of the ATMEGA16 microcontroller is described at first, and then its basic circuit is designed. For the sensor module, first describes the performance of the infrared sensor, then studies the hardware structure of itself and the distribution of them, and design the infrared emitter circuit and the receiver circuit. For the motor drive module, the DC motor PWM control is studied at first, then the driving circuit is designed, and how to provide PWM signal with the ATMEGA16 is described at last.

Keywords: mobile robot; ATMEGA16; infrared sensor; DC motor PWM control; L298N.


 


 


 


 


 


 




目  錄


第一章  緒論 1

1.1  機器人及移動機器人概述 1

1.2  本課題研究內(nèi)容及意義概述 1

第二章  吸塵器機器人總體設(shè)計 3

2.1  機器人的機械結(jié)構(gòu) 3

2.2  機器人的運動模型 4

2.3  機器人控制系統(tǒng)總體設(shè)計 5

第三章  吸塵器機器人處理器模塊的設(shè)計 7

3.1  微控制器的選擇 7

3.1.1  微控制器的選擇原則 7

3.1.2  ATMEGA16微控制器簡介 7

3.2  ATMEGA16微控制器基本電路（最小系統(tǒng)）設(shè)計 8

第四章  吸塵器機器人傳感器模塊的設(shè)計 13

4.1  紅紅外傳感器概述 13

4.2  紅外傳感器硬件設(shè)計 13

4.2.1  硬件設(shè)計綜述 13

4.2.2  紅外發(fā)射電路 15

4.2.3  紅外接收電路 16

第五章  吸塵器機器人電機驅(qū)動模塊的設(shè)計 18

5.1  直流電動機PWM調(diào)速原理 18

5.2  電機驅(qū)動電路的硬件設(shè)計 20

5.2.1  光電隔離電路 20

5.2.2  電機驅(qū)動電路 21

結(jié)  論 25

參考文獻 26

謝  辭 28