2012大学生机器人创新大赛设计报告.docVIP

编号： 2012大学生机器人创新大赛 参赛组别 本科生组 2012 年 12 月 31 日 设计题目 驾车机器人 组别 本科生组 （本科生组/研究生组） 参赛人员基本信息 姓名 学院 学号 电话 邮箱 1. 选题的背景和意义选题的背景驾驶机器人,它具有工作准确、耐久性好、速度快、重复性精度高等优基本框架Arduino MEGA控制器与计算机；驾车机器人的检测装置是传感器与导航系统组成，传感器用于测速和距离等等，而导航系统与控制装置连接在一起用于方向的判别。 因此，驾车机器人的基本组成为：Arduino MEGA控制器与计算机、传感器与导航系统、伺服电机和机械臂组成。 研究的重点和难点关键问题 由Arduino MEGA控制器与计算机、传感器与导航系统、伺服电机和机械臂组装成一个驾车机器人，把它安装在主驾驶位置。 开启启动按钮，机器人就会按照预先设定的程序步骤首先进行车辆的启动、加速、恒速，然后维持车速的恒定；当前方车辆减速时，超声波传感器就会检测到车距的变化而传给控制系统，再由控制系统来控制车速从而控制车距；当外部环境变化时，例如，天气变的恶劣而不适合高速驾驶时传感器就会把信息传给控制系统，而控制系统再通过分析综合而控制车速；当遇到转弯时，导航系统就会把信息给传感器，传感器再把信息传给控制系统，控制系统通过分析然后让执行机构进行准确的操作；当遇到上坡或下坡时，车轮上的传感器就会检测到车速的变化，而把信息传给控制系统，通过控制系统来控制车速；当到达指定位置时，导航系统就会把信息反馈给控制系统，控制系统就会减速然后停止。 功能实现设计 当启动按钮开启后，控制系统按照预先设定的程序步骤通过伺服电机来驱动机械臂来完成起步、换档、油门，加速，稳定速度的一系列的操作，对于速度的控制可以在车轮上装一个速度传感器来检测速度，速度传感器把信息给控制系统，然后通过控制系统来控制车速。例如，当速度超出预定值时，控制器就会减小油门来减少进由量；而当速度小于预定值时，控制器就增大油门来增加进油量。 我们事先可以通过导航系统把路段信息（包括各路段时速、车流量、哪个地点转弯）输入控制系统，然后在控制系统中输入预定的程序来控制车辆。例如，当快要转弯时，导航系统就会把准确信息（转弯长度、角度）传给控制系统，控制系统根据准确信息来确定转弯速度，以免速度过大或太小不能完成转弯。 我们可以在车前窗外装上传感器，当下雨时，传感器把信息传送给控制系统，控制系统就会驱动执行机构打开车刷；在车灯上装感光传感器，当天黑了，传感器就会把信息传给控制系统，然后控制系统驱动执行机构来打开车灯。 4．其他需要说明的问题 目前国内与国外的驾车机器人的研究与开发工作都取得了一些成绩，但是仍旧有许多问题需要解决或改善，主要涉及到下面几个方面： (1)格过高 (2)智能化与自主化程度低 (3)驾车技术不够理想 (4)自动充电与电源技术有待改进 文 献 综 述 （包括国内外现状、研究方向、进展情况、存在问题、参考依据等） 结论与展望 驾车机器人给人们枯燥乏味的家庭清洁的琐碎工作提供了诸多方便，可是一些缺点仍旧困扰着人们，比如较大的噪声依然让多数的家庭使用者望而却步，需要人的看护，伴随机器人的关键技术与性价比的不断提高，完全有条件基于现有的硬件和软件技术，在不久的将来，生产出价格便宜的全自动驾车机器人，使千家万户都能够使用到，从而使这种高新技术产业带来客观的市场和经济效益。 参考文献 [1]纪名刚. 机械设计（第七卷）[M]北京高等教育出版社，1995.4 [2]中国冶金建设协会技术装备委员会[M]. 国防工业出版社，1998 [3]机械设计手册编委会. 机械设计手册（第一、五卷）. [M]北京机械工业出版社, 2