可变速寻迹小车开题报告(必威体育精装版).docVIP

南京理工大学 科研训练开题报告 姓名：李涛 学号：1004330113 张恒 1004330133 荣剑 1004330121 题目： 可变速寻迹小车 指导教师： 谷亚林 一：项目简介 项目是要做出一辆可寻迹小车。小车是一个由微处理器控制的，集感知、判断、行走功能于一体，能够自动寻线到达目的地的微型机器人。它可以自动感知白线，以最快的速度到达目的地。寻迹小车由参赛者自制，一个完整的小车应包含有机身、电源、传感器、微处理器、马达及驱动等部分。小车的传感器可感知白色路面中的黑色轨迹，在马达的控制下，能够完成直行、转弯、掉头以及加减速等动作。 二：项目任务 要求设计的小车能够使用多种不同功能的传感器模块，完成以下任务： （1）自动寻迹小车从安全区域启动。 （2）小车按指定路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在指定弯路处拐弯，实现灵活前进、转弯等功能，在轨道上划出设定的地图。（）小车完成指定运行任务后， （2）电源和稳压模块采用的是可充电式镍氢电池组供电。镍氢电池具有容量大、无记忆效应和对环境危害小等优点。由于电子器件要求持续稳定的工作电压，所以需要使用直流稳压器件来解决。要求稳压器的输出电压可调整并具有短路保护功能，可以将稳压器的输出电压调至实际使用值，连接5m以下的长导线，导线的内芯应更粗，以减少大电流工作时的线损。导线颜色应与机器人相连插头和适配器相同 （3）显示模块采用LCD显示器实现。LCD，或称液晶显示器（Liquid Crystal Display），为平面超薄的显示设备，它由一定数量的彩色或黑白像素组成，放置于光源或者反射面前方。液晶显示器功耗很低，因此倍受工程师青睐，适用于使用电池的电子设备。它的主要原理是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面避障的原理同蝙蝠相似，都是通过发出一定频率的超声波，当遇到障碍物时反射回来，通过接收该反射波，再根据发射和接收的时间差获得障碍物位置信号确定障碍物位置，但超声波探测在近距离表现欠佳，因为属机械波，发射时产生的振动会影响接收器，所以有一定的盲区。而红外探测解决了这个问题，红外探测是根据反射发出特定频率的红外线确定物体距离的，具体测量过程是这样的，在运动过程中先调节距离旋钮使其探测距离达到所用超声波探测器的盲区最大值，用程序控制探头发射信号，然后捕捉反射信号，若无反射信号说明无障碍，如有反射信号说明有障碍，信号从上拉电阻的OC门取出。红外发光二极管： E18-B0 24路红外传感器探测行进路线。规格参数为：VCC: 6V----36V(典型12V)工作电流: 小于300mA输出形式: NPN三极管OC输出该传感器有一个灵敏度调节旋钮，可以调节传感器触发的距离。随供电电压不同，最远探测距离在5-60cm可调。虽然红外传感器的功能有限，但恰恰与超声波的功能互补，所以为了更好的执行任务，红外传感器是必不可少的。 (5) 电机模块采用步进电机（见图1）。规格型号为 步进电机通常被称为无刷电机，因为它的磁体装在转子或者是转轴上，绕组装在机壳上，没有电刷，轮子自由地转动，与任何构件都没有电气上的接触（见图2）。步进电机本质上是一种低速电机，被设计用来实现精确运动，一旦到达指定位置后就能保持在那里。步进电机的最佳工作转速为50~100r/min，这对于机器人移动来说恰好也是最合适的工作转速。 步进电机其实是轮流地从一个特定位置转到下一个特定位置来实现旋转的。旋转一周所需要行进的次数是步进电机的一项技术指标，通常称之为步数或者步距角。很多个绕组在机壳内被规则有序的排列就是为了转子能够由一个位置精确地转到下一个位置。绕组被安装到定子上。定子的电机加上电压后，转子将被定子上相反的磁极相吸引而转动。转子是由大量的永磁体组成的，当定子上的绕组通上电流后，这些永磁体将趋向于和绕组对组成一条直线。转子上突出的磁极称为齿，转子所具有的最重要的特征便是其所具有的齿数。沿着机壳圆周，定子的绕组被重复的、等间距的以交错的形式布置。 步进电机有两种基本类型：单极性步进电机和双极性步进电机，同样尺寸的步进电机，双极性与单极性比较，功率既强劲，速度又快，然而双极性步进电机要求其绕组两端的电压可以变换方向又使得驱动器的电路要复杂得多。要步进电机平稳地转动，其步距角最大不超过3.6°，否则从视觉效果上都能观察到冲击。步进电机的主要性能指标是起动转矩、保持转矩和加速转矩。起动转矩是指步进电机从一个齿位转到下一个齿位时所具有的