擂台机器人运动控制系统的设计
擂台机器人控制系统设计
基于C51单片机擂台机器人的设计
2.4 模数转化芯片 ADC0809
ADDA、ADDB、ADDC：3 位地址输入线，用于 选通 8 路模拟输入中的一路。
ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 START：A／D 转换启动信号，输入，高电平有 效。 EOC：A／D 转换结束信号，输出，当 A／D 转 换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低 电平）。 OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当 A／D 转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开 输出三态门，输出数字量。 CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于 640KHZ。
２３８
４ 红外隐身外壳设计
５ 结束语
本文设计的是基于 c51 单片机的擂台 基 机器人，趣味性强，能提升大学生的创新设 于
Ｃ５１
计能力、综合设计能力和团队合作精神，培
养大学生根据实际需求进行创新思维、机械
单 片
设计和工艺制作等实际工作能力，并以此为
机 擂
契机促进大学生课外科技创新活动的蓬勃
台 机
开展。
是 SGS 公司的产品，内部包含 4 通道逻辑驱动电 路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含 二个 H 桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标 准 TTL 逻辑电平信号，可驱动 46V、2A 以下的电 机。
要注意的是，L298N 驱动的 5V 端口可以直接 对单片机供电。
模块接口说明： +5V：芯片电压 5V。 VCC：电机电压，最大可接 50V。 GND：共地接法。 A-～D-：输出端，接电机。 A～D+ ： 为 步 进 电 机 公 共 端 ， 模 块 上 接 了 VCC。 EN1、EN2：高电平有效，EN1、EN2 分别为 IN1 和 IN2、IN3 和 IN4 的使能端。 IN1~ IN4：输入端，输入端电平和输出端电平是 对应的。 ３ 软件设计 系统整体流程图如图七所示。
基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计
摘要本文介绍了一种基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计，通过查阅多篇文献资料，结合设计要求，分析合理的设计方案，详细介绍了武术擂台轮式机器人的硬件组成设计和软件设计流程。
机器人的产生和发展绝不是偶然的。
在现代工业的需求之下，人力劳动力已经不能满足日益增长的工业需求，快节奏的经济增长要求工作效益最大化，此时机器人应运而生。
机器人是一个能够接受人类指令，并按照预定的程序而执行有规律的动作的机械装置。
由于机器人的诞生，使得现代工业发生了翻天覆地的变化。
工业生产由于机器人的参与，大大提升了工厂的生产效率。
对于轮式机器人的设计，首先要了解机器人的整体构成部分。
本文详细介绍了基于单片机的武术擂台轮式机器人控制系统设计的一些基本方法，对各个模块的设计进行了选择与分析。
此次设计主要包括了控制器模块、舵机模块、电机驱动模块、检测模块等部分的设计。
设计中采用了以STC12C5A60S2单片机为控制器，在此基础上配以红外接近传感器、红外测距传感器、灰度传感器、舵机和电机驱动电路，构成一个完整的武术擂台轮式机器人控制系统。
再运用C语言编程实现机器人的软件部分，通过软硬件结合，武术擂台轮式机器人可以实现红外测距、灰度定位、推动对方机器人等功能。
关键词：单片机；轮式机器人；传感器；控制方法；ABSTRACTThis paper introduces a kind of martial arts challenge wheeled robot control system based on single chip design, by looking at more than literature, combined with the design requirements, analysis and reasonable design scheme, introduced the martial arts challenge wheeled robot design of the hardware and the software design process.The emergence and development of the robot is by no means accidental. Under the demand of modern industry, human labor cannot meet the increasing industrial demand, the fast pace of economic growth will require work benefit maximization, the robot arises at the historic moment. The robot is a can accept human command, and in accordance with the scheduled program and perform regular action mechanism. Because the birth of the robot, great changes have taken place in modern industry. Industrial production due to the robot's participation, greatly improved the production efficiency of the factory.To the design of the wheeled robot, the first thing to understand the whole part of the robot. This paper introduces martial arts challenge wheeled robot control system based on single chip microcomputer design some of the basic methods of the design of each module selection and analyzed. This design mainly includes the controller module, servo module, motor drive module, test module and other parts of the design. STC12C5A60S2 microcontroller as controller is adopted in design, on the basis of the match with infrared proximity sensors, infrared distance sensor, gray sensor, steering gear and motor drive circuit, constitute a complete martial arts ring wheeled robot control system. Using C language programming to realize the software part of the robot, through the combination of software and hardware, and martial arts challenge wheeled robot can realize infrared distance, gray level positioning, promote each other robots, etc.Key words:Single chip microcomputer; Wheeled robot; The control method目录摘要 (I)ABSTRACT (II)绪论 (1)1. 系统总体设计以及方案论证 (3)1.1 方案的选择 (3)1.2 系统控制框图 (4)2. 硬件电路设计 (5)2.1 控制模块的设计 (5)2.1.1 控制器的介绍 (5)2.1.2 最小系统的定义 (6)2.1.3 复位电路 (7)2.1.4 时钟电路 (9)2.2 程序下载电路 (10)2.3 电机驱动模块的设计 (11)2.3.1 74HC595芯片介绍 (11)2.3.2 L298N芯片介绍 (13)2.3.3 直流电机介绍 (14)2.3.4 电机驱动模块电路 (16)2.4 电源模块的设计 (17)2.4.1 控制电源 (17)2.4.2 直流电机驱动电源及舵机电源 (18)2.5 检测模块的设计 (19)2.5.1 机器人传感器的介绍 (19)2.5.2 红外接近传感器的介绍 (19)2.5.3 红外测距传感器的介绍 (21)2.5.4 灰度传感器的介绍 (22)2.6 舵机模块的设计 (23)2.6.1 舵机的介绍 (23)2.6.2 工作原理 (23)2.6.3 型号的选择和性能介绍 (24)2.7 其他基本模块的设计 (26)2.7.1 按键模块 (26)2.7.2 电源指示灯电路 (27)2.7.3 报警模块 (27)2.8 总电路设计 (27)3. 软件设计 (29)3.1 软件流程图 (29)3.2 软件仿真图 (31)总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录1 (36)附录2 (37)绪论1. 选题背景及意义1958年第一个机器人诞生，历经几十年的研究，对于机器人的研究成果层出不穷，工业机器人的广泛应用则是最好的体现。
擂台机器人运动控制系统的设计.
擂台机器人运动控制系统的设计摘要本文论述了一个以凌阳SPCE061A单片机和国家半导体LMD18200电机驱动芯片为控制核心的擂台机器人运动控制系统的硬件设计及软件开发的过程。
首先介绍了擂台机器人在我国的发展现状以及未来的发展趋势，并对南京工业大学机器人武术擂台赛项目竞赛规则加以说明。
接着阐述了系统的设计思路并通过介绍所使用的各元件的规格、参数、性能等对选型条件和理由加以说明。
之后分别介绍了硬件电路和基于该电路的软件的工作流程和设计思想，主要包括电机的基本控制原理、PWM信号的产生和处理、系统电源的分配设计等。
并在附录中附有使用CAD软件(Protel99 SE)绘制的系统原理图和印刷电路板，以及以C语言和汇编语言编写的基本驱动控制程序。
关键词：擂台机器人SPCE061A单片机LMD18200电机驱动芯片PWM控制The design of a tournament robot’s motion control systemAbstractThis thesis introduces the hardware and software design process of a tournament robot’s motion control system which based on SPCE061A(Sunplus) and LMD18200(National Semiconductor). It introduces the current situation and prospects in future of tournament robot’s development in China, and the rules of robot combat tournament in Nanjing University of Technology. Moreover, it elaborates the system’s design philosophy and introduces the properties of components which are in use to illustrate the reason of choice. In addition it describes the circuit and the software which based on it. Mainly about the basic motor control theory, PWM signal generation and processing, power distribution system design. And in the appendix attached to schematic drawing and PCB drawing of the system as well as the basic motor driving programs in C and assembly language.Keywords: Tournament robot; MCU SPCE061A; Motor driving chip LMD18200; PWM control;目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2南京工业大学机器人武术擂台赛项目竞赛规则简介 (1)1.3主要的任务和目标......................................................................... 错误！未定义书签。
武术擂台机器人设计报告说明书样本
武术擂台机器人课程设计报告阐明书班级:组长:成员:摘要在社会不断发展今天, 人们越发结识到了机器人技术重要性, 促使着机器人技术在不断地改革和创新当中, 机器人应用也在各个领域获得了重大进步, 增长了可操作性和实际性。
而在运动时也不但限于单一操控, 机器人技术在一步步往迈进同步, 对于其在执行命令时技术性拥有了更高规定, 运动实时性和可靠性也在逐渐增长。
当前, 中华人民共和国诸多高等院校及公司都在不同领域研发机器人, 例如足球机器人, 勘测机器人, 医疗救护机器人等等, 人们开始结识到了在机器人领域有着很大发展空间, 而同步期机器人比赛更是络绎不绝, 而咱们所设计则是一款武术擂台赛机器人。
本文是通过对创博公司旗下创意之星武术擂台机器人阐明书, 有关学习材料, 自己拼装出防守型武术擂台机器人, 它可以自动检测武术擂台边沿, 发现敌方以及定位武术擂台机器人, 采用了红外传感器, 灰度传感器和红外测距传感器构成了一种集环境感应, 动态决策与规划, 行为控制与执行等各种功能于一体综合系统, 采用C语言进行运动程序编写, 最后实现一种可以参加武术擂台机器人比赛成品。
核心词: 擂台机器人, 控制系统, 创意之星, MultiFlex任务分派:组长: 张文帅负责仿真。
成员: 赵义界负责UG机器人模型绘画。
郭利军负责控制程序。
周丰负责机器人构造设计。
总体设计通过全员多次摸索讨论, 许多细节多次推敲合伙完毕本次设计。
AbstractContinuous development of society today, people are more and more aware of the importance of robotics, prompting robotics, robots are used in various fields have made significant progress in reform and innovation which increase the operability and.Exercise is not limited to a single manipulation robot technology in a step-by-step to move forward while the technical execute commands have higher requirements, real-time and reliability of the movement is also gradually increasing.Currently, many Chinese universities and corporate research and development in different areas.Robots, such as soccer robots, surveying robot, medical aid, robots and so on, people began to recognize that much room for development in the field of robotics, and the same period of the robot competition.is a constant stream, and we designed a martial arts robot Challenge Cup.This article is by the company's Chuangbo creative Star Martial Arts Challenge robot instructions, relevant learning material, he assembled a defensive martial arts ring robot, it can automatically detect the edge of the martial arts arena, found the enemy, as well as the positioning of the martial arts arena robotcomposed of a set of environmental sensors using infrared sensors, grayscale sensors and infrared range sensors, dynamic decision-making and planning, behavior control and execution of avariety of functions in an integrated system, the sports program written using C language, and ultimatelyone to participate in the Martial Arts Challenge robot race finished.Keywords：ring robot control system, Creative Star, MultiFlex目录第一章绪论 (6)1.1课题背景 (6)1.2国内外武术擂台机器人发呈现状 (6)1.2.1国外机器人竞赛发呈现状 (6)1.2.2国内机器人竞赛发呈现状 (7)1.3武术擂台比赛规则简介 (8)1.3.1机器人擂台赛场地简介 (8)1.3.2竞赛方式 (8)1.3.3胜负鉴定 (9)1.4本文研究重要内容 (9)第二章擂台机器人总体设计方案 (11)2.1基本内容和问题 (11)2.2总体设计方案及环节 (11)第三章擂台机器人机械构造设计 (13)3.1直流电机选型分析 (13)3.2机器人驱动芯片选取 (14)3.3机器人检测构造设计 (15)3.4机器人控制卡及电池设计 (18)3.5机器人整体构造设计 (18)第四章擂台机器人控制系统 (22)4.1机器人控制卡选取 (22)4.2流程图 (25)4.3控制程序源代码 (25)第五章Adams仿真 (33)5.1Adams 重要模块 (33)5.2UG与ADAMS接口 (33)5.3Adams 运动仿真成果 (33)第六章总结与展望 (35)6.1总结 (35)6.2对进一步展望 (35)参照文献 (36)第一章绪论1.1 课题背景机器人技术集机械、电子、材料、计算机、传感器、控制等多门学科于一体, 是国家高科技实力和发展水平重要标志。
武术擂台机器人设计报告说明书2
武术擂台机器人设计报告说明书2一、引言随着科技的发展和人工智能的进步，机器人已经进入了各个领域。
其中，武术擂台机器人作为体育竞技与科技结合的产物，受到了广泛的。
本设计报告说明书旨在详细阐述武术擂台机器人的设计理念、结构特点、控制系统及性能评估。
二、设计理念我们的设计理念主要基于以下几个方面：要体现武术擂台机器人作为体育竞技项目的特性，使其在擂台上表现出卓越的运动能力和战斗技巧；利用人工智能技术，实现机器人的智能化控制，使其能够适应各种复杂的环境和挑战；通过优化设计和材料选择，提高机器人的稳定性和耐用性，确保其在擂台上的长时间稳定运行。
三、结构特点武术擂台机器人的结构特点主要包括以下几个方面：1、机械臂设计：采用高精度伺服电机驱动的机械臂，具有高强度、高精度、高耐久性的特点，能够执行各种复杂的动作和战术。
2、移动平台设计：采用轮式移动平台，具有高速度、高稳定性、高灵活性的特点，能够适应擂台上的各种地形和环境。
3、感知系统设计：配备多种传感器，如摄像头、雷达、加速度计等，以实现对周围环境的全面感知和实时反馈。
4、防护系统设计：配备防护装甲和护具，以保护机器人免受损坏，提高其战斗能力。
四、控制系统武术擂台机器人的控制系统采用分层递进式架构，包括以下几个层次：1、底层控制器：负责接收上层控制器的指令，驱动机械臂和移动平台等执行器，实现机器人的运动控制。
2、上层控制器：负责接收用户的指令和感知系统的反馈信息，根据当前环境和任务需求，制定并执行最优的控制策略。
3、人工智能算法：利用机器学习、深度学习等算法，实现对机器人行为的自我学习和优化，提高机器人在擂台上的竞技能力和适应能力。
五、性能评估为了评估武术擂台机器人的性能，我们制定了以下评估指标：1、运动能力：包括移动速度、动作精度、力量输出等方面。
2、战斗技巧：包括攻击准确性、防御能力、战术运用等方面。
3、感知能力：包括对周围环境的感知范围、感知精度、反应速度等方面。
武术擂台技术挑战赛机器人整体设计
机器 人整 个表演过程 需要涉及的研究内容主要包括 ：自主移动 、 自动循迹 、自动测距 、智能判断 、智能决策和执行相应动作等。
２１ 机器人 系统平 台组成 ．
机器 人 “ 锋 ”系统平 台 组成如 表 １ 示 。 雷 所
表 １ 机 器 人 系统 平 台 组成
系统名称 使用方案 功能描述
机 器人 “ 雷锋 ” 的硬件体 系结 构如 图３ 示 。 所
外测距传 感器和红 外接近传感器来检 测放置绣球的 白色圆柱体。
为确 保成 功 抱 起绣 球 ，机 器 人 手 臂 由圆 柱体 下 至 上移 动 ，待
３２ 机器人控制决策系统 ．
控 制 决 策 系统 为 整个 机器 人 的 核 心控 制 单 元 ，其功 能相 当于
机器人的核心控制单元
年技 术挑 战赛规 则 。
控 制决策系统 Ｍｕｔ ２ ２ Ｐ Ａ ７ 控制器 ｌ￣ｄｘ Ｘ ２ ０ ｉ
感知系统
灰度传感器 （ 个 ）安装在底盘上 ２
巡线，确 定机器人的位置和移动方 向
红外测距传感器 （ 个 ） １ 安装在底盘上 调整机器人和柱子的精确距离
首 先 ，机 器人 从 出 发 区 自主 走 上擂 台 ，找 到 位于 出发 区右 前 方 的绿 色圆柱体 。这 需要 精确 设定机 器 人前进 和右 转的 时间 ，以保 证机 器人 能够在 最短 时 间内探 测到 绿色 圆柱体 。 此 处特 设 计 两种 方 案 ，其 一 ，通过 灰度 传 感 器进 行 寻迹 ，使 机 器人能 够沿 白线行 走 ，行 至距绿 色圆柱 体一 定距 离时机 器人 停止
图 ２ 机 器 人 比赛 行 走 路 线
在栅器 人到达绿色圆柱体 ，并通 过麦克风进行过 自我介绍后 ， 考 虑到摄像头对 白色的标定受外 界环 境 因素影 响较大 ，且麦克风所在位
机器人擂台赛用移动机器人控制软件设计正文
1 绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 机器人的发展历史 (3)1.2.1 机器人定义 (4)1.2.2 机器人技术的发展 (4)1.3 机器人的应用 (6)1.4 竞赛机器人的兴起和发展现状 (7)1.4.1 机器人竞赛的兴起 (8)1.4.2 竞赛机器人的发展现状 (9)1.5 机器人教育...................................................................................... 错误！未定义书签。
1.6 课题来源.......................................................................................... 错误！未定义书签。
1.7小结................................................................................................... 错误！未定义书签。
2 竞赛机器人................................................................................................. 错误！未定义书签。
2.1 引言.................................................................................................. 错误！未定义书签。
2.2 机器人擂台赛的规则...................................................................... 错误！未定义书签。
2.2.1竞赛场地................................................................................ 错误！未定义书签。
机器人控制系统设计
机器人控制系统设计机器人控制系统设计是机器人研发的关键环节之一。
一个优秀的控制系统可以确保机器人能够准确地感知环境、自主决策、有效地执行任务，提高机器人的整体性能和智能化水平。
本文将从以下几个方面探讨机器人控制系统设计。
一、引言随着人工智能技术的不断发展，机器人已经广泛应用于生产、生活、医疗等诸多领域。
机器人控制系统是机器人的核心部分，它负责接收传感器输入的信息，根据预设的程序或算法进行处理，并产生相应的控制信号，以控制机器人的行动。
因此，设计一个性能优良的机器人控制系统，对于提高机器人的智能化水平和工作效率具有至关重要的意义。
二、系统架构机器人控制系统的架构通常包括以下几个主要组成部分：1、传感器接口：用于接收来自传感器的信息，包括环境感知、自身状态等传感器数据。
2、信息处理单元：对接收到的传感器数据进行处理和分析，提取有用的信息以供控制系统使用。
3、决策单元：根据信息处理单元输出的信息，做出相应的决策和控制指令。
4、执行器：接收决策单元发出的控制信号，驱动机器人执行相应的动作。
5、电源管理单元：负责整个控制系统的电源供应，确保系统的稳定运行。
这些组成部分通过一定的通信协议和接口相互连接，形成一个完整的控制系统架构。
三、算法设计机器人控制系统的算法设计是实现系统功能的核心环节。
根据不同的控制需求，需要选择和设计合适的算法。
以下是一些常用的算法：1、决策算法：根据机器人的感知数据和预设规则，做出相应的决策和控制指令。
常见的决策算法包括基于规则的推理、模糊逻辑等。
2、路径规划算法：在给定起点和终点的情况下，计算出机器人从起点到终点的最优路径。
常用的路径规划算法包括基于搜索的方法（如A*算法）、基于网格的方法（如Dijkstra算法）和基于启发式的方法（如遗传算法）等。
3、运动控制算法：根据机器人的运动学模型和动力学模型，控制机器人的运动轨迹和姿态。
常用的运动控制算法包括PID控制、鲁棒控制、自适应控制等。
机器人运动控制系统设计与实现
机器人运动控制系统设计与实现机器人运动控制系统是机器人技术中的核心部分，它决定了机器人的运动能力和灵活性。
本文将探讨机器人运动控制系统的设计和实现，并介绍其关键技术和应用领域。
一、引言近年来，机器人技术在工业生产、医疗保健、军事防卫和个人家庭等领域得到了广泛应用。
机器人的运动控制系统是实现这些应用的关键，它通过精确控制机器人的运动，实现复杂的任务和活动。
因此，设计和实现高效可靠的机器人运动控制系统对于提高机器人的性能和工作效率具有重要意义。
二、机器人运动控制系统的设计要求1. 运动精度和稳定性机器人运动控制系统需要具备高精度和稳定的运动能力，以满足对于各种工作环境和要求的准确控制。
这需要系统具备准确的位置控制、姿态控制和速度控制能力，能够稳定可靠地运动。
2. 多轴运动控制机器人通常具备多自由度，其运动控制系统需要能够精确控制机器人各个关节的运动。
多轴运动控制要求系统具备高速度、高精度和高可靠性，以满足复杂任务的要求。
3. 集成化和可扩展性机器人运动控制系统需要具备集成化和可扩展性，能够集成各类传感器、执行器和通信设备，并与其他系统进行无缝连接。
同时，系统还需要具备良好的可扩展性，能够快速适应不同的机器人配置和应用需求。
三、机器人运动控制系统的关键技术1. 运动规划和控制算法机器人运动控制系统的核心是运动规划和控制算法。
运动规划算法能够根据任务要求和环境条件，生成机器人的轨迹和动作序列；控制算法能够根据实时反馈信息，对机器人进行准确的运动控制。
常见的运动控制算法包括PID控制、模型预测控制和自适应控制等。
2. 传感器技术机器人运动控制系统需要通过传感器获取实时环境信息和机器人状态。
常用的传感器包括激光雷达、视觉传感器、力/力矩传感器等。
这些传感器能够提供位置、姿态、速度、力和力矩等关键参数，用于机器人的运动规划和控制。
3. 执行器技术机器人运动控制系统还需要配备高性能的执行器。
执行器可以根据控制信号，实现机器人关节的精确运动和力矩输出。
武术擂台仿人机器人系统及电路设计本科毕业设计论文
毕业设计(论文)武术擂台仿人机器人系统及电路设计武术擂台仿人机器人系统及电路设计摘要本文围绕武术擂台仿人机器人的设计，从中国机器人大赛武术擂台赛比赛规则入手，分析合理的比赛策略，系统地介绍了武术擂台仿人机器人的硬件与软件构成、技术特点以及战术策略等方面的内容，主要包括硬件设计、决策系统以及干扰与抗干扰措施。
该仿人机器人结构设计巧妙，可以通过简单的动作完成仿人形态到车形态的变形，从而有效降低重心。
机器人共有7个自由度，整体重量4.19kg，高40cm，底部投影尺寸30cm*30cm，符合比赛要求。
底盘骨架采用4mm*4mm*3mm镂空角铝连结，四壁采用0.8mm不锈钢板包围，结构有一定的刚性，经测试可以抵抗进攻和防守中发生的激烈冲撞。
传感器部分采用了红外开关与红外测距传感器相配合。
自行设计以Mega128为核心的通用小型机器人控制器。
该控制器板载5V3A开关电源，具有RS232以及RS422总线接口，具有数字舵机接口以及模拟舵机接口，并且有设备过流保护、电源过压、欠压保护等功能。
经测试，该仿人机器人运行稳定，有较好的攻击、防御能力。
关键词:机器人武术擂台赛；仿人机器人；AVR单片机Combat Humanoid Robot System andCircuit DesignAbstractThis article around the humanoid robot design, start from robot competition from Chinese robot competition rules, discuss the reasonable strategy, systematic introduction to the combat robot hardware and software, the technical characteristics and tactical strategies and other aspects, including hardware design, decision-making system and the interfere and anti-interference measures.With ingenious design of structure, the robot can simply form humanoid to vehicle deformation, and thus reduce the center of gravity. This robot has total of seven degrees of freedom, weight 4.19kg, high 40cm, and the bottom of the projection size 30cm*30cm, which is with the competition requirements. Chassis frame with 4mm*4mm*3mm hollow aluminum link 0.8mm stainless steel plate surrounded, the structure has some rigidity, were resistant to attack and defense in the fierce clash.IR switchers and IR distance sensors were compatible built in.The controller using Atmel's Mega128, which onboard 5V3A Switching Power Supply. The controller have RS422 and RS232 bus interface, and the RC and digital servo interfaces, while has over-current protection, Power supply over voltage, under voltage protection.The testing experiments show that, the humanoid robot is stable, and has good attack and defense capabilities.Keyword: combat robot competition; humanoid robot; A VR MCU目录1 绪论 (1)1.1机器人武术擂台赛背景 (1)1.2机器人武术擂台赛介绍 (1)1.3机器人武术擂台赛竞赛环境 (2)1.4本设计的意义及应用 (2)2 竞赛策略 (3)2.1规则分析 (3)2.2设计目标 (3)2.3应战策略 (4)2.3.1 登上擂台 (4)2.3.2将棋子推下擂台 (4)2.3.3 将敌方推下擂台 (4)2.3.4 避免被敌方推下擂台。
关于擂台机器人的设计
关于擂 台机器 人 的设 计
陈今天 王福 平 祝 玲
（ 北方民族大学电气信息工程 学院 ， 宁夏 银 川 ７ ５ ０ ０ ２ １ ） 摘 要： 通过 对机 器人 发展 和趋 势的 了解 ， 擂 台机 器人是一种 综合利 用 自动化 ， 电子技 术 ， 计 算机 的智能机器人 ， 所 以设计 出滚动式 机 器人的硬件结构和软件流程 。主要利用单片机控制技术 ， Ｐ Ｉ Ｄ技 术， 传感器控制 、 模糊控 制等完成 自主识别 、 自主决策。
关键词 ： 自主 ； 传 感器； 擂 台机 器人
力学 上发现 ， 影 响进攻效果有两点 ， 动力 和摩擦力 。 动力上用转速较 增 大摩擦力 可以使用 特殊 轮胎和增大机器 机器人技术作 为 ２ ０世纪人 类最伟大 的发明之一 ，自 ２ ０ 世 纪 大的舵机 和足够的 电压 ， ６ ０年 代初问世 以来 ， 经历 ５ ０多年的 发展已取得很 大的进步 ， 未 来 人 的重 量 。 机器人是一种能够代替人类在一定环境下从事危 险、 复杂劳动的 自 ３ ． ４稳压 电源模块 利用 ７ ． ４ Ｖ电池供 电 ， 对于单片机 ， 需要提供稳定的 ５ Ｖ电源 ， 由 动化 机器 ， 是 集机械学 、 电子学 、 力学 、 美学， 生物 学 、 控制论 、 计 算 机 、人工智能和系统工程 等多学科 知识 于一 身的高新技术综合 体。 于 Ｌ Ｍ２ ９ ４ ０的稳压的线性度非常好 ，所 以选用 Ｌ Ｍ２ ９ ４ ０ — ５单独对其 走 向成熟的工业 机器人 ， 各种用途的特种机器人的多元化 。擂 台机 进行供 电 ； Ｌ Ｍ ２ ９ ４ ０ — ５转换效率 高 ， 带载 能力大 ， 缺点是其纹 波 电压 器人 以“ ２ ０ １ ３中 国机器人 大赛” 为背景设 计 ， 擂 台机 器人在理论 日 大， 不适合做单 片机 电源 ， 不过对其他模块供 电还是能 保证充 电的 渐成熟和实际应用实现快速运 动和灵 活攻击 ， 目前智能机器人技术 电源 。而其他模块则需要通过较大的电流。 的普 及和发展 ，所 以本 文设计 利用单 片机控制 原理完成对 机械部 ３ ． ５ 显示模块 分、 控制部分 、 驱动部分完美结合 。 在规则范 围内自行组装或制作 自 利用 Ｌ Ｃ Ｄ１ ２ ８ ６ ４液晶显示各个模块采集 回来 的数据 ，主要作用 主机 器人互相攻击 ， 比赛时 ， 使用 自主研 发滚动式的擂 台机 器人互 于人机交互 ，通过 观察机器人则利 用矩 阵键 盘设 定 比赛 需要速度 ， 相撞击将对方打倒或打下擂台并在 比赛 中获胜 。 由于出现频 繁撞击 并且 Ｌ Ｃ Ｄ １ ２ ８ ６ ４显示有 “ 北方 民族大学 ” 字样和超声波所测 的距离 ， Ｌ Ｃ Ｄ１ ２ ８ ６ ４其分辨率为 １ ２ ８ ｘ ６ ４ ， 通讯方式有串行 ／ 并行两种 ， 内置汉 和变 向， 所 以对信息 的采集要准确和处理要迅速 。 ２ 设 计原 理 子词库 ， 使用 非常方便 。 以Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２单 片机 作为主控芯片 ， 配 以 ＨＣ — Ｓ Ｒ ０ ４超声波传感 ４ 软 件 设计 器采 集测距信息 ， 采用 １ ０口 Ｔ Ｒ Ｉ Ｇ触发测距 ， 给至少 ｌ Ｏ ｕ ｓ 的高电平 在 打开开关后 ， 首 先系统进行 初始化 ， 系统 控制软 件采用模 块 信号 ； 模块 自动发送 ８ 个４ ０ Ｋ ｈ ｚ 的方波 ， 自动检测是否有信号返 回； 化设计 ， 采用 Ｃ语言编写 ， 主要完成传感器与机器人运动控制 、 舵机 有信号返 回 ， 通过 Ｉ Ｏ口 Ｅ Ｃ Ｈ Ｏ输 出一个高 电平 ， 高电平持续 的时间 与机器人运动协调 、 传感器返 回数据的软件滤 波处理 ， 机器 人智能 就是超声 波从 发射 到返 回的时 间 ，则距离 ： （ 高 电平 时间 声 速 控制 的算法设计 ， Ｐ Ｉ Ｄ精确控制传感器测量等工作。 结 束语 （ ３ ４ ０ ｍ／ ｓ ） ） ／ ２ 。 灰度传感器利用光敏电阻对不同颜色 的检测反射深浅 不同其阻值发生变化进而检测赛道。 超声波传感器将对手信息和灰 基于 比赛要求 ， 本文所设计 的擂 台机器人经实 际验 证后运行可 度传感 器 将赛 道信 息传 输给 主控 芯片 进行 精确 控制 ，通 过两 路 靠 ， 在设计 中基于擂 台赛 的特殊要求 ， 分别在机器 人外形 和硬件 电 Ｐ ＷＭ 波 控制 两个 舵 机 以驱 动 擂 台机 器 人 。 路上作 出一 系列的处理 ，包括传感 器的摆放位 置和滤 波电路 的设 ３ 硬 件 设 计 计， 在硬件上处理攻击 和防守选择外 ， 还在软件上 对传感器 的采集 信号做了软件 滤波处理 ， 及控制系统设计的完整性与控制器 内部算 ３ ． １ Ｍ Ｃ Ｕ模 块 以Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２ 单 片机作为 主控 芯片 ， Ａ Ｔ ８ ９ ￥ ５ ２是一 种低功效 、 高 法的是现实必不可少 的。 参 考 文 献 性能 Ｃ ＭＯ Ｓ ８位微 控制 器 ，具有 ８ Ｋ在 系统可 编程 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ存储 器 。 Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ ２主要 功能 ， ８ Ｋ字 节 Ｆ ｌ ａ ｓ ｓ ｈ ， ２ ５ ６字 节 Ｒ Ａ Ｍ， ３ ２位 Ｉ ／ Ｏ 口线 ， 『 １ １ 擂 台机 器人 的编程环境是 Ｋ ｅ ｉ ｌ Ｃ ５ ｌ ， 关于该软件 的获得 与安装请 Ｃ ５ １ 单 片机应用和 Ｃ语 言程序设计》 三个 ｌ ６位定时器 ／ 计 数器 ， 两个数据指针 ， 一个 ６向量 ２级 中断结 参 照（ 构等等 ， 空闲模式下 ， Ｃ Ｐ Ｕ停止工作 ， 允许 Ｒ Ａ Ｍ、 定 时器 ／ 计数器 、 串 ｆ ２ ］ 郭天祥． 新概念 ５ １单片机 ｃ语言教程一 入 门、 提 高、 开发 、 拓展 全 ＭＩ ． 北京 ： 电子 工业 出版 社 ． 口、 中断继续 工作 。掉电保 护方式下 ， Ｒ Ａ Ｍ内容被保存 ， 振荡 器被冻 攻略 Ｉ 结， 单片机一切工作停止 ， 直到下一个 中断或硬件复位为止。 工作 电 『 ３ １ 李红丽 ， 张 秀菊． 传感与检测技 术【 Ｍ】 ． 北京： 高等教育 出版社 ， １ ９ ９ ２ ． ４ １ 蒋 新松 ． 机 器人 与 自动４ ｅ ４ Ｍ］ ． 石 家庄 ： 河 北教 育 出版 社 ， ２ ０ ０ ３ ． 压为 ３ ． ３ Ｖ ～ ５ ． ５ Ｖ 。采用 Ｓ Ｔ Ｃ — Ｉ Ｃ Ｐ程序烧 录软件对单片机烧录程序 。 『 ３ ． ２传 感 器模 块 ｆ ５ ］ ｈ ｔ ｔ ｐ ： ｗ ｗ ｗ ． ｒ ｏ ｂ ｏ ｃ ｕ ｐ ． ｒ ｏ ｇ ． 国际 ｒ ｏ ｂ ｏ ｃ ｕ ｐ组 织 官 方 网站 ． 在机器人 的控制中 ， 机器人 的所有行 动都要通 过传感 器来传 达 给机器 人 ， Ｈｃ — Ｓ Ｒ ０ ４超声 波测距模 块可 提供 ２ ｅ ｍ一 ４ ０ ０ ｅ ｍ ，所 以用 Ｈ Ｃ — Ｓ Ｒ ０ ４超声波传感器采集对手信息 ，从 而传达给主控芯 片进行 控制 舵机 打倒快速灵活运动 ， 使达 到最有效 的攻击 力度。使 达到最 有效的攻击力度 。用灰度传感器来识别地面颜色 ， 使 自身在场地上 安 全 并 寻 找对 手 ，灰 度 传 感 器 有 一 只 发 光 二 极 管 和 一 只 光 敏 电阻 ， 在有效的检测距离 内， 发光二极管发出 白光 ， 照在赛道上 ， 赛道反射 部分光线 ， 光敏 电阻检测反射光 线的强度 。 ３ ． ３ 舵机驱动模块 机器人需要控制在一个合适 的速度行驶 ， 从而在 比赛 中较快速 度攻 击对手 ， 又要防止速度过 快导致 刹车失误 ， 所 以机 器人 速度是 采用两只直流舵机控制 ， 工作 电压 ６ Ｖ 一 １ ２ Ｖ， 采用脉宽调节方式调整 舵机信号方波 ， 通过不 同方波 的平均 电压来改变舵机转速 。同时从
擂台机器人的系统设计要点及分析
度传感 器 是模 拟传 感器 ．需 要转 换成 数 字量 ，才 能被 单 片机使 用 。为 防止 日光 对灰 度传 感器 准 确度 的干 扰 ，应 在周 围采取 避光 措施 。超 声波 传感 器 的测 距原 理 是超 声 波发射 器 向某 一方 向发 射超 声波 ，在 发射 时 刻 的同 时开 始计 时 ，超 声 波在 空气 中传 播 ，途 中碰到 障 碍物 就立 即
ＭＣ ３ ３ ３ ０ ５可 用 在 有 刷 直 流 电 机 和 无 刷 直 流 电 机 的 控 制 电
电 流 较 大 ．不 直 流 电 机 可 选 型 号 多 ．功 率 易 与 车 轮 装 任 何 重 量 的 大 ，接 口简 单 配 ．控 制 较 复 小 车
杂
ｉ
２
舵 机
可选 型 号 多 ．易 于 可 承 受 小 负 和 车 轮 装 配 ，功 率 载 ，速 度 调 节 重 量 低 于 适 中 ，接 口简 单 范 围小 ２３ ｇ的 小 车 ． ｋ 功 率 与 自重 比 可 选 型 号 多 ．可 进 小 ， 电 流 较
返 回来 ，超 声波 在空 气 中的传 播 速度 为 ３ ０ ｓ ４ ｍ／，根据 计
时器 记 录 的 时间 ｔ ，就 可 以 计 算 出 发 射 点 距 障 碍 物 的 距
离Ｓ ，即 ｓ ３ ０／ 。因此 超声 波 传感 器 用 于擂 台 机器 人 ， ＝ ４ｔ ２ 需 要进 行距 离计 算再 判断 。
则 另 一 方 获 胜 ，本 局 比赛 结 束 。 经 过 几 年 的 发 展 ，各 ”
智能格斗机器人系统的设计与实现
智能格斗机器人系统的设计与实现随着科技的发展，智能机器人已经逐渐进入人们的生活，并成为了人们日常生活的一部分。
智能机器人的应用越来越广泛，其中智能格斗机器人是一个备受关注的领域。
智能格斗机器人系统是一种具备人工智能和机械控制能力的机器人系统，它能够模拟人类的格斗动作和技巧，同时也具备自主学习和进化的能力。
本文将探讨智能格斗机器人系统的设计与实现。
首先，智能格斗机器人系统的设计需要考虑硬件部分和软件部分。
在硬件设计方面，我们需要选择合适的机械结构和传感器。
机械结构需要具备轻巧、灵活和耐用的特点，以便机器人可以执行各种格斗动作。
传感器的选择需考虑到感知环境和感知对手的能力，以便机器人能够快速做出反应。
在软件设计方面，我们需要开发适合智能格斗机器人系统的算法和控制系统。
首先，需要设计动作规划算法，以便机器人可以根据当前环境和对手的动作来选择合适的格斗动作。
其次，需要设计运动控制算法，以便机器人可以精确地执行各种格斗动作。
最后，需要设计学习和优化算法，以便机器人可以通过与对手对战来不断改进自己的格斗技巧。
在实现智能格斗机器人系统时，我们可以采用模块化设计的思路。
可以将系统分为感知模块、决策模块和执行模块。
感知模块负责感知环境和感知对手的动作，决策模块负责根据当前环境和对手的动作选择合适的格斗动作，执行模块负责执行格斗动作。
为了能够让智能格斗机器人系统学习和进化，我们可以采用强化学习算法。
强化学习是一种通过与环境交互来学习动作选择的方法。
可以设计一个奖励函数来评估机器人的格斗技巧，当机器人表现良好时给予正向奖励，当机器人表现不佳时给予负向奖励。
通过不断地与对手对战和获取奖励，机器人可以逐渐改进自己的格斗技巧。
除了基本的格斗能力，智能格斗机器人系统还可以具备一些高级功能。
例如，可以通过深度学习算法来识别对手的表情和动作，以便机器人可以根据对手的情绪和意图做出反应。
另外，还可以通过视觉跟踪算法来实现自动追踪对手的能力，以便机器人可以更好地进行格斗。
武术擂台机器人设计报告说明书
武术擂台设计报告说明书武术擂台设计报告说明书摘要：本报告旨在介绍设计一款武术擂台的详细过程和技术要求。
武术擂台是一种带有技术的，能够模拟人类武术动作，并与其他进行搏击。
本报告将从的设计理念、机械结构、电路控制、软件开发等方面进行细致阐述。
第一章：引言1.1 背景介绍1.2 设计目标1.3 技术挑战第二章：设计理念2.1 武术擂台的概念2.2 的应用场景2.3 设计理念的实现第三章：机械结构设计3.1 机械结构的功能要求3.2 机械结构设计原则3.3 机械结构的具体设计方案3.4 机械结构设计的优化与改进第四章：电路控制设计4.1 电路控制的需求分析4.2 电路控制的设计方案4.3 电路控制的实现与优化第五章：软件开发5.1 软件开发的需求分析5.2 软件开发的设计方案5.3 软件开发的实现与优化第六章：系统整合与测试6.1 硬件与软件的整合6.2 系统测试与性能评估6.3 系统优化与改进第七章：安全与法律问题7.1 安全问题的考虑7.2 法律法规的遵守第八章：经济与市场分析8.1 经济效益分析8.2 市场前景分析结论与展望附件：1、机械结构设计图纸2、电路控制原理图3、软件开发代码示例注释：1、武术擂台：一种能够模拟人类武术动作，并与其他进行搏击的。
2、技术：一种通过模拟人类智能思维和行为的技术。
3、机械结构：指的物理结构和运动方式。
4、电路控制：指的电子电路和控制系统。
5、软件开发：指为编写运行程序的工作。
6、安全问题：指使用和操作武术擂台时需要考虑的安全隐患和预防措施。
7、法律法规：指与相关的法律条款和规定。
8、经济效益分析：指对武术擂台的投资与收益进行评估和分析。
9、市场前景分析：指对武术擂台市场需求和竞争情况进行分析和预测。
机器人运动控制系统设计与实现
机器人运动控制系统设计与实现随着科技的不断发展，机器人技术已经逐渐成为人们关注的焦点。
机器人作为一种先进的技术，可以更好的服务于人类社会，并将颠覆人们的工作方式和生活方式。
而机器人的运动控制系统就是机器人中最为核心的组成部分之一，对于机器人的运动精度和稳定性具有极为重要的作用。
本文就从机器人运动控制系统的设计与实现两个方面来进行探讨。
一、机器人运动控制系统的设计机器人运动控制系统的设计需要考虑到众多的因素和参数，才能够确保机器人能够良好的实现运动，具有较高的精度和稳定性。
1.硬件设计机器人运动控制系统的硬件设计需要考虑到机器人的工作能力和机器人的负载能力，要兼顾容易控制的同时又不能造成过分的负荷对机器人造成损坏。
在设计运动控制系统时要对电机进行选型、电源选型和边缘检测器和限位器的使用进行规划等。
另外，要注意机器人的各个部分要能够协调一致地实现运动。
2.软件设计机器人运动控制系统的软件设计是机器人发挥优势的最主要方面，因为这关系到机器人是否能够正确的执行运动命令。
在软件设计中需要考虑到运动控制算法的优化和细节处理的问题。
同时在软件设计中还要考虑到不同的运动控制模式和速度平滑处理的算法。
二、机器人运动控制系统的实现在机器人运动控制系统的实现方面，可以分为机器人手臂和四轮机器人等不同类型。
1.机器人手臂在机器人手臂的运动控制实现中，可以利用轨迹规划和PID控制等算法来实现精度和稳定性的要求。
而这个过程需要以先验知识为基础，结合实际运动来进行计算。
2.四轮驱动机器人在四轮驱动机器人中，需要做到动力分配和速度控制的协调。
因此，可以通过恰当地选取驱动方式和轮胎规格等参数规划，来提高机器人的运动能力。
综上所述，机器人运动控制系统在机器人中所占的重要性无需赘言。
通过合理的硬件设计和软件设计，以及对运动控制系统的实现，可以让机器人具有更高的运动精度和运动稳定性，能够更好的为人类服务。
而这个过程中，需要不断地改进和优化机器人的运动控制系统，期望在未来实现更高层面的人机协作。
机器人运动控制系统设计与实现
机器人运动控制系统设计与实现一、引言伴随着科技的飞速发展，机器人技术在工业自动化、医疗、农业等领域得到了广泛应用。
机器人运动控制系统是机器人技术中的关键部分，它是指通过软件或硬件控制机器人运动的过程。
本文旨在介绍机器人运动控制系统的设计与实现。
二、机器人运动学在机器人运动控制系统的设计中，机器人运动学起着重要的作用。
机器人运动学是指研究机器人运动的数学模型和算法，通过它可以描述机器人的位置、速度和加速度等关键运动状态参数。
机器人运动学理论是机器人技术的核心理论之一，它可以有效提高机器人的运动控制精度和性能。
机器人的运动学模型可以通过编程语言实现，通常采用C语言、Python语言、Matlab等编程语言进行实现。
此外，机器人运动学模型需要与运动控制系统进行紧密结合，共同实现对机器人运动状态的准确控制。
三、机器人运动控制系统机器人运动控制系统是指机器人实现运动的硬件和软件设备。
硬件设备包括机械系统、运动控制器和传感器等；软件设备包括运动控制算法、编程软件和操作界面等。
下面将对机器人运动控制系统的主要组成部分进行介绍。
1. 机械系统机器人的机械系统包括机器人的机身、机械臂、执行器和工具等，它们提供了实现机器人运动的物理支持。
机器人的机械系统设计需要考虑其使用环境，例如机器人在工业自动化环境中要能够承受各种恶劣的工作环境和大量的工作负荷。
2. 运动控制器运动控制器是机器人运动控制系统中的重要组件，它负责控制机器人的运动。
通常采用伺服控制器和电机驱动器等设备进行实现。
运动控制器需要与机器人传感器进行配合，实现对机器人运动状态的精准判断和控制。
3. 传感器传感器是机器人运动控制系统中不可或缺的组成部分，它能够感知机器人周围环境的信息，如机器人的位置、速度和加速度等。
通常采用光电开关、红外传感器等传感器进行实现。
传感器需要与运动控制器进行实时通信，实现对机器人运动状态的实时监控。
4. 运动控制算法机器人运动控制算法是机器人运动控制系统中的核心组成部分，它是实现机器人运动控制的关键技术。
机器人运动控制系统的设计与实现
机器人运动控制系统的设计与实现机器人技术是现代制造业和服务业中不可缺少的一环，它能够承担一些危险或简单重复的工作任务，从而大大提高生产效率和工作质量。
为了使机器人能够完成人类赋予它的任务，机器人系统需要进行全面的控制，控制机器人的运动以完成各种复杂的工作任务。
本文将重点介绍机器人运动控制系统的设计与实现。
一、机器人运动学模型机器人的运动控制涉及到机器人的运动学和动力学模型。
机器人的运动学描述了机器人的运动方式，包括机器人的位姿、关节角度以及运动速度等。
在机器人的运动学中，角度和方向都是关键因素，在表示机器人的运动时是必不可少的。
在机器人运动学模型中，机器人可以被看作是多个刚体组成的机构。
机器人的运动模型可以简化为多个链接在一起的刚体，刚体之间通过各种关节连接。
通过对机器人的关节角度的控制，机器人的位姿可以进行调整和改变，进而改变运动的方向和速度等。
二、运动控制系统的组成机器人运动控制系统是由多个组件组成的，包括机器人本体、传感器、运动控制算法以及执行器等。
其中机器人本体是机器人系统的核心组成部分，同时也是机器人运动的物理载体。
传感器用来检测和测量机器人在运动过程中的各种变化和参数。
常见的机器人传感器包括位置传感器、力传感器、图像传感器、声音传感器和激光传感器等。
这些传感器可以提供机器人在运动过程中的各种关键信息，如位置、速度、加速度、角度和力等。
运动控制算法是机器人运动控制系统的核心，它包括各种控制算法、路径规划算法和运动规划算法等。
这些算法可以通过对机器人的传感器数据进行处理和分析，控制机器人的运动轨迹和速度，进而实现各种运动控制目标。
执行器是机器人运动控制系统中的重要组件，它可以将控制信号转换为机器人的运动动作。
常见的机器人执行器包括电机、气缸和液压缸等。
这些执行器可以通过控制信号，精确地控制机器人的运动、停止和方向等。
三、机器人控制算法机器人控制算法是机器人运动控制的核心和关键技术之一。
机器人控制算法包括反馈控制算法和前馈控制算法等。
机器人运动控制系统设计与实现
机器人运动控制系统设计与实现一、引言随着科技的发展，机器人在各个领域中扮演着越来越重要的角色。
机器人的运动控制系统是其中至关重要的一部分，它决定了机器人的运动能力和精确度。
本文将探讨机器人运动控制系统的设计与实现。
二、机器人运动控制系统的基本原理机器人运动控制系统包括传感器、执行器和控制器三个主要部分。
传感器负责感知机器人的姿态和位置，在机器人运动过程中提供反馈信息。
执行器通过控制电机等设备，使机器人实现运动。
控制器是整个系统的大脑，负责计算和处理各种运动参数，控制机器人的运动轨迹和速度。
三、机器人运动控制系统的设计策略1. 硬件设计机器人运动控制系统的硬件设计涉及选型和布局两个方面。
在选型上，需要考虑传感器和执行器的类型、性能和适用范围，以及控制器的处理能力和接口要求。
在布局上，需要合理安装传感器和执行器，保证其在机器人运动时能够提供准确的数据和快速的响应。
2. 软件设计机器人运动控制系统的软件设计包括算法设计和程序编写两个方面。
算法设计涉及运动规划、路径优化和姿态控制等问题。
其中，运动规划是根据目标位置和机器人的动力学模型，计算出合理的运动轨迹；路径优化是通过优化算法，对运动轨迹进行调整，减小路径长度和时间消耗；姿态控制是控制机器人的朝向和姿态，保持稳定的运动状态。
程序编写则是将算法转化为可执行的代码，与硬件设备进行交互，实现机器人的精确控制。
四、机器人运动控制系统的实现技术1. 传感器技术传感器是机器人运动控制系统的“眼睛”和“耳朵”，而良好的传感器技术能够提供准确的数据，为系统提供可靠的反馈信息。
目前常用的传感器技术包括视觉传感器、惯性测量单元(IMU)和力传感器等。
视觉传感器可通过摄像头获取图像信息，用于姿态和位置的感知；IMU可测量机器人的加速度和角速度，为运动规划和姿态控制提供数据支持；力传感器则可测量机器人与外部物体之间的力和压力，实现柔性运动和力控制。
2. 执行器技术执行器是机器人运动控制系统的“手”和“脚”，其性能和响应速度直接影响机器人的动作灵活性和准确度。
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擂台机器人运动控制系统的设计摘要本文论述了一个以凌阳SPCE061A单片机和国家半导体LMD18200电机驱动芯片为控制核心的擂台机器人运动控制系统的硬件设计及软件开发的过程。
首先介绍了擂台机器人在我国的发展现状以及未来的发展趋势，并对南京工业大学机器人武术擂台赛项目竞赛规则加以说明。
接着阐述了系统的设计思路并通过介绍所使用的各元件的规格、参数、性能等对选型条件和理由加以说明。
之后分别介绍了硬件电路和基于该电路的软件的工作流程和设计思想，主要包括电机的基本控制原理、PWM信号的产生和处理、系统电源的分配设计等。
并在附录中附有使用CAD软件(Protel99 SE)绘制的系统原理图和印刷电路板，以及以C语言和汇编语言编写的基本驱动控制程序。
关键词：擂台机器人SPCE061A单片机LMD18200电机驱动芯片PWM控制The design of a tournament robot’s motion control systemAbstractThis thesis introduces the hardware and software design process of a tournament robot’s motion control system which based on SPCE061A(Sunplus) and LMD18200(National Semiconductor). It introduces the current situation and prospects in future of tournament robot’s development in China, and the rules of robot combat tournament in Nanjing University of Technology. Moreover, it elaborates the system’s design philosophy and introduces the properties of components which are in use to illustrate the reason of choice. In addition it describes the circuit and the software which based on it. Mainly about the basic motor control theory, PWM signal generation and processing, power distribution system design. And in the appendix attached to schematic drawing and PCB drawing of the system as well as the basic motor driving programs in C and assembly language.Keywords: Tournament robot; MCU SPCE061A; Motor driving chip LMD18200; PWM control;目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2南京工业大学机器人武术擂台赛项目竞赛规则简介 (1)1.3主要的任务和目标......................................................................... 错误！未定义书签。
第二章擂台机器人运动控制系统的硬件设计 (2)2.1实现功能 (2)2.2基本设计思路 (2)2.2.1擂台机器人的运动方式 (2)2.2.2对电机的PWM控制 (3)2.3主板电路设计 (3)2.3.1适用集成电路的介绍及选型 (3)2.3.2由LMD18200构成的驱动控制电路设计 (4)2.3.3基于SPCE061A单片机的配套电路设计 ......................... 错误！未定义书签。
2.4 PCB板设计 .................................................................................... 错误！未定义书签。
第三章擂台机器人运动控制系统的软件设计 (6)3.1 SPCE061A单片机的编程特点 (6)3.2初始化程序的编写 (6)3.3电机控制程序的编写..................................................................... 错误！未定义书签。
结语 (6)参考文献 (7)附录1：主板的电路原理图和PCB图 (8)附录2：电机的基本驱动程序 (9)第一章绪论1.1概述机器人是一种集从机械、电气和电子工程到计算机、认知和社会科学等各种工程和科学学科于一身的产物，广泛应用于各种工业生产和研究探索等领域。
为了提高人们对机器人技术的兴趣并带动相关产业和技术的发展，目前，国际的机器人比赛已经举办多届，并且种类繁多，国内机器人比赛经过起步阶段，发展迅速，规模逐渐开始壮大，各项技术更新很快，运动控制系统、视觉处理系统、智能决策系统都有了较大的飞跃，而擂台机器人比赛综合了传感器检测技术、多信息融合技术、先进运动控制技术，具有极高的应用价值。
在规则范围内以各自组装或者自制的自主机器人互相搏击并争取在比赛中获胜的对抗性竞技形式极大的引起了以大学生为主体的青少年的研究热情。
比赛的基本规则可以是多种多样的，例如：在指定的擂台上，以模拟人类自由搏击赛的形式，双方机器人互相击打或者推挤，如果一方机器人整体离开擂台区域，则另一方获胜。
如果双方均未离开擂台，则在比赛时间结束后，距离擂台中央的擂主区域近的一方获胜。
场地也依据不同的比赛类型而有所差别，通常都会有灰度和颜色特征以供机器人定位和决策。
要完整文章毕业论文的+扣扣：（149-908-83-24）去掉中间的横线随着各门学科和技术的继续发展以及人们对于擂台机器人竞赛兴趣的持续上升，可以预见，将有越来越多的爱好者投入到擂台机器人的研究和设计中来，该类竞赛的技术水平将日渐提高，对相关产业以及各学科的发展起到大力推动的作用。
1.2南京工业大学机器人武术擂台赛项目竞赛规则简介比赛场地（即擂台）大小为长3600mm，宽2400mm，高200mm，外侧为白色赛道用于机器人沿赛道展示，赛道左右两边各有一个白色的十字交叉线作为展示的出发点，赛道上还有。
中心区域为擂主区域，一半为正红色，一半为正蓝色；场地周围0.5米处有高400mm、厚10mm的方形白色围栏。
比赛开始后，白色围栏内不得有人活动。
要完整文章毕业论文的+扣扣：（149-908-83-24）去掉中间的横线第二章擂台机器人运动控制系统的硬件设计2.1实现功能在场外调试和实际比赛中，擂台机器人能够配合传感器传入的信号，在预设程序策略的指引下迅速而流畅的完成前进、后退和转弯等基本动作，启动平滑，刹车灵敏，可以根据实际情况和需要对移动速度进行控制，并且在电源供给充足的情况下能够长时间稳定运作，不出现不受控制的抖动或者行为紊乱现象。
2.2基本设计思路2.2.1擂台机器人的运动方式运动机构对于一台能够实现自主移动的机器人是必不可少的，以便使其在所处的环境中为达到其工作目的而自由运动。
但是运动有众多不同的可能途径，常见的应用于在地面上工作的机器人的运动方式包括使用各种各样的轮式机构或者带有关节的腿。
但其复杂的运动方式给控制系统带来了十分高的要求，而以目前的技术水平要想达到腿式机构要求的足够的平衡度和协调度比较困难，加之擂台机器人运行在平坦的场地内，而轮式运动在平地上运动效率大大高于腿式运动，因此本擂台机器人的运动方式选择轮式运动机构。
图2-1运动结构的两种方案示意图方式，需要2个为驱动轮提供动力的电机，以及1个用于控制舵轮角度的舵机。
驱动轮用于控制机器人运动的前后方向和运动速度，舵机则控制机器人的运动角度。
该方案的关键在于对舵机的精确控制，因此最好能使用直流步进电机作为舵机，控制的复杂程度相对较高，但可以达到量化的更加精确的控制效果。
相比较之下，方案2的复杂程度大大降低，成本也相对更低。
仅靠2个驱动电机即可完成各种运动姿态，后部的万向轮仅用于承重和机体平衡，虽然该方案在转弯时的控制精度较为粗糙，需要通过反复的实验以确定各种情况下电机的对应转动方式，但擂台机器人在实际比赛中可供移动的范围相对较大，这意味着其动作拥有很大的裕度，并且考虑到比赛过程的连续性，过分追求对单一动作的精确控制意义并不大。
因此综合考虑各种因素后，决定选择方案2作为运动的基本方案。
要完整文章毕业论文的+扣扣：（149-908-83-24）去掉中间的横线2.2.2对电机的PWM控制脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。
它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。
脉冲宽度调制是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的，无需进行数模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。
噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时，也才能对数字信号产生影响。
[1]2.3主板电路设计2.3.1适用集成电路的介绍及选型1.单片机的介绍及选型擂台机器人的整个硬件系统并不仅仅只包含运动控制部分，还包含负责感知外部情况并将其转化为电信号送给处理单元的传感器部分以及负责和上位机等外部系统进行数据交换的无线通信部分，因此需要使用单片机综合处理各种数据。
常用的51系列八位单片机虽然具有外围电路简单、编程难度小、价格低廉等优点，但本身具备的通过内部硬件实现的扩展功能较少，需要编写复杂的程序来实现各项拓展工作，其能力在应付擂台机器人的各种需要时略显紧张。
因此本系统选择使用凌阳的SPCE061A十六位单片机作为运算核心，其内核采用凌阳最新推出的μ’nsp十六位微处理器，即μ’nSP TM，具有以下特点：（1）体积小、集成度高、可靠性好且易于扩展：μ’nSP TM 家族把各功能部件模块化的集成在一个芯片里，内部采用总线结构，因而减少了各功能部件之间的连线，提高了其可靠性和抗干扰能力。