机电系统控制与机器人控制实验讲解
机电控制系统分析与设计实验课程介绍
机电控制系统分析与设计实验课程介绍1.教学单位名称：机械科学与工程学院2.实验中心名称：液压基础实验中心3.课程名称：机电控制系统分析与设计4.课程代码：412455.课程类别：专业课6.课程性质：必修7.课程学时：36学时，其中含实验6学时8.课程学分：29.面向专业：机械工程，机械工程(卓越工程师教育培养计划)10.实验课程的教学任务、要求和教学目的(1)实验目的与任务本课程是机械制造与自动化专业本科阶段的主要专业考试课之一，它以机电控制系统为研究对象，论述机电控制系统的产生、发展、系统组成、工作原理，系统的特性与分析、机械与电子控制接口、工程应用等几个方面。
通过本课程的学习，使学生掌握机电控制系统的基本原理和基本知识，学会设计应用型控制系统的基本过程和分析与设计技术。
实验课是本课程重要教学环节，其目的是了解系统控制电路的组成、功能、控制原理，设计方法，培养学生解决实际问题的能力。
(2)实验教学基本要求1)熟悉控制电路的结构及组成原理，掌握控制接口、波形发生、串并转换、电压频率转换、电压比较等电路的原理分析与设计。
2)设计控制电路的控制原理，根据控制系统的要求能设计简单的控制系统，并了解P1D控制器响应特性。
3) 了解单片机工作原理，掌握利用单片机实现系统控制的开发过程。
11.学生应掌握的实验技术及实验能力(1)设计电压比较器电路，掌握电压比较器测量方法。
(2)自行设计电路图，将电压参数转换成频率参量，连接电路图，用示波器监视VO波形，测量电压一频率转换关系。
(3)熟悉波形发生器的设计方法，掌握波形发生器电路的特点和分析方法。
(4) 了解并掌握直流电机控制的基本方法。
(5)学会利用不同电路结构实现同一参量的控制，了解模拟控制,模糊P1D控制，计算机控制的硬件组成，软件设计及调试过程。
机电工程中的智能控制与机器人技术研究
机电工程中的智能控制与机器人技术研究摘要：智能控制与机器人技术在机电工程领域具有广泛的应用和研究价值。
随着科技的不断进步和人工智能的快速发展，智能控制和机器人技术正在成为推动机电工程领域进步的重要驱动力。
关键词：机电工程；智能控制；机器人技术引言智能控制与机器人技术是机电工程领域非常重要的研究方向。
随着科学技术的不断进步和人工智能的快速发展，智能控制与机器人技术在机电系统的自动化、智能化和高效化方面发挥了重要作用。
智能控制技术将先进的传感器、执行器和控制算法相结合，使得机电系统具有感知环境、自主决策和执行任务的能力。
通过智能控制，机电系统可以实现更高精度、更高效率和更高可靠性的运行，提高生产效益并降低运行成本。
机器人技术则致力于设计和构建能够模拟和扩展人类行为的机械装置。
机器人在机电工程中广泛应用于自动化生产线、危险环境操作、医疗护理等领域。
机器人具有高精度、高灵活性和高稳定性的特点，能够完成重复、繁重和危险的工作，提高生产质量和效率。
1智能控制与机器人技术特点1.1自主性智能控制与机器人技术能够感知环境、自主决策和执行任务，不需要人类的直接干预。
通过内置的传感器和算法，使得系统或机器人具有自主运行和适应能力。
12灵活性与适应性智能控制与机器人技术具备对不同环境和任务的灵活适应能力。
通过先进的控制算法和学习方法，可以根据环境变化和任务需求进行实时调整和优化，适应不同的工作场景。
1.3高精度与高效率智能控制与机器人技术能够实现高精度和高效率的工作。
通过精确的传感器和优化的控制算法，机器人能够在不同任务中实现高精度的操作和控制，并提高生产效率和工作效能。
1.4协作与合作智能控制与机器人技术能够与人类和其他机器人进行协作和合作。
机器人能够理解人类的指令和意图，并与其共同完成任务。
同时，多个机器人之间也可以实现协同工作，提高工作效率和任务完成能力。
1.5安全性与可靠性智能控制与机器人技术在设计和执行过程中注重安全性和可靠性。
机电控制实训实验报告
一、实验目的1. 了解机电控制系统的基本原理和组成；2. 掌握常用电气元件的识别和使用方法；3. 熟悉PLC编程软件的使用；4. 培养动手能力和团队协作精神。
二、实验原理机电控制系统是指利用电力电子技术、自动控制技术、计算机技术等手段，实现对机械设备的自动控制。
实验中，我们将通过PLC编程实现对直流电机的调速和转向控制。
三、实验设备1. PLC编程控制器1台；2. 直流电机1台；3. 交流电源1台；4. 电气元件若干；5. PLC编程软件1套。
四、实验步骤1. 熟悉实验设备，了解各部分功能；2. 搭建实验电路，连接PLC与直流电机；3. 编写PLC程序，实现直流电机的调速和转向控制；4. 上传程序到PLC，调试实验电路；5. 观察实验现象，分析实验结果。
五、实验内容1. 直流电机调速实验（1）搭建实验电路，连接PLC与直流电机；（2）编写PLC程序，实现直流电机的调速控制；（3）上传程序到PLC，调试实验电路；（4）观察实验现象，分析实验结果。
2. 直流电机转向实验（1）搭建实验电路，连接PLC与直流电机；（2）编写PLC程序，实现直流电机的转向控制；（3）上传程序到PLC，调试实验电路；（4）观察实验现象，分析实验结果。
六、实验结果与分析1. 直流电机调速实验实验结果表明，通过PLC编程可以实现直流电机的调速控制。
通过改变PLC输出端的脉冲宽度，可以改变直流电机的转速。
实验过程中，我们观察到当脉冲宽度增加时，直流电机的转速也相应增加；当脉冲宽度减小时，直流电机的转速也相应减小。
2. 直流电机转向实验实验结果表明，通过PLC编程可以实现直流电机的转向控制。
通过改变PLC输出端的信号极性，可以改变直流电机的转向。
实验过程中，我们观察到当信号极性改变时，直流电机的转向也相应改变。
七、实验总结本次实验使我们了解了机电控制系统的基本原理和组成，掌握了常用电气元件的识别和使用方法，熟悉了PLC编程软件的使用。
机器人的机电控制与实现
机器人的机电控制与实现随着科技的发展，机器人技术已经不再是科幻电影的梦境，而是成为了现实。
作为一种能够代替人类进行各种重复性、危险性以及高强度劳动的工具，机器人应用范围越来越广泛，越来越受到人们的关注。
而机器人技术的核心之一就是机电控制。
在这篇文章中，我将探讨机器人的机电控制与实现。
一、机电控制概述机电控制是机器人技术中的关键技术之一。
它包括两个部分：机器人的机械系统和控制系统，也就是机器人的硬件和软件部分。
机械系统包括机器人的骨架、关节、传动和执行器等，而控制系统则包括机器人的电路、传感器、控制器和软件。
这些组成部分形成了机器人的机电系统，实现了机器人的精准控制和高效运行。
机电控制主要涉及机器人的控制原理、控制方法与参数设计等。
机器人的控制原理可以分为开环控制和闭环控制两种。
其中，开环控制又称为非反馈控制，它的控制器只可以控制输出信号的大小和时间，而无法调节反馈量。
闭环控制又称为反馈控制，可以通过测量反馈量反馈到控制器中，根据反馈信号进行控制，从而实现更精准的控制。
二、电机控制电机控制是机器人控制中的重要部分，主要涉及到电机的调速、刹车、启动等功能。
电机控制可以通过控制电机的电源来实现，控制方法包括频率控制、矢量控制和直接扭矩控制等。
频率控制是基于变频器的技术，通过改变电机的频率来调节电机转速，从而实现电机的调速和运行。
矢量控制则是通过控制电机的电流和电势差，来调节电机转速和扭矩大小，是一种比频率控制更为精细的控制方法。
直接扭矩控制则是基于反馈控制的技术，通过实时测量电机扭矩和电流等参数，来精确调节电机的扭矩和速度。
三、传感器控制传感器是机器人控制中另一个重要的部分，能够用于测量机器人运动状态、环境温度、压力、湿度等参数。
机器人的传感器通常涉及到视觉传感器、力、力矩和加速度传感器等。
它们通过感应环境的变化，进而向机器人的控制器输送信号。
视觉传感器是机器人中使用最广泛的传感器之一，可以进行图像识别、目标跟踪、物体定位等。
机电控制系统实验报告
一、实验目的1. 理解机电控制系统的基本原理和组成；2. 掌握机电控制系统的调试方法；3. 熟悉常用控制元件的性能和特点；4. 提高动手能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理机电控制系统是指由电动机、执行机构、控制器、传感器等组成的，用于实现特定运动或控制功能的系统。
本实验主要研究步进电机驱动系统，通过控制步进电机的旋转角度和速度，实现机械装置的运动控制。
三、实验内容1. 步进电机驱动系统原理研究2. 步进电机驱动电路设计3. 步进电机驱动系统调试四、实验步骤1. 步进电机驱动系统原理研究（1）了解步进电机的工作原理和驱动方式；（2）分析步进电机驱动电路的基本组成和功能；（3）掌握步进电机驱动电路的调试方法。
2. 步进电机驱动电路设计（1）根据步进电机的参数（如相数、步距角等）选择合适的驱动电路；（2）设计步进电机驱动电路的硬件电路，包括驱动芯片、驱动模块、电源电路等；（3）绘制电路原理图和PCB布线图。
3. 步进电机驱动系统调试（1）搭建实验平台，包括步进电机、驱动电路、控制器、传感器等；（2）编写控制程序，实现步进电机的正转、反转、定位等功能；（3）调试系统，观察步进电机的运行状态，调整参数，使系统达到预期效果。
五、实验结果与分析1. 步进电机驱动系统原理研究通过学习，掌握了步进电机的工作原理和驱动方式，了解了步进电机驱动电路的基本组成和功能。
2. 步进电机驱动电路设计根据步进电机的参数，选择了合适的驱动电路，并完成了电路原理图和PCB布线图的绘制。
3. 步进电机驱动系统调试搭建了实验平台，编写了控制程序，实现了步进电机的正转、反转、定位等功能。
调试过程中，观察了步进电机的运行状态，调整了参数，使系统达到预期效果。
六、实验总结1. 通过本次实验，加深了对机电控制系统原理的理解，掌握了步进电机驱动系统的设计方法；2. 提高了动手能力和分析问题、解决问题的能力；3. 了解了常用控制元件的性能和特点，为今后从事相关领域工作奠定了基础。
机器人﹑机电系统测控实验报告
设计题目：慧鱼工业机器人一，引言机器人技术是最近20年间发展起来的新技术，它综合了机械、力学、电子计算机、人工智能、系统工程、控制理论、自动检测等学科的最新成果。
机器人对于实现柔性生产自动化、保护劳动安全和提高产品质量能发挥重大的作用。
机器人技术的应用，今后会越来越广，将对人类的生产和生活产生巨大的影响。
机械手是一种模仿人手的某些工作机能，被给定的程序、轨迹和要求，实现抓取、搬运工件，或者完成某些劳动作业的机械化、自动化装置[1]。
国外把它称为：操作机(Manipulator) 、机械手(Mechanical Hand )。
机械手只能完成一些比较简单的抓取，搬运及上下料工作、常常作为机器设备上的附属装置。
因此具有一定的专用性，所以又称为专用机械手。
机器人是能模仿人的某些工作机能和控制机能，按可变的程序、轨迹和要求，实现多种工件的抓取、定向和搬动工作，并且能使用工具完成多种劳动作业的自动化机械系统。
因此，机器人比机械手更为完善，它不仅具有劳动和操作的机能．而且还具有学习、记忆及感觉功能。
国外把它称为程序控制操作机(Programmable Manipulator)。
通常则称为机器人(Robot)。
二，实验设计思想及机器人可能应用领域1了解机器人中所含有的主要机构，并通过分析其运动过程，画出机构运动简图。
2, 了解串行通讯的概念。
（（RS-232-C 是美国电子工业协会EIA （Electronic Industry Association ）制定的一种串行物理接口标准。
RS 是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C 表示修改次数。
RS-232-C 总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。
）附：RS232原理3，根据实验要求的运动过程编写相应的程序（注：本实验用Llwin3.0慧鱼机器人模型控制程序设计系统编写相应程序） 4，调试运行程序，并做相应修改。
三，主要机构的的机械设计图纸 M 2M 1丝杠M 4M 3齿轮四，机器人中典型机构位置和运动学分析用ADAMS建出模型如图1所示，以末端手爪为研究输出对象，研究其在运动过程分别沿X、Y方向的位移，速度，加速度的变化规律，ADAMS仿真结果如图所示，图1为输出分别沿X、Y速度关系图，图2为输出分别沿X、Y加速度关系图，图4为输出分别沿X、Y位置关系图。
机电系统控制实验报告2
机电系统控制实验报告穿销单元工件穿销实验报告一、前言模块化柔性制造综合实训系统最大特点是以机器人技术为核心的技术综合性和系统性，又兼顾模块化特征。
综合性体现在机器人技术、机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、PLC工控技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术的有机结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。
系统模块化结构，各工作单元是相对独立的模块，并具有较强的互换性。
可根据实训需要或工作任务的不同进行不同的组合、安装和调试，达到模拟生产性功能和整合学习功能的目标，十分适合教学实训考核或技能竞赛的需要。
通过该系统，学生经过实验了解生产实训系统的基本组成和基本原理，为学生提供一个开放性的，创新性的和可参与性的实验平台，让学生全面掌握机电一体化技术的应用开发和集成技术，帮助学生从系统整体角度去认识系统各组成部分，从而掌握机电控制系统的组成、功能及控制原理。
可以促进学生在掌握PLC技术及PLC网络技术、机械设计、电气自动化、自动控制、机器人技术、计算机技术、传感器技术等方面的学习,并对电机驱动及控制技术、PLC控制系统的设计与应用、计算机网络通信技术和高级语言编程等技能得到实际的训练，激发学生的学习兴趣，使学生在机电一体化系统的设计、装配、调试能力等方面能得到综合提高。
体现整体柔性系统教学的先进性。
二、实验目的1、了解PLC的工作原理；2、掌握PLC编程与操作方法；3、了解气缸传感器的使用方法；4、掌握PLC进行简单装配控制的方法。
三、实验设备1、模块化柔性制造综合实训系统一套；2、安装西门子编程软件STEP7-MicroWIN SP6的计算机一台；3、西门子S7-200 PLC编程电缆一条。
四、实验原理学生可通过实验验证工业现场中如何使用PLC对控制对象进行控制，我公司提供PLC源程序，学生可在源程序的基础上进行进一步编程，将编写好的程序通过编程电缆写入到PLC中，来验证自己的设计。
机电控制系统实训报告书
一、实训目的本次机电控制系统实训旨在通过对机电控制系统的理论学习与实践操作，使学生深入了解机电控制系统的基本原理、组成及工作过程，掌握机电控制系统的调试、故障排除和日常维护方法，提高学生的动手能力和实际操作技能。
二、实训内容1. 机电控制系统概述（1）机电控制系统的定义及分类（2）机电控制系统的组成及功能（3）机电控制系统的发展趋势2. 机电控制系统元件（1）传感器及其应用（2）执行器及其应用（3）控制器及其应用3. 机电控制系统设计（1）控制系统总体设计（2）控制策略设计（3）控制系统仿真与优化4. 机电控制系统调试与维护（1）系统调试方法（2）系统故障排除（3）系统维护与保养三、实训过程1. 理论学习（1）学生通过查阅资料、阅读教材等方式，了解机电控制系统的基本概念、原理和组成。
（2）教师讲解机电控制系统的设计方法、调试与维护技术。
2. 实践操作（1）学生分组进行实训，每组配备一套机电控制系统。
（2）按照实训指导书，进行机电控制系统的搭建、调试与维护。
（3）学生在实训过程中，遇到问题及时与教师沟通，解决问题。
四、实训成果1. 学生掌握了机电控制系统的基本原理和组成。
2. 学生熟悉了各种机电控制系统元件的应用。
3. 学生掌握了机电控制系统的设计方法、调试与维护技术。
4. 学生提高了动手能力和实际操作技能。
五、实训总结1. 通过本次实训，学生了解了机电控制系统的基本原理、组成及工作过程，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。
2. 学生在实训过程中，学会了如何进行机电控制系统的搭建、调试与维护，提高了自己的动手能力和实际操作技能。
3. 学生通过实训，认识到理论知识与实践操作相结合的重要性，为今后的学习和工作积累了宝贵的经验。
4. 针对实训过程中存在的问题，提出以下改进措施：（1）加强理论教学，提高学生对机电控制系统的认识。
（2）优化实训内容，增加实践操作环节，提高学生的动手能力。
（3）加强教师指导，确保实训过程顺利进行。
机电一体化技术在机器人领域中的应用探讨
机电一体化技术在机器人领域中的应用探讨机电一体化技术是将机械结构、电气控制和电子技术融为一体的综合性技术，可以实现机器人的灵活操作与精确控制，因此在机器人领域中得到广泛应用。
机电一体化技术在机器人控制系统中发挥关键作用，可以实现机器人的自动化控制和智能化操作。
机电一体化控制系统包括传感器、执行机构、电子控制系统等组成部分。
1. 传感器：机电一体化技术在机器人中应用的传感器有很多种类，例如光电传感器、力传感器、位置传感器等。
这些传感器能够实时感知机器人周围环境的信息，并将其转化为电信号，提供给电子控制系统做出相应的决策。
2. 执行机构：机电一体化技术在机器人中的执行机构主要包括电动机、气动元件等。
电动机可以提供机器人的驱动力，实现各种运动方式，而气动元件可以实现复杂动作或高速运动，例如气动机械手。
机电一体化技术在机器人运动控制方面的应用主要体现在运动控制算法和运动控制器的设计上。
1. 运动控制算法：机电一体化技术可以通过优化运动控制算法，提高机器人的控制精度和稳定性。
在轨迹规划算法中使用机器学习技术对机器人的运动进行预测和优化，从而实现更加精确的轨迹控制。
2. 运动控制器：机电一体化技术可以设计高性能的运动控制器，提供更灵活、准确的运动控制方式。
运动控制器可以实现速度控制、位置控制、力控制等多种控制方式，满足不同任务对机器人运动的要求。
机电一体化技术在机器人感知和决策方面的应用主要体现在图像识别、路径规划和决策算法等方面。
1. 图像识别：机电一体化技术可以通过图像传感器和图像处理算法实现机器人对周围环境的感知和识别。
通过机器学习算法训练机器人识别目标物体的图像特征，从而实现自动抓取和搬运等任务。
2. 路径规划：机电一体化技术可以通过路径规划算法和传感器信息，实现机器人自主规划最优路径。
基于SLAM技术（同步定位与地图构建），机器人可以自动生成地图，并根据地图信息规划最短路径。
3. 决策算法：机电一体化技术可以通过决策算法对机器人的行为进行规划和优化。
机电控制技术实验报告机电控制实验组合编程报告
机电控制技术实验报告机电控制实验组合编程报告《机电控制技术》实验指导书机械手动作的仿真在机械手动作的模拟实验区完成本实验。
一、实验目的用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。
二、实验说明机械结构和控制准许图中为一个将工件由A 处传送到B 处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。
当某个电子零件线圈通电，就一直电力设备保持现有的机械动作，例如下降一旦下降的电磁阀导线通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的跳跃下降动作状态，直到相反方向的换言之线圈通电为止。
另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行转紧动作。
设备装有上、下限位和左、右限位开关，限位开关用钮子开关来模拟，所以在实验中会应为点动。
电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。
本实验的起始状态应为金属表面（即SQ2与SQ4为ON ，启动后马上打到OFF ）。
它的组织工作过程如图所示，有八个动作，即为：原位夹紧上升右移左移上升放松三、实验面板图：四、实验步骤1、输入输出接线输入：SB1、SB2分别接主机的输入点X0、X5；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别接主机的输入点X1、X2、X3、X4。
输出：YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL 分别接主机的输出点Y0、Y1、Y2、Y3、Y4。
主机模块的COM 接主机连接器输入端的COM 和输出端的COM1、COM2、COM3、COM4、COM5；主机模块的24+、COM 分别接在实验短剧的V+、COM 。
2、中其打开主机电源将程序下载到主机中3、启动并运行程序观察实验现象五、编制梯形图并写出实验程序工作过程分析实验三相鼠笼式异步电动机的点动控制和自锁控制汽轮机在电机自动控制实验区完成本实验。
一、实验目的PLC 编程控制电机作点动和自锁控制二、实验说明1、点动控制启动：按启动按钮SB1，X000的动合触点闭合，Y3线圈得电，即接触器KM4的线圈得电；同时辅助继电器M0线圈得电，M0动合触点闭合，定时器线圈T1得电，当起动时间累计高达0.1秒时，Y0线圈得电，即接触器KM1的线圈得电，电动机作星形连接起动；每按动SB1一次，电机运转一次。
工业机器人中机电一体化技术的应用分析
3. 结论
3.1 工业机器人中机电一体化技术的应用效果
一、提高生产效率：通过机电一体化技术的应用，工业机器人的运行控制更加精准高效，能够完成更复杂的任务，大大提高了生产效率。机器人的操作速度快、精度高，可以持续不断地工作，避免了人工操作中的疲劳和错误。
机电一体化技术在工业机器人的维护和保养中能够提高维护效率、降低维护成本，并保障机器人的安全稳定运行。这些优势使得工业机器人在生产中能够更加可靠地发挥作用。
2.5 机电一体化技术在工业机器人安全保护中的应用
首先是安全传感器和系统的应用。通过安装各种传感器，如光电传感器、压力传感器、红外传感器等，实现对机器人工作环境的实时监测和控制。当检测到异常情况时，系统能够及时做出响应，保证机器人和人员的安全。
其次是安全控制系统的应用。采用先进的控制算法和技术，保证机器人在工作过程中的安全性。比如通过编程设定工作速度、半径范围、作业时间等参数，避免机器人与人员或其他设备发生意外碰撞。
机电一体化技术还可以实现安全防护装置的自动化控制。比如安装可编程逻辑控制器（PLC），实现对防护门、安全栅、紧急停止按钮等安全设备的自动开关控制，确保机器人在出现危险情况时能够立即停止工作。
二、降低生产成本：机电一体化技术的应用使得工业机器人在运行中更加定可靠，减少了生产过程中的人为损耗和浪费。机器人的维护成本也相对较低，大大降低了企业的生产成本，提升了竞争力。
三、提高产品质量：工业机器人在生产过程中可以保持稳定的工艺参数和精准的操作，避免了人为因素的干扰，从而提高了产品的质量和一致性。
机器人控制课程实训报告
一、实训背景随着科技的不断进步，机器人技术已成为现代工业和日常生活中不可或缺的一部分。
为了让学生更好地理解机器人控制的基本原理和实际应用，我们参加了由XXX大学开设的机器人控制课程实训。
本次实训旨在通过实际操作，加深对机器人控制理论知识的理解，提高动手实践能力。
二、实训目标1. 掌握机器人控制的基本概念和理论；2. 熟悉机器人控制系统的硬件和软件；3. 学会使用机器人控制系统进行实际操作；4. 提高团队协作和问题解决能力。
三、实训内容本次实训分为以下几个部分：1. 机器人控制系统概述首先，我们对机器人控制系统进行了概述，包括系统的组成、工作原理和功能。
通过学习，我们了解了机器人控制系统由传感器、控制器、执行器、驱动器等组成，它们协同工作，实现对机器人的精确控制。
2. 机器人硬件介绍在硬件方面，我们学习了机器人的机械结构、传感器、控制器和执行器等。
通过实际操作，我们了解了各个部件的功能和安装方法，为后续的编程和控制奠定了基础。
3. 机器人软件编程软件编程是机器人控制的核心，我们学习了机器人编程软件的使用，包括机器人编程语言、编程环境和编程技巧。
通过实际编程，我们实现了机器人的基本动作，如移动、旋转、抓取等。
4. 机器人控制算法在控制算法方面，我们学习了PID控制、轨迹规划、力控制等算法。
通过实际操作，我们了解了这些算法在机器人控制中的应用，提高了对机器人控制策略的理解。
5. 机器人系统集成与调试在系统集成与调试环节，我们学习了如何将各个部件组装成完整的机器人系统，并对其进行调试。
通过团队合作，我们成功搭建了一个简单的机器人系统，并对其进行了测试和优化。
四、实训过程1. 分组讨论：在实训开始前，我们将学生分成若干小组，每组负责一个机器人系统的搭建和调试。
2. 理论学习：在导师的指导下，我们学习了机器人控制的相关理论知识，为实际操作做好准备。
3. 硬件搭建：根据实训要求，我们选购了所需的机器人硬件，并按照说明书进行组装。
机电系统原理及应用(机器人讲座)
机器人技术的未来发展趋势
人工智能
机器人技术将与人工智能相结合，实现更高级 的自主决策和学习能力。
小型化和便携
机器人将变得更小巧、更便携，可以应用于更 广泛的场景和领域。
协作机器人
机器人将更多地与人类进行协作，共同完成复 杂的任务。
智能物流机器人将在物流领域源自挥更大的作用，提升物 流效率和准确性。
机器人的机械结构包括机械臂、关节和运动部件。
电子部件
机器人的电子部件包括电路板、传感器和执行器。
控制系统
机器人的控制系统包括编程控制器和用户界面。
感知系统
机器人的感知系统包括摄像头、激光雷达和距离传 感器。
机器人的工作原理
机器人通过接收传感器的输入信号，通过控制系统进行处理和分析，然后通 过执行器产生相应的动作和运动。这样，机器人可以完成各种任务，如装配、 焊接和搬运。
机电系统原理及应用(机 器人讲座)
机电系统是将机械和电子技术相结合的系统，用于设计和控制各种机械设备。 本讲座将介绍机电系统的原理、机器人的基本组成部分、工作原理以及在机 器人和工业自动化中的应用。
机电系统的定义
机电系统是一种将机械、电子、传感器和控制技术相结合的复杂系统。它包括各种设备和装置，可以完成各种 任务，如生产、加工、运输和控制。
机电系统在机器人中的应用
1
工业生产
机器人在工业生产线上扮演着重要的角
医疗行业
2
色，可以提高生产效率和质量。
机器人在手术、病房和康复治疗等医疗
领域发挥着重要作用。
3
军事应用
机器人在军事领域中被广泛应用，如侦 察、拆弹和无人机等。
机器人在工业自动化中的重要 性
机器人在工业自动化中发挥着重要的作用，可以提高生产效率、减少人力成 本，并提高产品质量和稳定性。
机电技术专业赛课机器人控制与应用
机电技术专业赛课机器人控制与应用近年来，随着机器人技术的不断发展，机电技术专业的学生们开始探索机器人控制与应用的领域。
赛课机器人作为机器人技术的一种重要应用形式，不仅能够提升学生们的动手能力，还能够加深他们对机器人控制的理解。
本文将从机电技术专业赛课机器人的基本原理、控制方法以及应用领域进行探讨。
一、机电技术专业赛课机器人的基本原理机电技术专业赛课机器人是一种模拟真实工业环境的机器人系统，其基本原理是通过控制系统对机器人进行控制，使其完成特定的任务。
通常，赛课机器人由机械结构、电子控制系统和感知系统组成。
机械结构包括机械臂、传感器和执行机构等部分，用于实现机器人的运动和动作控制；电子控制系统则负责控制机械结构的动作，实现指定的任务；感知系统则通过传感器获取环境信息，并将其传递给控制系统进行处理。
二、机电技术专业赛课机器人的控制方法在机电技术专业赛课机器人中，常用的控制方法有预先编程控制、遥控控制和自主控制三种。
1. 预先编程控制：这种控制方法是在机器人开始执行任务之前，将其需要完成的动作、路径等信息以程序的形式预先写好，再通过控制系统进行执行。
该方法适用于一些相对简单的任务，如按特定路径行进、抓取特定物体等。
2. 遥控控制：这种控制方法是通过操纵遥控器对机器人进行控制。
遥控器通过无线通信与机器人的控制系统连接，可以实时控制机器人的运动和动作。
这种方法适用于对机器人进行实时操作和调整，如精确控制机械臂的位置和姿态等。
3. 自主控制：这种控制方法是机器人通过自身的感知和决策能力来进行控制。
机器人通过感知系统获取环境信息，并将其传递给控制系统进行处理和决策，然后根据决策结果执行相应的动作。
自主控制是赛课机器人应用的发展方向，可以实现机器人的智能化和自主化。
三、机电技术专业赛课机器人的应用领域机电技术专业赛课机器人的应用领域广泛，涵盖了工业制造、服务机器人、医疗服务等多个领域。
1. 工业制造：在工业制造领域，赛课机器人可以用于装配、焊接、搬运等工作。
机电系统控制与机器人控制实验.
轮式机器人关键技术及其应用分析1、引言随着电子技术和计算机技术的快速发展，机器人技术的研究和发展受到了越来越多的关注。
机器人是当代自动化技术和人工智能技术发展的典型体现，是高新技术的代表，它融合了精密机械、电子信息、传感器、计算机、人工智能、自动控制等许多学科的知识，涉及到当今许多科技前沿领域的技术，可应用到宇宙探测、海洋开发、工厂自动化、建筑、采矿、军事、农业等各个领域。
2、轮式机器人机器人就驱动方式而言，可以分为轮式机器人、履带式移动机器人、腿式移动机器人等。
本文中主要介绍的是轮式机器人。
轮式机器人(Wheeled Mobile Robot)是移动机器人的一个重要分支，其应用领域广泛，应用前景十分可观。
轮式机器人的运动形式机构具有自重轻、承载大、机构简单、行走速度快、工作效率高、驱动和控制相对方便、机动灵活等众多优点。
轮式机器人按照车轮数目的同步又有不同的分类，本文主要讲和实验相同的四轮机器人。
当在平整地面上行走时，这种机器人是最合适的选择。
3、轮式机器人关键技术3.1 轮式机器人系统概述轮式移动机器人系统主要包括：机械结构、电器结构和控制系统等。
轮式机器人车体由车架、电池组、直流电机、车轮和传感器等组成，是整个机器人的基础部分，车体机构如下图所示。
3.1.1 机械系统其机械部分包括传动系统、转向系统、行驶系统和传感器支架等。
智能车机械系统，对智能车是至关重要的一部分，机械系统的发挥空间很大。
机械系统主要包括转向舵机、传感器机械结构、车辆悬架系统等。
其中涉及的工作包括转向舵机改装、车模刚度调校、差速器调整等。
车模舵机原始支架不符合汽车转向关系，需要对其进行改装使其符合汽车转向关系。
传感器支架需要吸收车模震动对传感器的干扰，也需要减少车的转动惯量。
传感器会改变车模重心，让车模重心远离地面或车中心，这样会影响到车模轮胎附着力分配，影响车模加速和转向性能。
车模悬架系统调校可以使车模远离共振，有更好的地面附着性能。
浙师大机电PLC实验四 机械手的模拟控制
姓名：XXX《机电传动控制》实验报告学号：XXXXXX
实验四机械手的模拟控制
一、实验目的
用PLC构成机械手控制系统
二、实验内容
1、控制要求
按启动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。
下降到位后机械手夹紧物体，2S后开始上升，而机械手保持夹紧。
上升到位左转，左转到位后下降，下降到位机械手松开，2S后机械手上升，上升到位后。
传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止，……循环。
2 、I/O分配（连线）
3、输入程序代码（梯形图或助记符）
4、调试并运行程序
三、实验小结
通过机械手的模拟控制实验，让我更加理解了课本上的机械手工作例题。
课本与实验结合的训练学习，更有利于对专业知识的启发教育。
机电综合实验——履带式机器人-实验报告
实验名称：机电综合实验——履带式机器人专业班级：指导老师：姓名：学号：一、实验要求1、了解和掌握自动化系统集成的一般过程和方法，同学们在课程中逐步掌握使用、调试、维护自动化系统方面的能力。
2、了解AT89S52芯片的主要性能，学会分析和使用常用电子芯片、电子元件和仪器设备的能力。
3、掌握机器人机械工作方式，触觉开关及红外导航工作原理，掌握机器人尾随行走所需的闭环控制算法，学会将机械运动和自动化（利用软、硬件）紧密结合。
4、学会查阅科技参考资料，根据自己的设计任务和设计方法编制程序、调试程序软、硬件联机调试，达到设计要求收集实验数据，并对结论进行分析，写好实验报告。
二、硬件连接设备硬件部分电机、直流电机控制板（主控芯片A VR）、C51教学板(AT89S52单片机)履带式机器人本体固结，只需要进行连线。
接线时，AT89S52单片机板P10口与直流电机控制板RX(接收口)连接，P13口VIN接跳电位，GND接地线；电源线A VR 板+5V接AT89S52单片机+5V，GND接地线；连接时注意各口颜色。
机器人程序通过连接到PC 机或者笔记本电脑的并口上的ISP 下载线来下载到教学板上的单片机内。
下载线一端连接到PC 机或者笔记本的并行接口上，而另一端（小端）连接到教学板上的程序下载口上。
三、相关资料及问题（一）、PWM 直流电机调速原理：通过A VR 单片机ATmega8直接产生PWM 波形经过电机驱动芯片L298 分别驱动两个直流电机，PWM 将占空比不同的脉冲变成不同的电压驱动直流电机转动从而得到不同的转速，且实现电机启动、停止、正反转等功能。
（二）、直流电机控制模块1、控制板的使用说明#define POSITIVE_DIR 1 //正向旋转#define NEGATIVE_DIR 0 //反向旋转#define LEFT_MOTOR 0 //左电机#define RIGHT_MOTOR 1 //右电机#define NOT_STOP 0 //不停止#define STOP 1 //停止#define BY_10MS 0 //时间控制系数10毫秒倍率#define BY_100MS 1 //100毫秒倍率#define BY_1000MS 2 //1000毫秒倍率#define NOT_CONTROL_TIME 3 //不控制时间2、延时:i>=12 ,i的最小延时单12 usvoid delay_nus(unsigned int i){i=i/10;while(--i);}//延时n msvoid delay_nms(unsigned int n){n=n+1;while(--n)delay_nus(900); //延时1ms,同时进行补偿}3、通过TTL串口驱动PWM直流电机驱动模块void write_pwm(unsigned char bDirection, unsigned char bSide, unsigned char bStop, unsigned char TimeFactor, unsigned char Speed, unsigned char Time){unsigned char Command;bSide = bSide << 1;bStop = bStop << 2;TimeFactor = TimeFactor << 3;Command = bDirection | bSide | bStop | TimeFactor; //组合命令字节soft_send_enable (); //允许软串口发送EA=1;rs_send_byte(0xaa); //发送控制命令的头部，恒为0xaars_send_byte(Command); //发送命令字节，想要了解命令格式rs_send_byte(Speed); //发送速度描述字节，0~255rs_send_byte(Time); //发送时间倍率，0~255rs_send_byte(0xbb); //发送控制命令的尾部，恒为0xbbwhile(rs_f_TI==0); //等待所有的命令发出完毕EA=0;}4、几个基本函数驱动电机后退函数原理：左电机正转，右电机反转，以同样的速度旋转，完成后退动作参数：Speed:速度系数（0~255）；TimeFactor：时间系数(X10ms,X100ms,X1000ms)；Seconds:时间倍率（0~255）；时间倍率*时间系数=实际时间void Backward(unsigned char Speed, unsigned char TimeFactor, unsigned char Seconds){write_pwm(POSITIVE_DIR,LEFT_MOTOR,NOT_STOP,Time Factor,Speed,Seconds);write_pwm(NEGATIVE_DIR,RIGHT_MOTOR,NOT_STOP,Ti meFactor,Speed,Seconds);}驱动电机右转函数原理：左右电机正转，以不一样的速度旋转，完成右转动作参数：Speed:速度系数（0~255）；TimeFactor：时间系数(X10ms,X100ms,X1000ms)；Seconds:时间倍率（0~255）；时间倍率*时间系数=实际时间void Right(unsigned char Speed, unsigned char TimeFactor, unsigned char Seconds){write_pwm(POSITIVE_DIR,LEFT_MOTOR,NOT_STOP,TimeFactor,Speed,Seconds);write_pwm(POSITIVE_DIR,RIGHT_MOTOR,NOT_STOP,Tim eFactor,Speed,Seconds);}驱动电机左转函数原理：左右电机反转，以不一样的速度旋转，完成左转动作参数：Speed:速度系数（0~255）；TimeFactor：时间系数(X10ms,X100ms,X1000ms)；Seconds:时间倍率（0~255）；时间倍率*时间系数=实际时间void Left(unsigned char Speed, unsigned char TimeFactor, unsigned char Seconds){write_pwm(NEGATIVE_DIR,LEFT_MOTOR,NOT_STOP,Time Factor,Speed,Seconds);write_pwm(NEGATIVE_DIR,RIGHT_MOTOR,NOT_STOP,Ti meFactor,Speed,Seconds);}驱动电机前进函数原理：左电机反转，右电机正转，以同样的速度旋转，完成后退动作参数：Speed:速度系数（0~255）；TimeFactor：时间系数(X10ms,X100ms,X1000ms)；Seconds:时间倍率（0~255）；时间倍率*时间系数=实际时间void Forward(unsigned char Speed, unsigned char TimeFactor, unsigned char Seconds){write_pwm(NEGATIVE_DIR,LEFT_MOTOR,NOT_STOP,Time Factor,Speed,Seconds);write_pwm(POSITIVE_DIR,RIGHT_MOTOR,NOT_STOP,Tim eFactor,Speed,Seconds);}（三）、头文件及PWM_Init()函数说明uart.h：硬串口的相关程序。
电动控制机器人实训报告
一、实训背景随着科技的不断发展，电动控制机器人在工业生产、服务领域以及家庭生活等方面得到了广泛的应用。
为了更好地掌握电动控制机器人的设计、调试及维护技术，提高自身的实践能力，我参加了本次电动控制机器人实训。
二、实训目的1. 熟悉电动控制机器人的基本结构、工作原理及组成；2. 掌握电动控制机器人的设计、调试及维护方法；3. 提高动手实践能力，培养团队协作精神；4. 为今后从事相关领域工作奠定基础。
三、实训内容1. 电动控制机器人基本结构及工作原理（1）电动控制机器人主要由以下几个部分组成：动力系统、控制系统、执行机构、传感器和机械结构。
（2）电动控制机器人工作原理：通过传感器获取环境信息，经控制系统处理，驱动执行机构完成相应动作。
2. 电动控制机器人设计（1）设计要求：根据实际需求，确定机器人功能、性能指标和结构形式。
（2）设计步骤：①确定机器人类型；②选择合适的电机、传感器和控制器；③设计机器人机械结构；④编写控制程序。
3. 电动控制机器人调试（1）调试方法：采用分步调试、逐步完善的方式。
（2）调试步骤：①检查机器人各部件是否安装正确；②调试传感器信号；③调试控制器程序；④调试执行机构动作。
4. 电动控制机器人维护（1）维护方法：定期检查、清洁和润滑。
（2）维护步骤：①检查机器人各部件是否磨损；②清洁传感器和控制器；③检查电源线和连接器；④润滑电机和执行机构。
四、实训心得1. 通过本次实训，我对电动控制机器人的基本结构、工作原理及组成有了更深入的了解。
2. 实践过程中，我学会了如何设计、调试及维护电动控制机器人，提高了自己的动手实践能力。
3. 在团队合作中，我学会了与他人沟通、协作，培养了团队精神。
4. 本次实训让我认识到理论知识与实践操作相结合的重要性，为今后从事相关领域工作奠定了基础。
五、总结本次电动控制机器人实训使我受益匪浅，不仅提高了自己的实践能力，还培养了团队协作精神。
在今后的学习和工作中，我将继续努力，为我国电动控制机器人领域的发展贡献自己的力量。
机电一体化系统演示实验
实验一机电一体化系统演示实验一、实验目的：1、掌握机电一体化系统的基本组成要素；2、了解机电一体化系统的技术组成；3、了解快速构建机电一体化系统的方法；4、了解机电一体化中机械电气部分之间的相互关系及其接口技术。
二、实验设备及器材：AGV工业机器人；SZ直流伺服电机；ZK4直流伺服电机驱动调速器；AGV工业机器人控制柜及其它电气器材；三、实验原理：(一)工业机器人结构与工作原理直流伺服电动式球坐标型工业机器人具有三个自由度（即：RRP----大臂回旋、仰角、小臂伸缩三个运动）和一个手爪开合动作，采用全电动驱动方式控制。
机械人本体结构如图1所示。
图1 机械人本体1--机械手爪2--机械手小臂3--机械手大臂4—机身机器人本体由机身、大臂、小臂、手爪等组成。
机身固定在机械小车上；大臂可以绕着机身在水平面内和垂直面内旋转；小臂在丝杆的传动下，可以前后进行伸缩。
在大臂和小臂的共同作用下，机械手的手爪能够接近要抓的物体；同时，手爪在电机的带动下张开，以便能够抓住物体。
当物体被控制在手爪的控制范围内时，手爪夹紧物体，然后通过大臂的旋转和小臂的伸缩运动，最终将物体置于规定的位置。
机器人大臂回旋运动和大臂仰角运动均采用直流电动机、谐波减速器传动，PWM脉宽调速器控制，可实现1~12 r.p.m无极调速控制。
机器人小臂伸缩采用直流电动机，行星减速器加滚珠丝杠传动，PWM脉宽调速器控制，可实现20~2000 mm/Min无极调速控制。
手爪开合采用连杆及螺旋机构，同步电机驱动，其结构简单，无调速器，电路控制方便。
由于在机械结构设计中采用了谐波减速、滚珠丝杠、滚珠直线导轨等精密传动装置，机器人手爪定位可达到较高精度。
机器人由机器人本体，电控柜和操作盒等组成。
如图2所示。
图2使用操作盒手动控制机器人大臂、小臂、手爪等各项运动。
经测试已达到下列主要技术指标：1、大臂回转角度：240°2、大臂仰角：- 60°~ 20°3、小臂伸缩行程：0~200 mm4、抓物重量：≤ 2 Kg(二) ZK4系列直流电机调速器工作原理采用脉宽调制和电压反馈技术，使电动机能在0--100％额定转速范围内实现无级调速和连续运转，且稳定度高，运转平稳。
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轮式机器人关键技术及其应用分析1、引言随着电子技术和计算机技术的快速发展，机器人技术的研究和发展受到了越来越多的关注。
机器人是当代自动化技术和人工智能技术发展的典型体现，是高新技术的代表，它融合了精密机械、电子信息、传感器、计算机、人工智能、自动控制等许多学科的知识，涉及到当今许多科技前沿领域的技术，可应用到宇宙探测、海洋开发、工厂自动化、建筑、采矿、军事、农业等各个领域。
2、轮式机器人机器人就驱动方式而言，可以分为轮式机器人、履带式移动机器人、腿式移动机器人等。
本文中主要介绍的是轮式机器人。
轮式机器人(Wheeled Mobile Robot)是移动机器人的一个重要分支，其应用领域广泛，应用前景十分可观。
轮式机器人的运动形式机构具有自重轻、承载大、机构简单、行走速度快、工作效率高、驱动和控制相对方便、机动灵活等众多优点。
轮式机器人按照车轮数目的同步又有不同的分类，本文主要讲和实验相同的四轮机器人。
当在平整地面上行走时，这种机器人是最合适的选择。
3、轮式机器人关键技术3.1 轮式机器人系统概述轮式移动机器人系统主要包括：机械结构、电器结构和控制系统等。
轮式机器人车体由车架、电池组、直流电机、车轮和传感器等组成，是整个机器人的基础部分，车体机构如下图所示。
3.1.1 机械系统其机械部分包括传动系统、转向系统、行驶系统和传感器支架等。
智能车机械系统，对智能车是至关重要的一部分，机械系统的发挥空间很大。
机械系统主要包括转向舵机、传感器机械结构、车辆悬架系统等。
其中涉及的工作包括转向舵机改装、车模刚度调校、差速器调整等。
车模舵机原始支架不符合汽车转向关系，需要对其进行改装使其符合汽车转向关系。
传感器支架需要吸收车模震动对传感器的干扰，也需要减少车的转动惯量。
传感器会改变车模重心，让车模重心远离地面或车中心，这样会影响到车模轮胎附着力分配，影响车模加速和转向性能。
车模悬架系统调校可以使车模远离共振，有更好的地面附着性能。
车模整体刚度调整让车模转向灵敏也不超调。
试验中舵机安装如下：舵机安装舵机是智能车的转向执行部分，对车模来说，转矩越大越好，原装舵机的支撑方面不能发挥出舵机转矩的极限，可以改装舵机使车模的转向系统更加灵敏。
目前舵机主要有三种安装方法：卧式（可前置、后置）、扣式和立式。
三种方式各有优缺点，实际安装视具体情况而定。
动力传动系统由电机、电机齿、差速器和半轴。
动力传送系统在智能车运行中可以实现倒车功能，减速增扭，还具有差速作用，在必要时还可以中断动力，使汽车停下来。
转向系统如下图所示，包括舵机、舵机支架、舵机圆盘、舵机连片、拉杆、车轮、车轮支撑臂。
转向系统是比较复杂的一个系统，转向系统调校的好，小车的行驶会特别顺畅和轻盈。
汽车转向系分为机械转向系和动力转向系两大类。
机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，传力件都是机械的；而动力转向系以发动机或电动机的动力作为主要转向能源，转向轻松省力。
主要有液压助力转向和电动助力转向两种类型。
智能车转向系统为机械转向系，结构上与汽车的转向结构类似。
汽车的转向系统因前悬挂不同分为非独立转向系统和独立式转向系统，智能车前悬架为独立式悬架，转向系统是参考汽车独立悬架转向系统设计的。
转向系统汽车行驶系统包括：车架、车轮、悬架和车桥。
车架主要是接受传动系统的动力，通过驱动轮与路面的作用产生牵引力，使汽车正常行驶，要求具有足够的强度和适当的刚度即可。
车轮则通过和汽车悬架共同缓冲减振，从而保证汽车具有良好的乘坐舒适性和行驶平顺性，使用中保证车轮具有良好的附着性，与路面相互作用产生驱动力、制动力和侧向力，以提高汽车的牵引性、制动性和通过性，车轮同时还承受汽车重力，并传递其他方向的力和力矩，降低滚动阻力，提高汽车的燃油经济性。
汽车前悬架最重要的是前轮定位，前轮定位参数是转向轮、主销和路面之间的相互位置关系。
具有自动回正作用，保证汽车直线行驶的稳定的作用。
电机是车模前进的动力装置，车模加减速特性、行驶过程中的速度响应都由电机特性决定。
驱动系统包括电机、主减速器、差速器、电机驱动板、速度传感器及其支架。
该系统中电机是车模行驶快慢和反应响应的关键，驱动系统中车速传感器是速度闭环控制的关键，对车速传感器的要求是车辆在行驶过程中，速度记录丢失在5%以内。
电机驱动电流满足电机最大过载电流，通态电阻越小越好。
车轮差速器是车辆转向时的轮速差实现机构，需要经常维护。
电机驱动系统传感器固定支架在智能车中不可缺少，设计传感器支架需要在结构、自由度以及材料上下功夫。
结构方面在满足功能的情况下，尽量将支架设计的更小、更巧妙。
这样不仅可以降低整车重量还可以有效避免支架与周边的干涉风险。
自由度方面主要考虑需要几个可调节的量、几个自由度，比如摄像头在做智能车的前期阶段是不能确定高度和仰角的。
此时需要设计可上下调节高度，同时可以调节俯仰角的支架。
材料方面需考虑加工方便、价格便宜且质量小，所以首选铝质材料。
对于不需要折边的支架可以选用PCB加工。
3.1.2 电器系统电器部分包括核心板、电源模块和驱动模块。
我们用到的是5225核心板，5225是目前客户使用比较少的芯片，中文资料比少，使用的用户不是特别多，主频一般是80M。
其外形如下图所示。
核心板必须使用下载器，不同的核心板需要不同的下载器。
下载器是系统板必需的调试工具，在使用下载器时，需要查看系统板的BDM脚和下载器定义的BDM下载脚。
5225核心板电源模块把电池电压稳定地转换到系统各个部件需要的电压。
该电源模块把7.2V电压转化到3.3V、5V、6V、12V电压。
电源模块进行稳压时，特别是对传感器进行供电的电压，随着电池电压变化的幅度越小越好。
而转接模块是核心板与传感器、驱动模块、电源模块连接的桥梁，具有很好的通用性。
转接模块如下右图所示。
电源模块转接模块传感器是车模识别系统的关键，不同类别的传感器其识别原理不一样。
有光感传感器和磁感传感器。
主要目的是能够识别路径，尽量少丢线。
在智能车的制作过程中，传感器的图像识别需要做大量的工作。
光感传感器在识别路径时，外部光线变化和车模振动会导致图像识别误差。
传感器支架需要能够减少车模振动对传感器的影响，同时也是越轻越好。
电机驱动模块是连接单片机、电池和电机的模块，能够由单片机控制驱动电机的输出电流，来控制电机驱动力。
电机驱动模块能够满足驱动电机正转、反转、能耗制动功能要求。
电机驱动模块能够提供的电流必须大于电机的最大电流，这样才能发挥电机的驱动力。
一般小车的驱动模块是BTN7970H桥或者是33886组成的H桥。
33886BTN7970H桥4、轮式机器人的模糊控制避障模块研究智能轮式机器人在行走过程中，会面临复杂变化环境，精确的数学模型较为难以建立，因此模糊控制方法非常适用于智能轮式机器人建立环境模型。
4.1 智能轮式机器人系统设计智能轮式机器人系统由硬件系统和软件系统两部分组成。
硬件系统主要由电源模块、超声波测距模块和电机驱动模块成。
该轮式机器人有2个直流电机，分别驱动左右两个车轮。
直流电机得到正反相电压，分别产生正反转。
运用左右轮的不同正反转组合，驱动智能轮式机器人前后移动以及左右转向。
同时，电机驱动模块通过PWM 脉宽对电机进行调速。
4.1.1 硬件结构电源模块采用嵌入式主控系统和非主控系统分别进行供电的方式。
使用2块15V 的电池，每块电池分别使用LM 2678 芯片将电源电压降至5V，输出端分别接入嵌入式主控系统和非主控系统。
超声波驱动部分以嵌入式控制器为核心，包括超声波发射驱动和超声波接收中断驱动。
在超声波发射驱动部分，嵌入式控制器产生40kHz的方波信号，通过74HC14M 芯片的调制，由超声波发射换能器发射超声波。
由于超声波在传输过程中，会产生能量衰减，因此需要在接收超声波回波后进行放大操作。
在超声波接收驱动电路中，由接收换能器接收回波，进行两级放大电路。
前级使用NE5532 电路进行放大和滤波，将信号放大10000 倍。
后级使用LM 311 比较器，获得超声波信号触发嵌入式控制器中断，最后由74HC14 进行调制，嵌入式控制器获得信号并进行相应处理。
智能轮式机器人的电机驱动模块采用左右轮驱动。
左右轮前后转动组合以及机器人运动方向关系为：1）左轮正转，右轮正转，机器人前进；2）左轮反转，右轮反转，机器人后退；3）左轮正转，右轮反转，机器人右转；4）左轮反转，右轮正转，机器人左转。
左右轮各由一个24W 直流电机驱动。
电机驱动芯片选择ST 公司的L298N芯片，该芯片包含2 个并联的H 桥，进行电流闭环控制以提高控制效率。
嵌入式控制器控制PWM 脉宽，经过施密特触发器74HC14 进行调制，对电机进行速度调节。
4.1.2 避障模糊控制器1）采集障碍物信息。
智能轮式机器人通过传感器采集障碍物的方向、距离等信息。
控制器根据采集到的障碍物信息和自身运行状态，调整电机运行动作，完成避障功能。
2）建立模糊控制规则。
智能轮式机器人的转向和速度分别与障碍物的分布、距离相关。
因此建立模糊控制规则为速度变量v 和转角变量φ。
不同方位的障碍物信息，改变转角变量φ，障碍物的距离改变速度变量v。
3）去模糊化处理。
为了获得确定控制信息，需要将模糊量转换为精确量，因此将模糊变量进行去模糊化处理。
本文使用加权平均算法得到转角变量φ 的最终输出量。
对于速度变量v 可做同样处理。
4.1.3 软件系统首先，嵌入式控制器对GPIO 进行初始化。
嵌入式控制器输出40kHz的信号后，打开中断，同时，定时器开始计数。
如果定时器计数溢出，说明在预定的距离内没有障碍物，智能轮式机器人不需要进行避障行为。
如果外部中断产生，说明预定距离内有障碍物，此时关闭中断。
从定时器获得时间T。
时间T就是超声波的传播时间。
根据测距公式计算出智能轮式机器人和障碍物之间距离。
超声波在空气中的传播速度需要考虑温度的影响。
速度v=331.5+t/273 （m/s），其中，t 为空气温度。
在室温下，取超声波速度约为343.2m/s。
智能轮式机器人通过 5 路超声波传感器（前侧、左前侧、右前侧、左侧、右侧）探测到的障碍物信息，根据障碍物距离与即时速度，经过通过模糊控制算法计算后，控制直流电机执行自主避障动作。
根据不同的方向的障碍物，驱动智能轮式机器人进行左转或右转动作。
经过恒速试验，智能轮式机器人避障动作正确，可以完成避障效果。
5、收获心得通过课程的学习，让我对轮式机器人有了略微详细的了解，对运动形成的流程有了比较清晰的认识。
通过自己动手组装，对具体的机械部件和各个控制模块有了更深的了解。
我总结的是：控制系统＝宏观构想＋硬件开发＋软件调试＋系统联调。
如果把轮式机器人比作有思想的活机器的话，那么软件的调试和硬件电路板的开发就是它的灵魂，系统模块化的设计构建就是它的基础。