小型轮式机器人设计
DIY创意玩具：智能移动小车(轮式机器人)的软硬件设计实现
DIY创意玩具：智能移动小车（轮式机器人）的软硬件设计实现一、项目概述1.1 引言智能移动机器人的诞生给人们的生活带来了不小的变化，尤其是在工业生产中扮演了非常重要的角色。
智能小车，也称轮式机器人，它是一种集环境感知、决策、自动行驶等功能与一体的综合系统，并是一种以汽车电子为背景,涵盖了传感、信息、通信、人工智能及自动化控制等相关技术，是典型的高新技术综合体。
1.2 项目背景/选题动机。
智能移动机器人主要体现的就是对物体（障碍物）的感知能力和识别能力，本方案实现寻迹、避障、调速等功能。
二、需求分析2.1 功能要求智能移动小车，可以遥控小车左右前后行走，具备寻线和避障功能。
2.2 性能要求壁障距离20cm 范围内。
寻线线宽1cm-5cm。
拐弯角度90 度-270 度。
三、方案设计3.1 系统功能实现原理（除图片外需有文字介绍）图1 智能寻线避障小车控制电路资源分配利用开发板，PSoC 技术优势，利用片上的AD 资源，EEPROM，PWM 等片内资源。
（1）寻迹部分：以光电传感技术为基础，结合CY8C单片机的AD资源，采样待寻线路径的背景颜色和路径的颜色的反色光经光电转换后的模拟电压值，通过一定的算法，判断路径的位置，根据路径的位置，确定小车的寻线轨迹。
（2）避障部分：以红外线反射原理为基础，通过CY8C单片机实现一定频率的方波将红外光进行调制，单片机接受调制后的红外光，解码后根据方波数确定在20cm左右的距离内有障碍物，从而确定小车的路径规划。
（3）小车速度的控制：采用CY8C单片机的PWM输出功能，控制电机驱动电路，从而实现调速。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。
仅供参阅！。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的进步与智能化需求的增加，机器人技术逐渐发展出新型的设计形态。
其中，轮腿式机器人因其灵活性和适应性强的特点，受到了广泛关注。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计思路和仿真结果，旨在为相关研究提供参考。
二、新型轮腿式机器人设计背景及意义传统机器人主要依靠轮式或腿式运动结构，但随着应用场景的不断扩大，单一结构的局限性逐渐凸显。
而轮腿式机器人将轮和腿两种结构有机结合，使机器人具备了在不同地形环境下自由移动的能力。
新型轮腿式机器人的设计具有以下意义：1. 提高机器人的环境适应性；2. 拓宽机器人的应用领域；3. 推动机器人技术的进一步发展。
三、设计思路与原理新型轮腿式机器人设计主要遵循以下思路：1. 结构设计：结合轮式和腿式的优点，设计出具有自适应能力的轮腿结构。
通过分析不同地形条件下的运动需求，确定机器人的整体结构和各部分功能。
2. 动力系统设计：采用高效、低能耗的驱动系统，确保机器人在各种环境下的运动性能。
同时，考虑机器人的负载能力和运动速度，优化动力系统设计。
3. 控制策略：采用先进的控制算法，实现机器人的自主导航、路径规划和避障等功能。
通过仿真验证控制策略的有效性，确保机器人在实际运行中的稳定性和可靠性。
四、具体设计与实现1. 结构设计：新型轮腿式机器人采用模块化设计，包括轮式结构、腿式结构和控制系统等部分。
其中，轮式结构用于平坦地面运动，腿式结构用于复杂地形环境。
通过调整轮腿结构的比例和材料，实现机器人的轻量化和高强度。
2. 动力系统：采用电动驱动系统，包括电机、电池和传动装置等部分。
电机选用高效、低能耗的直流无刷电机，电池选用大容量、长寿命的锂离子电池。
传动装置采用齿轮和皮带等传动方式，确保动力传递的稳定性和可靠性。
3. 控制策略：采用基于传感器和算法的控制策略，实现机器人的自主导航、路径规划和避障等功能。
通过分析环境信息，机器人能够自主判断运动方向和速度，以适应不同地形和环境。
野外全方位行走机器人设计报告
野外全方位轮式机器人设计报告班级：机电1班制作人：李仪学号：*************组员：李仪，赵嘉，朱赛丰，郭荃摘要随着机器人技术的高速发展，机器人已经在我们的生产生活中起了非常重要的作用。
移动机器人更是极大的便利了我们的生活，其中，全方位轮式移动机器人由于其操作的灵活性，并且可以原地360度旋转，其作用在轮式移动机器人中尤为突出，也逐渐成为了科学家研究的重点。
再次，本文以麦克纳姆轮为基础，设计可在野外全方位移动的轮式机器人，同时建立其力学模型，并设计协调控制电路控制器运动。
虽然麦克纳姆轮尚且存在一定的缺陷，但是其设计的巧妙性和灵活性弥补了这一点，让其得到了广泛的应用前景。
关键字：全方位轮；麦克纳姆轮；移动机器人；野外行走目录序言 (1)第1章麦克纳姆轮的原理与结构 (1)1.1 单个辊子的运动原理 (1)1.2 全方位轮协调运动原理 (2)第2章三维模型设计 (4)第3章运动学模型分析 (6)3.1 坐标系建立 (6)3.2 轮体的雅克比矩阵 (7)3.3 复合方程 (9)3.4 运动学逆问题解 (10)3.5 运动学正问题的解 (11)第4章四轮协调的控制测试电路 (12)4.1 控制电路的选择方案 (12)4.2 控制电路的设计 (12)4.2.1 遥控部分设计 (12)4.4.2 电机调速设计 (13)4.4.3 驱动电路设计 (13)4.5 摄像头控制电路设计 (14)4.5.1 三可变摄像头控制原理 (14)4.5.2 三可变镜头控制电路设计 (15)第5章总结与展望 (18)第6章参考文献 (19)序言随着电子通讯与机电控制等技术的告诉发展，人们已经开始不断的尝试将智能机器或机器人并以高效率的工具引入我们工业的各个领域。
许多机、电、计算机一体化的新产品诞生，同时有许多高科技人才在不断探索。
对于新型移动机器人，自从进入80年代以来，人们也广泛进行了研究与探讨。
现在，作为移动机器人而开发的移动机构种类以相当丰富，就地面移动而言，移动机构就有车轮式、履带式、脚腿式、躯干式等多种形式。
全向移动机器人轮式移动机构设计设计
1 绪论1.1 引言移动机器人已经成为机器人研究领域的一个重要分支。
在军事、危险操作和服务业等许多场合得到应用，需要机器人以无线方式实时接受控制命令，以期望的速度、方向和轨迹灵活自如地移动[1]。
移动机器人按照移动方式可分为轮式、履带式、腿足式等，其中轮式机器人由于具有机构简单、活动灵活等特点尤为受到青睐。
按照移动特性又可将移动机器人分为非全方位和全方位两种。
而轮式移动机构的类型也很多，对于一般的轮式移动机构，都不能进行任意的定位和定向，而全方位移动机构则可以利用车轮所具有的定位和定向功能，实现可在二维平面上从当前位置向任意方向运动而不需要车体改变姿态，在某些场合有明显的优越性；如在较狭窄或拥挤的场所工作时，全方位移动机构因其回转半径为零而可以灵活自由地穿行。
另外，在许多需要精确定位和高精度轨迹跟踪的时候，全方位移动机构可以对自己的位置进行细微的调整[2]。
由于全方位轮移动机构具有一般轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要意义，成为机器人移动机构的发展趋势。
基于以上所述，本文从普遍应用出发，设计一种带有机械手臂的全方位运动机器人平台，该平台能够沿任何方向运动，运动灵活，机械手臂使之能够执行预定的操作。
本文是机器人设计的基本环节，能够为后续关于机器人的研究提供有价值的平台参考和有用的思路。
1.2 国内外相关领域的研究现状1.2.1 国外全方位移动机器人的研究现状国外很多研究机构开展了全方位移动机器人的研制工作，在车轮设计制造，机器人上轮子的配置方案，以及机器人的运动学分析等方面，进行了广泛的研究，形成了许多具有不同特色的移动机器人产品。
这方面日本、美国和德国处于领先地位。
八十年代初期，美国在DARPA的支持下，卡内基·梅隆大学（Carnegie Mellon university,CUM）、斯坦福（Stanford）和麻省理工（Massachusetts Institute of Technology,MIT）等院校开展了自主移动车辆的研究，NASA下属的Jet Propulsion Laboratery(JPL)也开展了这方面的研究。
轮式机器人课程设计项目书
项目一、机器人的运动控制一、项目目标：1.熟悉MT-UROBOT 机器人的运动机构2.了解MT-UROBOT 的驱动原理3.理解调速原理4.掌握软件控制方法，学会编写自己控制程序二、项目描述：1.机器人的运动机构两个主动轮，金属铝芯、橡胶外胎。
MT-UROBOT 机器人的主动轮有能够完成向前直走，向后转弯，左转，右转，这些平地上的技术动作；驱动机构由直流电机和减速比约为30：1的齿轮箱构成，齿轮减速箱将直流电机输出的扭矩和转速转化为机器人 可以需要的扭矩和转速。
动力强劲，效率高，噪音小。
从动轮为一万向轮。
从动轮子与两个主动轮构成稳定的三角形结构支撑整个本体。
如图：图1.1在没有未经减速齿轮变速的直流电机可以运行在8000～12000转/分，MT-UROBO 机器人的直流电机的转速为8000转/分。
速度虽然高，但是驱动力很小，所以这里我们采用了减速齿轮箱,来增加转矩。
对于改变速度的传动形式来说，就有一个传动比的概念。
对于齿轮传动，传动比可以用两个齿轮的齿数来定义：21/Z Z I Z1 为主动齿轮的齿数，Z2 为被动齿轮的齿数输出的速度可表达为：IV V 动力源输出＝2．驱动电路直流电机上的电压大小影响它的转速和扭矩差动方式是指将两个有差异的或独立的运动合成为一个运动。
当我们把两个电机的运动合成为一个运动时，这就成图1.2驱动芯片为LMD18200, 有3A 连续工作电流，6A 的最大电流，非常高的转换效率和纹波特性，并且具有过流、过热保护，电路原理图见用户手册图3.29。
电源芯片LM2577T —ADJ ，采用电池升压稳压电路，有效地提高了电机在电池电压变化过程中的效率和稳定性，电路图见用户手册图3.28。
再驱动板上有一个驱动电流反馈接口，把它接到扩展板上的AD 端口就可读出此刻驱动器上的电流。
3. 直流电机调速原理直流电机将轴的旋转运动输入到齿轮箱，然后齿轮箱的输出轴控制轮子转动，从而驱动整个机器人的运动。
轮式移动机器人结构设计
轮式移动机器人结构设计随着技术的不断发展，移动机器人在工业自动化、物流配送、医疗卫生、公共安全等领域发挥着越来越重要的作用。
其中，轮式移动机器人是一种较为普遍的机器人类型，因其具有结构简单、操作方便、移动灵活等特点，被广泛应用于各个领域。
本文将介绍轮式移动机器人的结构设计，以期能对相关领域的工程师和研究人员有所帮助。
1. 轮式移动机器人结构设计的原则在设计轮式移动机器人的结构时，需要遵循以下原则：1.1. 结构要简单轮式移动机器人的结构应该尽可能简单，这有助于降低制造成本、提高系统可靠性、减少维护成本和保养费用等。
1.2. 重心要低由于重心低能够增加机器人的稳定性，降低机器人倾覆的风险，因此轮式移动机器人的重心应该尽可能的低。
1.3. 轮子应该大在设计轮子时，通常情况下选择大一些的轮子，这有助于在不平路面上移动更加平稳，减少机器人的震动和颠簸。
2. 轮式移动机器人的主要结构轮式移动机器人的主要结构包括底盘、驱动系统、控制系统、传感器和电源系统等。
下面将分别对这些结构进行简要说明。
2.1. 底盘底盘是轮式移动机器人最基本的结构，负责承载机器人的整个系统。
底盘通常由一块铝合金等轻质材料制成，具有足够的强度和刚度，在机器人运动时保持平稳。
2.2. 驱动系统轮式移动机器人的驱动系统包括电机、减速器、驱动轮、万向轮等部件，为机器人提供动力和支持。
一般情况下，轮式移动机器人采用直流电机，其特点是电机转速范围广、速度控制方便，并且价格相对较低，非常适合用于轮式移动机器人驱动系统。
2.3. 控制系统轮式移动机器人的控制系统是整个机器人的核心，负责控制机器人的运动和操作。
控制系统通常由单片机、SBC（Single Board Computer）和嵌入式系统等设备组成，其主要功能是收集、处理传感器采集到的信息，并根据用户预先设定的指令控制机器人的运动。
2.4. 传感器轮式移动机器人的传感器是收集机器人周围信息的主要设备，包括红外线传感器、超声波传感器、激光雷达等。
小型轮式机器人直流电机H桥驱动电路的设计
Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 99【关键词】机器人 H 桥驱动电路 MOS 管1 电路总体设计1.1 电路总体设计本电路包括电源电路、H 桥电路、MOS 管Q2控制电路、MOS 管Q3控制电路、MOS 管Q7控制电路、MOS 管Q8控制电路。
如图1所示。
1.2 电路基本原理小型轮式机器人直流电机H 桥驱动电路的设计文/宋泽清直流电机由MOS 管Q2、Q3、Q7、Q8驱动。
MOS 管Q2、Q3、Q7、Q8分别由对应的控制电路控制，各控制电路通过对H 桥电路四个MOS 管的控制实现对直流电机的控制。
2 电路设计2.1 电源电路电源电路由12V 电池插座J4、电源开关S1、防反接二极管D9、电解电容C2、瓷片电容C3、开关稳压电源芯片U4、电感L1、二极管D10、电解电容C4、瓷片电容C1、电阻R45及电源指示发光二极管D11组成。
如图2所示。
当开关S1按下时12V 电池电源由插座J4引入，供给H 桥及H 桥MOS 管控制电路，+12V 的电源经过开关稳压芯片U4稳压后为H 桥MOS 管控制电路提供5V 电源。
当开关S1再次按下时，断开系统电源。
2.2 H桥电路设计H 桥电路由MOS 管Q2、Q3、Q7、Q8及通过接线端子J1接入的直流电机组成。
如图2所示。
当MOS 管Q2和Q8导通时，电流从12V 电源正极流过MOS 管Q2、直流电机、MOS 管Q8，然后入地，从而使直流电机正转。
当MOS 管Q3和Q7导通时，电流从12V 电源正极流过MOS 管Q3、直流电机、MOS 管Q7，然后入地，从而使直流电机反转。
当MOS 管Q2和Q3导通或MOS 管Q7和Q8导通时，直流电机接入闭合回路，从而使直流电机制动。
中的每一个基因，随机从[1,2M -1]之间选择一个数字作为初始化分配结果。
轮式移动机器人课程设计(1)
课程设计说明书课程名称专业班级学号姓名指导教师年月日摘要轮式移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支，也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向。
自上世纪九十年代以来，人们广泛开展了对机器人移动功能的研制和开发，为适应各种工作环境的不同要求而开发出各种移动机构。
其中全方位轮可以实现高精确定位、原地调整姿态和二维平面上任意连续轨迹的运动，具有一般的轮式移动机构无法取代的独特特性，对于研究移动机器人的自由行走具有重要愈义。
本文主要是介绍了技术较为成熟的麦克纳姆全方位轮的运动原理结构，分析了由四个麦克纳姆轮全方位轮组成的全向移动机构的运动协调原理。
并将其运用到轮腿复合式的机器人身上，使机器人移动能力更强。
设计的主要方面包括（1）移动方式的选择；（2）机器人结构的设计；（3）机器人移动原理的分析；（4）对移动机器人控制系统的简单设计。
关键词: 轮式移动机器人，轮腿复合式，四足目录摘要 (1)1 移动机器人技术发展概况 (1)1.1 机器人研究意义及应用领域 (1)1.1.1 机器人的研究意义 (1)1.1.2 机器人的应用领域 (2)1.2 移动机器人的发展概况 (2)1.2.1 移动机器人的国内发展概况 (2)1.2.2 移动机器人的国外发展概况 (3)2 轮式移动机器人的结构设计 (5)2.1轮式移动机器人系统结构 (5)2.1.1移动方式的选择 (6)2.1.2机器人移动原理构想 (6)2.1.3机器人轮子的选择 (7)2.1.4机器人腿部结构的设计 (8)2.2轮式移动机器人主要结构 (9)3 轮式移动机器人的控制系统 (9)3.1 控制系统硬件选型与配置 (10)3.1.1 驱动电机的选型 (10)3.1.2 伺服电机的选型 (11)3.1.3 轮毂电机的选型 (11)3.2 轮式移动机器人控制系统框架 (14)4 结论和总结 (17)5 致谢 (19)参考文献 (20)1 移动机器人技术发展概况1.1 机器人研究意义及应用领域随着科学技术的发展，人类的研究活动领域已由陆地扩展到海底和空间。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已成为现代社会的重要研究方向。
其中，轮腿式机器人因其独特的移动能力和适应性，在各种复杂环境中具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种新型轮腿式机器人的设计与仿真过程，分析其结构特点、运动原理以及性能表现。
二、机器人结构设计与原理（一）设计思路新型轮腿式机器人设计的主要思路在于结合轮式和腿式运动的优点，使其能够在平坦地面和复杂地形中自由移动。
机器人结构包括轮式和腿式两个部分，两者之间通过一种新型的耦合机构实现灵活切换。
（二）结构特点1. 轮式部分：采用高强度材料制成的轮子，具有较好的承载能力和运动速度。
2. 腿式部分：采用多关节设计，使其能够在不平坦地形中稳定行走。
3. 耦合机构：实现轮式与腿式之间的灵活切换，使机器人能够在不同地形中自由移动。
（三）运动原理新型轮腿式机器人通过电机驱动轮子和腿部关节，实现前进、后退、转弯、爬坡等动作。
在平坦地面上，机器人主要采用轮式运动；在复杂地形中，机器人切换为腿式运动。
三、仿真分析（一）仿真环境与工具采用专业的机器人仿真软件进行仿真分析，模拟机器人在不同地形中的运动情况。
仿真环境包括平坦地面、复杂地形等。
（二）仿真结果与分析1. 运动性能：机器人在平坦地面上具有较高的运动速度和稳定性；在复杂地形中，机器人能够灵活切换轮式与腿式运动，表现出良好的适应性和稳定性。
2. 承载能力：机器人具有较好的承载能力，能够携带一定重量的物品在各种地形中移动。
3. 能耗情况：机器人在运动过程中的能耗较低，具有较好的节能性能。
四、实验验证与性能评估（一）实验验证为了验证新型轮腿式机器人的实际性能，我们进行了实地实验。
实验结果表明，机器人在各种地形中均能表现出良好的运动性能和稳定性。
（二）性能评估根据实验结果和仿真分析，对新型轮腿式机器人的性能进行评估。
评估指标包括运动性能、承载能力、能耗情况等。
经过综合评估，该机器人具有较高的性能表现和良好的应用前景。
轮式移动机器人的结构设计
目录1 前言 (2)2 机构的驱动方案设计 (5)2.1 机器人运动方式的选择 (5)2.2 轮式机器人驱动方案设计 (9)2.2.1轮式机器人驱动轮组成 (10)2.2.2轮式机器人转向轮组成 (11)2.2.3电机选择 (12)2.2.4减速机构的设计 (17)2.2.5变速箱体、前车体及电池箱 (18)2.2.6后减震及前减震机构 (19)2.2.7车轮和轮毂 (20)3 传动机构、执行机构的设计及受力分析 (23)3.1 传动机构的设计 (23)3.2 执行机构的设计 (24)3.3 机器人受力分析及如何保证加速度最优 (24)4 轮式移动机器人的运动学分析 (26)4.1 轮式式机器人的运动学建模 (26)4.2 阿克曼约束的机器人运动模型 (29)5 轮式移动机器人的运动控制系统设计 (32)5.1 控制系统硬件设计 (32)5.2 控制系统软件设计 (34)5.2.2上位机控制系统软件设计 (34)5.2.3下位机控制系统软件设计 (34)6 结论 (36)参考文献 (37)致谢 (38)1 前言移动机器人的研究始于上世纪60年代末期，随着计算机技术、传感器技术以及信息处理技术的发展，移动机器人已被广泛应用于工业、农业、医疗、保安巡逻等行业。
机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
国外对于移动机器人的研究起步较早，日本是开发机器人较早的国家，并成为世界上机器人占有量最多的国家，其次是美国和德国。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已成为现代社会的重要研究方向。
其中，轮腿式机器人因其独特的移动能力和适应性，在各种复杂环境中展现出巨大的应用潜力。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计与仿真过程，包括其设计理念、结构特点、运动学分析、动力学建模以及仿真实验等内容。
二、设计理念与结构特点新型轮腿式机器人设计理念主要基于提高机器人的环境适应能力和移动性能。
结构上，该机器人采用轮腿结合的设计，使得机器人在平坦路面可以像传统轮式机器人一样快速移动，而在复杂地形则能像腿式机器人一样灵活适应。
此外，该机器人还具备较高的载重能力和较长的续航时间。
具体结构特点如下：1. 轮腿系统：采用高强度材料制成，具有较高的载重能力和抗冲击性能。
轮腿系统可根据地形自动切换，实现轮式和腿式的混合运动。
2. 动力系统：采用电动驱动，具有较高的功率密度和续航能力。
同时，配备有智能能量管理系统，可实时监测电池状态，优化能量使用。
3. 控制系统：采用先进的传感器和控制器，实现机器人的自主导航、路径规划、避障等功能。
4. 机械结构：整体结构紧凑、轻便，便于携带和运输。
三、运动学分析与动力学建模运动学分析是机器人设计的重要环节，对于轮腿式机器人来说，关键在于如何实现轮式和腿式的平滑切换以及两种运动模式下的稳定性和效率。
本部分将通过建立机器人的运动学模型，分析其运动特性和性能指标。
动力学建模则是为了描述机器人在不同运动状态下的力学行为。
通过建立机器人的动力学方程，可以分析机器人在各种环境中的运动能力和承载能力。
本部分将详细介绍新型轮腿式机器人的动力学建模过程，包括模型建立、方程求解以及仿真验证等内容。
四、仿真实验与分析仿真实验是验证机器人设计合理性和性能的重要手段。
本部分将利用专业的仿真软件，对新型轮腿式机器人进行仿真实验和分析。
1. 仿真环境搭建：根据实际环境，搭建仿真场景，包括平坦路面、复杂地形等。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的不断发展，机器人技术已经成为当今研究的热点之一。
在众多机器人类型中，轮腿式机器人因其具有灵活的移动能力和良好的适应性，受到了广泛关注。
本文旨在设计并仿真一款新型轮腿式机器人，以期为相关研究提供参考。
二、新型轮腿式机器人的设计1. 结构设计新型轮腿式机器人结合了轮式和腿式机器人的特点，具备灵活的移动和适应能力。
机器人采用模块化设计，主要包括机身、轮腿结构、驱动系统等部分。
机身设计为轻量化结构，以降低能耗和提高运动性能。
轮腿结构采用多级调节方式，以适应不同地形。
2. 运动学设计机器人采用轮腿协同运动方式，根据地形和任务需求，可实现轮式、腿式以及轮腿混合式等多种运动模式。
运动学设计考虑了机器人的运动范围、速度、加速度等因素，以保证机器人具有较好的运动性能。
3. 控制系统设计控制系统是机器人的核心部分，采用模块化、分层式设计。
上层控制器负责任务规划、路径规划和协调控制等任务；下层控制器负责驱动系统和传感器数据的处理与控制。
此外，控制系统还具备实时监控、故障诊断和自我保护等功能。
三、仿真与分析1. 仿真环境搭建采用专业的机器人仿真软件，搭建了新型轮腿式机器人的仿真环境。
仿真环境包括地形模型、传感器模型、控制系统模型等，以模拟真实环境中的运动和任务执行情况。
2. 仿真结果分析在仿真环境中，对新型轮腿式机器人进行了多种地形下的运动性能测试。
结果表明，机器人具有较好的运动性能和适应性，能够根据地形和任务需求，实现轮式、腿式以及轮腿混合式等多种运动模式。
此外，机器人的控制系统表现稳定，能够实现对机器人的精确控制和协调。
四、结论本文设计了一种新型轮腿式机器人，并通过仿真验证了其良好的运动性能和适应性。
该机器人结合了轮式和腿式机器人的优点，具有灵活的移动能力和良好的适应性。
此外，采用模块化、分层式的设计思路，使得机器人具有较好的可扩展性和维护性。
未来可以进一步优化机器人的结构和控制系统，以提高其运动性能和适应性，为实际应用提供更好的支持。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言在现今科技不断发展的背景下，机器人技术得到了广泛应用，尤其是针对不同环境和作业需求的机器人设计成为研究热点。
新型轮腿式机器人是一种融合了轮式与腿式移动方式的机器人，具备跨越障碍、适应复杂地形的能力。
本文将详细介绍新型轮腿式机器人的设计与仿真过程。
二、设计目标与需求分析设计新型轮腿式机器人的主要目标是使其能够在复杂地形中灵活移动，同时具备一定载荷能力。
在需求分析阶段，我们需要考虑机器人的工作环境、负载能力、移动速度、能耗等因素。
根据需求分析，设计出具有四轮两腿结构的机器人框架，并设定其可调参数，如轮腿切换机构、驱动电机等。
三、机器人结构设计1. 轮腿结构：新型轮腿式机器人采用四轮两腿结构，轮腿切换机构使得机器人能够在轮式和腿式之间切换。
其中，轮式结构适用于平坦地面，提高移动速度；腿式结构则适用于复杂地形，提高跨越障碍的能力。
2. 驱动系统：采用直流电机作为驱动源，通过齿轮传动系统将动力传递至轮腿结构。
同时，设置控制系统以实现机器人的运动控制和协调。
3. 传感器系统：为满足机器人对环境的感知需求，设计包括距离传感器、速度传感器、姿态传感器等在内的传感器系统。
四、仿真分析利用计算机仿真软件对新型轮腿式机器人进行仿真分析，以验证其设计合理性及性能表现。
1. 运动学仿真：通过建立机器人的三维模型，进行运动学仿真分析。
仿真过程中，对机器人在轮式和腿式状态下的运动轨迹、速度、加速度等参数进行记录和分析。
2. 动力学仿真：在运动学仿真的基础上，进行动力学仿真分析。
通过施加外力、摩擦力等条件，模拟机器人在实际工作环境中的运动状态，评估其动力性能和稳定性。
3. 环境适应性仿真：针对机器人可能面临的不同地形环境，进行环境适应性仿真。
通过模拟复杂地形、障碍物等环境条件，评估机器人的越障能力、地形适应性等性能指标。
五、仿真结果与讨论通过仿真分析，我们可以得出以下结论：1. 新型轮腿式机器人在轮式状态下具有较高的移动速度和稳定性，适应平坦地面环境；在腿式状态下，具备较好的越障能力和地形适应性，适应复杂地形环境。
轮式机器人专业综合实验设计报告
专业综合实验设计报告项目：循迹小车设计班级：姓名：学号：同组同学：学期：2016-2017-1一、实验目的和要求1.1实验目的本实验的于研究及制作一种能够实现对障碍物的检测和基本信息测量（位置，距离）的轮式机器人，在不熟悉周围环境的情况下，自动避开障碍物，实时采集数据，实现对环境的监控，把环境的信息变换成数据，发送到信息终端，从而减少人的工作。
是学生接触实际电气工程专业复杂工程问题的重要及关键途径。
通过实验培养学生实践动手能力，运用现代工程工具和信息技术工具的能力，分析和解决实际工程问题的能力。
从而使学生初步能够解决主要涉及电气工程专业知识的复杂工程问题。
通过构建智能小车系统，培养设计并实现自动控制系统的能力。
在实验过程中，熟悉以单片机为核心控制芯片，设计小车的检测障碍、寻线和电机驱动等外围电路，采用智能控制算法实现小车的智能循迹以及避障。
在此过程中，加深对控制理论的理解和认识。
1.2 实验技术要求对于所设计的轮式机器人，需要能够自动避障，自动识别，并且具有一定的通信能力，把所需要的信息能够实时传输到信息终端。
本实验能够通过不断检测各个模块传感器的输入信号，根据内置的程序分别控制小车左右两个直流电机运转，实现小车自动识别路线，判断并避开障碍物，智能停车等功能。
1.3实验控制要求（1）自动沿预设轨道行驶小车在行驶过程中，能够自动检测预先设好的轨道，实现直道和弧形轨道的前进。
若有偏离，能够自动纠正，返回到预设轨道上来。
（2）当小车探测到前进前方的障碍物时，可以自动报警调整，躲避障碍物，从无障碍区通过。
小车通过障碍区后，能够自动循迹（3）自动检测停车线并自动停车。
二、实验仪器设备与器件轮式机器人机械组件、控制系统组件，调试用电脑三、实验原理分析1、轮式机器人简介轮式机器人是以驱动轮子来带动机器人进行移动和工作的机器人。
虽然其运动稳定性与路面的路况有很大关系，但是由于其具有自重轻、承载大、机构简单、驱动和控制相对方便、行走速度快、工作效率高等特点，从而被广泛应用。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》范文
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的飞速发展，机器人技术已经广泛应用于各个领域。
其中，移动机器人是机器人技术的重要组成部分。
为了提高机器人的适应性和灵活性，本文提出了一种新型轮腿式机器人设计。
该设计旨在结合轮式和腿式移动方式的优点，使机器人能够在各种复杂环境中灵活移动。
本文将详细介绍该新型轮腿式机器人的设计思路、设计方法以及仿真结果。
二、新型轮腿式机器人的设计思路1. 设计需求分析在设计新型轮腿式机器人时，我们首先分析了机器人的应用场景和功能需求。
考虑到机器人需要在复杂环境中灵活移动，我们确定了以下设计需求：高灵活性、高适应性、高负载能力以及低能耗。
2. 结合轮式与腿式移动方式的优点为了满足上述设计需求，我们提出了将轮式和腿式移动方式相结合的设计思路。
轮式移动方式具有速度快、能耗低的优点，而腿式移动方式则具有高适应性和高负载能力的特点。
因此，我们将轮式和腿式移动方式的优势相结合，设计出一种新型轮腿式机器人。
三、新型轮腿式机器人的设计方法1. 机械结构设计机械结构设计是新型轮腿式机器人设计的关键步骤。
我们采用了模块化设计思想，将机器人分为轮式模块和腿式模块。
轮式模块采用传统轮式结构，以实现快速移动；腿式模块则采用多关节结构，以实现高适应性和高负载能力。
此外，我们还设计了可切换的轮腿转换机构，使机器人能够在轮式和腿式之间灵活切换。
2. 控制系统设计控制系统是新型轮腿式机器人的大脑。
我们采用了先进的传感器技术和控制算法，实现了对机器人的精确控制。
同时，我们还设计了能量管理系统，以实现低能耗运行。
四、仿真实验与分析为了验证新型轮腿式机器人的设计效果，我们进行了仿真实验。
仿真实验结果表明，该机器人在各种复杂环境中均能实现灵活移动，且具有高灵活性、高适应性、高负载能力和低能耗等优点。
具体分析如下：1. 灵活性分析在仿真实验中，我们发现新型轮腿式机器人在面对复杂地形时表现出色。
在崎岖不平的地形中，机器人能够通过切换为腿式模式，实现灵活的移动。
轮式移动机器人课程设计 (2)
目录目录 (1)摘要 (2)1.移动机器人技术发展概况 (3)1.1机器人研究意义及应用领域 (3)1.1.1机器人的研究意义 (3)1.1.2 机器人的应用领域 (3)1.2移动机器人的发展概况 (4)1.2.1移动机器人的国内发展概况 (4)1.2.2移动机器人的国外发展概况 (4)2.轮式移动机器人的结构设计 (7)2.1移动机器人的系统结构 (7)2.2轮式移动机器人主要结构 (7)3.轮式移动机器人的控制系统 (11)3.1控制系统硬件选型与配置 (11)3.1.1驱动电机的选型 (11)3.1.2伺服电机的选型 (12)3.1.3轮毂电机的选型 (13)3.2轮式移动机器人控制系统框架 (15)4.结论和总结 (17)致谢 (18)参考文献 (19)附录 (21)摘要移动机器人是机器人家族中的一个重要的分支，也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向。
自上世纪九十年代以来，人们广泛开展了对机器人移动功能的研制和开发，为适应各种工作环境的不同要求而开发出各种移动机构。
论文内容包括四个部分：简要介绍了移动机器人研究现状、对所设计移动机器人系统进行了描述、视觉导航轮式移动机器人底层硬件设计和视觉轮式移动移动机器人的底层控制。
论文详细地介绍了移动机器人底层硬件系统元件的选型和原理电路图的设计。
我们选用PIC16F877单片机作为下位机接收上位机传来的命令和产生驱动信号。
步进电机的驱动电路采用两个步进电机驱动器-L298，驱动程序写入PIC16F877单片机，通过程序控制步进电机的转速和转向。
采用Propel 设计了底层控制系统的原理图和PCB版图，采用Proteus进行程序和硬件系统的仿真。
仿真结果表明：步进电机运行稳定、可靠性高，实现了对步进电机的预期控制。
关键词：移动机器人；运动控制；PIC16F877；步进电机1.移动机器人技术发展概况1.1 机器人研究意义及应用领域1.1.1 机器人的研究意义人们对于未知的探索总是充满危险，而且人类的研究活动领域已由陆地扩展到海底和空间，所以机器人的产生解决人类这一大难题。
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》
《新型轮腿式机器人的设计与仿真》篇一一、引言随着科技的进步和人类对未知世界的探索，机器人技术已经成为当今世界研究的热点。
在众多机器人类型中，轮腿式机器人以其独特的运动方式和适应性强的特点，在复杂环境中展现出巨大的应用潜力。
本文将详细介绍一种新型轮腿式机器人的设计与仿真过程，旨在为相关研究提供参考。
二、设计背景与目标新型轮腿式机器人设计的主要背景是针对复杂多变的工作环境，如山地、沼泽、沙漠等。
这些环境对机器人的运动能力和环境适应性提出了更高的要求。
因此，本设计的目标在于开发一款具有高机动性、强环境适应能力的轮腿式机器人。
三、设计原理与结构新型轮腿式机器人结合了轮式和腿式运动的优点，采用模块化设计，主要包括机械结构、控制系统、驱动系统等部分。
（一）机械结构机械结构是机器人的骨架，决定了机器人的运动方式和承载能力。
新型轮腿式机器人采用轻质高强的材料，通过巧妙的结构设计，实现了轮腿的转换。
在需要高机动性的环境中，机器人可转换为腿式运动，以适应复杂地形；在平坦路面，则可转换为轮式运动，提高运动速度。
（二）控制系统控制系统是机器人的大脑，负责协调各部分的工作。
新型轮腿式机器人采用先进的控制算法，实现了对机器人运动、感知、决策等方面的全面控制。
同时，通过无线通信技术，实现了与外界的实时信息交互。
（三）驱动系统驱动系统是机器人的动力来源，决定了机器人的运动性能。
新型轮腿式机器人采用高效能电机和电池作为动力源，通过精确的传动系统，实现了对机器人运动速度和方向的控制。
四、仿真实验与结果分析为了验证新型轮腿式机器人的设计效果，我们采用了计算机仿真技术进行实验。
通过建立机器人模型、设定仿真环境、模拟机器人运动等步骤，得到了机器人在不同环境下的运动数据。
（一）仿真实验在仿真实验中，我们设置了多种地形环境，包括山地、沼泽、沙漠等。
通过调整机器人的轮腿结构、控制系统和驱动系统参数，观察机器人在不同环境下的运动性能。
实验结果表明，新型轮腿式机器人在各种环境下均表现出较高的机动性和环境适应性。
基于智慧物流的轮式机器人设计
基于智慧物流的轮式机器人设计智慧物流的发展已经成为现代物流业的一个重要趋势。
而作为智能技术的重要应用之一，轮式机器人在物流行业中的应用也越来越广泛。
本文将探讨基于智慧物流的轮式机器人的设计，以满足物流业的需求。
一、引言随着电子商务的迅速发展，物流成为电商行业的重中之重。
如何提高物流效率、降低人力成本成为各大企业面临的挑战。
而智慧物流技术的应用为解决这一问题提供了新的思路和方法。
二、智慧物流轮式机器人的功能需求为了满足物流行业的需求，智慧物流轮式机器人需要具备以下功能：1. 货物搬运：轮式机器人需要能够搬运货物，包括小件商品和大件物品。
它们应该能够根据物品的尺寸和重量，自动判断最合适的搬运方式，并能够安全地将货物从一个点搬运到另一个点。
2. 导航：轮式机器人应该能够通过内置的导航系统，准确地确定当前位置，并根据目的地的位置信息进行路径规划。
同时，它们应该能够自主避开障碍物，并能够适应不同地形的需求。
3. 维护管理：轮式机器人应该能够监测自身状态，及时发现并报告故障。
它们应该具备自主巡检和自主维护的能力，以减少人力维护的成本。
4. 数据采集与处理：轮式机器人应该能够采集所处环境的相关数据，包括温度、湿度、光照等信息，并能够对这些数据进行处理和分析，为物流决策提供参考依据。
三、智慧物流轮式机器人的设计要点基于以上功能需求，智慧物流轮式机器人的设计要点如下：1. 机械结构设计：为了保证机器人的稳定性和承载能力，应该选择合适的机械结构和材料。
机器人应该具备足够的承载能力和可靠的移动性。
2. 传感器与导航系统设计：为了实现自主导航和避障功能，轮式机器人应该装备激光雷达、摄像头等传感器，并结合导航系统对所在环境进行感知和识别。
3. 控制系统设计：轮式机器人的控制系统应该采用先进的控制算法和软件，以实现路径规划、导航和自主决策。
同时，控制系统应该具备良好的稳定性和可靠性。
4. 数据处理与通信：轮式机器人应该具备数据处理和通信功能，能够实时收集并处理环境数据，并将处理结果传输给后台管理系统或其他设备。
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南京理工大学电力系统自动装置论文学院(系):自动化学院题目: 小型轮式移动机器人控制系统设计李胜指导老师：摘要由于传统单任务顺序执行机制不能满足智能轮式移动机器人对控制系统实时性的要求，而且对于复杂系统来说可靠性不高。
所以本项目重点设计一套适用于小型轮式移动机器人的控制系统，要求其实时性好，可靠性高，具有灵活的可扩展性和可重构性，以提高它各项功能的响应速度（包括制动、加速、减速、爬坡等）。
本文设计的控制电路实现的传感器功能包括红外传感器、光敏传感器、碰撞传感器等。
控制电路实现对两个直流电机的驱动控制。
机器人采用这样的控制电路可以完成诸如自主避障、自主循迹等实验。
使得轮式移动机器人的实时性好，可靠性高，且因为外部接口具有同用性，故具有灵活的可扩展性和可重构性。
最后对电路进行了调试，证明其满足要求关键词轮式机器人控制系统调试目录1 绪言------------------------------------------------------------------031.1 机器人简单知识的介绍-----------------------------------------------03 1.2课题背景-------------------------------------------------------------------------------------------------031.3课题来源及目的---------------------------------------------------------------------------------------041.4 论文主要内容------------------------------------------------------042 小型轮式移动机器人控制电路的总体设计----------------------------------04 2． 1 需求分析-----------------------------------------------------------------------------------------------------------042．2 机器人功能的总体结构----------------------------------------------05 3 具体设计-------------------------------------------------------------053.1Protel电路设计软件简介----------------------------------------------053.2 控制电路的总体设计------------------------------------------------063.3各模块具体介绍------------------------------------------------------073.4 实验用移动机器人控制电路的PCB图----------------------------------184 机器人控制电路的调试-------------------------------------------------194．1 直流电机功能调试结果----------------------------------------------194．2 红外传感器电路调试结果--------------------------------------------224．3 光敏传感器调试结果------------------------------------------------224.4 碰撞传感器调试结果-------------------------------------------------23结论 ------------------------------------------------------------------24感谢 ------------------------------------------------------------------24附录控制电路实物图------------------------------------------------------25参考文献--------------------------------------------------------------261绪言1.1 机器人简单知识的介绍移动机器人的结构由几个主要部分组成[1]，如图1.1。
机械结构：相当于移动机器人的骨架，包括基座、支架等，用来物理支撑其他组成部分[2]。
执行机构：相当于移动机器人的手脚，用来提供运动的动力，常用的有电动、液压和气动，运用最多的是电机[3][4]。
传感器：相当于移动机器人的感知器官，分为外部传感器和内部传感器。
内部传感器可用来感知机器人各个部件的位置和姿态等，如GPS、陀螺等；外部传感器用来获取环境参数，如红外传感器、光敏传感器、力检测器等[5]。
控制器：相当于移动机器人的大脑，处理机器人上传感器反馈来的信息，综合判断分析后，发出控制信号给执行机构执行。
软件系统：相当于移动机器人的记忆和知识，用来指导控制机器人的运动方式。
传感器机械结构控制器软件系统执行机构传感器图1.1机器人的组成结构1.2课题背景目前世界上最先进的机器人属于第三代机器人，既所谓的智能机器人。
这类机器人上配有多类传感器，能够感知环境中更多类型的信息，具备了更多的功能。
它就像一个人类一样，具备视觉、力觉、触觉、听觉等，甚至能进行语言对话。
这类机器人将各个传感器传递来的信息进行综合处理（多传感器的信息融合），更为有效地适应环境的变化，同时还具备一定的自学自治能力。
功能的多样化也就势必对控制系统提高了更高的要求。
需要控制系统能够实时地接受外部的信息，快速做出反应。
同时可靠性也要足够得到保证。
而且考虑到推广性和经济性，要求控制电路能够具有很好的灵活性和可扩展性。
所以本课题就是在这样的背景下开展起来的。
致力于设计一套适用于小型轮式移动机器人的控制系统，要求其实时性好，可靠性高，具有灵活的可扩展性和可重构性，以提高它各项功能的响应速度（包括制动、加速、减速、爬坡等）。
1.3 课题来源及目的本课题是南京理工大学自动化学院针对轮式移动机器人，提出设计一款实时性好，可靠性高，灵活性强的移动机器人控制电路。
电路提供的外部接口能够直接匹配机器人的电源、传感器、直流电机、编码器、LCD等。
1.4 论文主要内容论文包括了控制电路的设计原理图，模块设计思路，以及对该电路的功能进调试的波形图。
从调试结果论证了电路的有效性。
第一部分简单介绍了移动机器人的组成部分，本课题的背景、来源和目的。
第二部分主要介绍了整体的设计思想，包括需求分析、总体设计及工作原理等第三部分分功能模块详细介绍控制电路的原理图及其分析，为本文的核心内容。
第四部分分功能模块对控制电路板进行调试，通过实验测量及观察电路波形，论证成品的有效性。
2 小型轮式移动机器人控制电路的总体设计2.1 需求分析结合机器人的组成结构，以及对控制系统实时性，可靠性，以及灵活性的要求。
采用从顶至下的设计思想，本文主要从以下几个方面来完成对控制系统的设计。
1）微控制器（MCU）：包括MCU芯片工作的外围电路。
2）执行机构：包括电机驱动电路等。
3）电源：用于给各个芯片供电和供给电机电能。
4）传感器：包括红外传感器、光敏传感器、碰撞传感器等。
2.2机器人控制电路的总体结构微控制器（MCU ）传感器模块红外传感器光敏传感器碰撞传感器麦克风光电码盘电机驱动电路电源模块动力电源控制电源扬声器驱动电路串口通信扬声器直流电机PC3 具体设计3.1Protel 电路设计软件简介PROTEL 是Altium 公司在80年代末推出的EDA 软件，在电子行业的CAD 软件中，它当之无愧地排在众多EDA 软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL 。
2005年年底，Protel 软件的原厂商Altium 公司推出了Protel 系列的最新高端版本Altium Designer 6.0。
Altium Designer 6.0，它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一种完整的板级设计解决方案。
Altium Designer 是业界首例将设计流程、集成化PCB 设计、可编程器件（如FPGA ）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB 和FPGA 设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。
这款最新高端版本Altium Designer 6.除了全面继承包括99SE ，Protel2004在内的先前一系列版本的功能和优点以外，还增加了许多改进和很多高端功能。
Altium Designer 6.0拓宽了板级设计的传统界限，全面集成了FPGA 设计功能和SOPC 设计实现功能，从而允许工程师能将系统设计中的FPGA 与PCB 设计以及嵌入式设计集成在一起。
3.2 控制电路的总体设计复位电路MC68HC11E1CFN28MHz 晶振电源监控DS1233D 芯片手动复位电平转换MAX232芯片PC双极性直流电机驱动电路SN754410芯片左右直流电机左右编码器红外传感器电路光敏传感器电路麦克风电路LM386N 芯片碰撞传感器电路启动电路电源稳压电路稳压芯片MAX6036.6V 电池VCC(+5V)扬声器驱动电路地址锁存器74HC573N32K RAM 28C256芯片XTAL EXTAL VCCPE3RESET-PD4、PD5PA5、PA6PWMPWM脉冲PA0、PA7PE3PE4PD2、PD3PE0、PE1TXD RXD PE2PC0-PC7STRAD0-D7LEPC0-PC7D0-D7A8-A14PB0-PB6E A15STRBW-RESET-PB7PA3图3.2 控制电路的总体设计3.3各模块具体介绍3.3.1电源模块本文电源采用的是稳压芯片MAX6031 MAX603介绍MAX603是MAXIM公司生产的低压差线性稳压器，具有完善的欠压、过载、过热、输出短路等保护功能。
MAX603的管脚定义如图1。
各管脚说明如下：IN：电源输入脚，范围为2.7-11.5V；GND：接地；OFF：输出关闭控制脚，低电平时输出关闭；SET：输出电压反馈输入脚，该管脚接地时，MAX603固定输出5V，外接电阻网络时，可调节输出电压；OUT：电压输出脚。