行走的机器人

荆楚理工学院

课程设计成果

学院:________________ _ 数理学院_______________

班级: 14级应用物理学1班

学生姓名:

学号: 2014409020133、2014409020137

设计地点（单位）____ __荆楚理工学院________ _

题目:__________ 行走的机器人__ _____

完成日期： 2016年 11月 11日

指导教师评语: ______________

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成绩(五级记分制):_____ _ __________

教师签名:__________ ______________ _

行走的机器人

摘要

本文主要探讨的是56DZ-12型行走机器人的组装，对此，我们要达到的效果是机器人前进过程中发声、闪光，后退过程不发声、闪光。基于基本电学原理，我们设计相应的机器人电路原理图，通过控制正、负稳态电路来调节机器人前进和后退。我们知道二极管是一种单向传导电流的器件，那么我们利用二极管的特性来达到前进发声、闪光，后退不发声闪光的目的，从而完成对行走机器人的制作。

关键词: 集成电路，机器人，二极管[3]

一、提出课题

近年来，人们对机器人的热度日益提高，尤其是智能化时代的到来，人们对智能化机器人的研究极为迫切。那么将知识应用于对机器人的制造中是人们的基本思想，但是我们如果直接向智能化的方向发展是很困难的。所以，从简到难的原则方式指导我们从简单的机器人入手不失于为一种极佳的方法，基于这样的想法，我们只要组装成能自由行走的机器人就可以了。

二、课题分析

我们知道机器人行走主要靠电路来实现，行走机器人对电路的要求不是很高，但是我们不仅仅是让机器人能够一直往前前进，还要求它在一段时间后往后退，这就是这次课题的目的。有了这样的思想，我们只需思考如何在使机器人后退，我们知道正、负稳态的作用可以控制机器人前进和后退，而机器人的运转问题可以通过电路来解决，那么行走机器人的问题就解决了。

三、模型原理

图1.电路原理图（1）

图2.电路原理图（2）

本电路的集成块采用NE555时基电路，内部由比较器、RS触发器、放电管等部分组成，从图1可以看出, 6脚R端的正相输入端和7脚放电端连在一起为RS触发器翻转做了准备。2脚是S端的反向输入端。初始状态是RS触发器的Q端输出低电平放电管截止不放电，3脚输出高电平。此时W2、R13、C5构成正稳态的延时电路，电源通过W2、R13对C5充电（调节W2可以调节C5达到触发电平的时间）当C5端的电压达到2/3VCC时，R端比较器翻转输出高电平。此时S端电平基本不变从而RS触发器触发翻转进入另一个稳态，Q端输出高电平，放点管导通C5的电压瞬间被拉为低电平。因在正稳态势MT2端为高电平对C1充满了电，2脚一直处于高电平，当RS触发器触发翻转进入另一个稳态后MT2变为低电平，此时C1通过W1、R6、R14对地放电，调节W1可以调节放电的时间，当C1端的电压降到1/3VCC是S端比较器翻转致使RS触发器进入正稳态，依次循环，分别调节W2、W1可以控制正、负稳态电路的延时长短。3脚是正、负稳态的输出端，正、负稳态分别输出正、负电平。改电平加到电容C2上给C2充电使输出电平稳定，该电平就是后面驱动电路的控制信号。从图2可以看出，该控制信号经R5加到9013的基极，9013是NPN管，基极正电平时9013的C、E极导通，而9012截止，也即是正稳态时9013导通，9013集电极被拉为低电平，再经过R7加到VT3-VT2的基极VT3导通，从而VT5、VT7导通，电流通过MT2经过电机后流经MT1.电机正转机器人向前行走、发声，闪眼睛。W2控制电机正转的时间。当555处于负稳态输出低电平，通过R4加到VT2上，VT2、VT4、VT6、VT8导通。电流通过MT1经过电机后流经MT2。电机反转机器人后退，由于发声、闪灯电路经过一只二极管供电，正转时有电压，反转时二极管截止，发声、闪灯电路无电压停止工作。[1][2]

四、模型制作

1.当拿到本套件后，请对照“元件清单”逐一将数量清点一遍，并用

万用电表将各个元件测量一下，特别是瓷片电容，最好用数字万用表的电容测量，若没有数字表，只有用万用表初略估计测量一下，做到心中有数。

2.在焊接时请按先焊小元件，再焊大元件，最后在焊集成块的原则进

行操作，元件尽量贴着底板“对号入座”不得将元件插错，由于集成块NE555是采用双排8脚直插式结构，它的脚排列比较密集，焊接时请用尖烙铁铁头进行快速焊接，如果一次焊不成功，应等冷却后再进行下一次焊接，以免烫坏集成块，焊完后应反复检查有无虚、假、错焊，有无拖锡短路造成故障，只要按上述要求焊接组装，一通电即可正常工作。

3.功能电路板部分装配完成后再来焊接电机、电源部分的引线。打开

机器人后盖将里面的电机线焊下把我们配的接线焊在电机上，同时把到头部分的红线焊下串接一只1N4148的二极管。再焊接电源线：一根焊接在电池片的负极，另一根焊接在开关的一段，电源和电机焊接焊好后从后背的孔引出。装上头和摇头杠杆后，盖上后盖即可。（注意要保证里面活动部分的空间以免卡住）。把电机线焊在功能电路板的MT1与MT2焊盘上（注意红线焊MT2，绿线焊MT1上，以免后退时发声、闪光）。电源线红的焊在GB+焊盘上，绿线焊在GB-焊盘上。焊好后装上三节5号电池，电路板装在电池外边，用拆电池盖的螺丝固定，一个能行动自如的行走机器人组装成功了。调节W2、W1可调节前进后退的时间。

元件清单