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物流机器人设计
2021/3/7
CHENLI
1
★ 物流机器人概述
随着素质教育的越来越被重视，很多学校都 把制作智能小车作为首选课题，智能小车生动有 趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、 自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识，学生 通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力， 而且智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增 加一些控制电路就能完成循迹小车。在组装过程 中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光 电传感器、电机驱动电路等相关电子知识。
2021/3/7
CHENLI
2wk.baidu.com
★分工情况
1：主要负责硬件电路以及最小系统的制作 2：主要负责直流电机的资料查询 3：主要负责光电式传感器的资料查询 4：主要负责软件程序的编写 5：主要负责总体规划及总结本次实训课
2021/3/7
CHENLI
3
★ L298电机驱动芯片
☆L298是SGS公司的产品，比 较常见的是15脚 Multiwatt封装的L298N, 内部同样包含4通道逻辑 驱动电路。可以方便的驱 动两个直流电机。
4
★ L298驱动电路
☆ L298可驱动2个电动机，OUT1， OUT2和OUT3，OUT4之间可分别 接电动机。
☆5,7,10,12脚接输入控制电平， 控制电机的正反转。EnA,EnB接 控制势能端，控制电机的停转 。
☆ 直流电机稳态运行方程：
Ｕ＝CeΦN＋Rala 其中：Φ为电机每极磁通量；
Ce为电动势常数；
HBM EIA/JESD22-A114-A超过 2000 V MM EIA/JESD22-A115-A超过200 V ☆温度范围 ： -40～+85 ℃ -40～+125 ℃
2021/3/7
CHENLI
7
★ 直流电机
☆直流电机的结构特点：
直流电机与交流电机比较，最
大的优点就是直流电机可以实现
“平滑而经济的调速”；直流电
2021/3/7
CHENLI
8
★ 直流电机
☆直流电机的调速方案方式： 1、改变电枢(转子）电压； 2、改变激磁绕组电压； 3、改变电枢回路电阻。
☆直流电机分类： 1、永磁直流电机 2、励磁直流电机。
励磁方式又可分为串励和它励；永磁电机的定子是不 需要再通入电流的，励磁电机的定子要通入励磁电流，直 流电动机的性能与它的励磁方式密切相关，通常直流电动 机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机 、直流串励电动机和直流复励电动机。
机的调速不需要其它设备的配合
，可通过改变输入的电压/电流，
或者励磁电压/电流来调速,普遍
用法也是通过晶闸管PWM功能。交
流永磁同步的调速是靠改变频率
来实现的，需要变频器。直流电
机虽不需要其它的设备来帮助调
速，但自身的结构复杂，制造成
本高；在大功率可控晶闸管大批
量使用之前，直流电动机用于大
多的调速场合。
2021/3/7
CHENLI
11
★ 光电式传感器
☆光电式传感器的分类：
基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增 管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光 电二极管和光电三极管(见半导体光敏元件)。基于侧向光 电效应的有反转光敏二极管。光电式传感器还可按信号形 式分为模拟式光电传感器(见位移传感器)和数字式光电传 感器（见转速传感器、光栅式传感器、数字式传感器）。 光电式传感器还有光纤传感器、固体图像传感器等。
☆L298N可接受标准TTL逻辑 电平信号VSS，VSS可接 4.5~7V电压。4脚VS接电 源电压，VS电压范围VIH 为+2.5~46V。输出电流可 达2.5A， 可驱动电感电 感性负载.1脚和15脚下管 的发射极分别单独引出以 便接入电流采样电阻，形 成电流传感信号。
2021/3/7
CHENLI
2021/3/7
CHENLI
6
★ 74HC04反相器
☆ 74HC04是一款高速CMOS器件， 74HC04引脚兼容低功耗肖特基 TTL（LSTTL）系列。
☆ 74HC04遵循JEDEC标准no.7A。 ☆74HC04功能：6路反相缓冲器。 ☆74HC04 特性：
兼容JEDEC标准no.8-1A ☆ESD保护 ：
N为电机转数；
La为电枢电流；
Ra电枢回路电阻。
2021/3/7
CHENLI
5
★ L7805三端稳压器
☆用三端稳压L7805 来组成稳压电源所 需的外围元件极少 ，L7805电路内部还 有过流、过热及调 整管的保护电路， L7805使用起来可靠 、方便，而且价格 便宜。
☆L7805散热片总是 和最低电位的第③ 脚相连。这样在 L7805中，散热片和 地相连接，而在 l7805中，散热片却 和输入端相连接。
1、磁场强度。 2、转子绕组匝数。 3、转子电流强度。 4、负载阻尼强度。
2021/3/7
CHENLI
10
★ 光电式传感器
光电式传感器photoelectric
transducer，基于光电效应的传感器， 在受到可见光照射后即产生光电效应， 将光信号转换成电信号输出。它除能测 量光强之外，还能利用光线的透射、遮 挡、反射、干涉等测量多种物理量，如 尺寸、位移、速度、温度等，因而是一 种应用极广泛的重要敏感器件。光电测 量时不与被测对象直接接触,光束的质 量又近似为零,在测量中不存在摩擦和 对被测对象几乎不施加压力。因此在许 多应用场合，光电式传感器比其他传感 器有明显的优越性。其缺点是在某些应 用方面，光学器件和电子器件价格较贵 ，并且对测量的环境条件要求较高。
2021/3/7
CHENLI
9
★ 直流电机
☆直流电机的转速： 直流电机的磁场可以看做恒定磁场，那么在
转子上面所绕制的线匝就是转速的一个因素，在 磁场中接通直流电流的导线根据电流方向的不同 受到垂直于磁力线的推力方向也不同。电流大小 的不同产生的推力也不同，推力的大小和负载的 阻尼就形成影响转速的又一个因素。分析起来影 响直流电机转速的因素如下：
☆光电式传感器的构成 ：光源、光学通路、光电元件。
☆光电式传感器的特点：非接触、响应快、性能可靠。
☆光电式传感器的应用 ：
1、光量变化的非电量；
2、能转换成光量变化的其他非电量。
2021/3/7
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12
★ 物流机器人程序
#include<reg52.h>
#include<stdio.h>
2021/3/7
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1
★ 物流机器人概述
随着素质教育的越来越被重视，很多学校都 把制作智能小车作为首选课题，智能小车生动有 趣还牵涉到机械结构、电子基础、传感器原理、 自动控制甚至单片机编程等诸多学科知识，学生 通过动手实践能大大提高解决实际问题的能力， 而且智能小车还是一个很好的硬件平台，只要增 加一些控制电路就能完成循迹小车。在组装过程 中我们不但能熟悉机械原理还能逐步学习到：光 电传感器、电机驱动电路等相关电子知识。
2021/3/7
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2wk.baidu.com
★分工情况
1：主要负责硬件电路以及最小系统的制作 2：主要负责直流电机的资料查询 3：主要负责光电式传感器的资料查询 4：主要负责软件程序的编写 5：主要负责总体规划及总结本次实训课
2021/3/7
CHENLI
3
★ L298电机驱动芯片
☆L298是SGS公司的产品，比 较常见的是15脚 Multiwatt封装的L298N, 内部同样包含4通道逻辑 驱动电路。可以方便的驱 动两个直流电机。
4
★ L298驱动电路
☆ L298可驱动2个电动机，OUT1， OUT2和OUT3，OUT4之间可分别 接电动机。
☆5,7,10,12脚接输入控制电平， 控制电机的正反转。EnA,EnB接 控制势能端，控制电机的停转 。
☆ 直流电机稳态运行方程：
Ｕ＝CeΦN＋Rala 其中：Φ为电机每极磁通量；
Ce为电动势常数；
HBM EIA/JESD22-A114-A超过 2000 V MM EIA/JESD22-A115-A超过200 V ☆温度范围 ： -40～+85 ℃ -40～+125 ℃
2021/3/7
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★ 直流电机
☆直流电机的结构特点：
直流电机与交流电机比较，最
大的优点就是直流电机可以实现
“平滑而经济的调速”；直流电
2021/3/7
CHENLI
8
★ 直流电机
☆直流电机的调速方案方式： 1、改变电枢(转子）电压； 2、改变激磁绕组电压； 3、改变电枢回路电阻。
☆直流电机分类： 1、永磁直流电机 2、励磁直流电机。
励磁方式又可分为串励和它励；永磁电机的定子是不 需要再通入电流的，励磁电机的定子要通入励磁电流，直 流电动机的性能与它的励磁方式密切相关，通常直流电动 机的励磁方式有4种：直流他励电动机、直流并励电动机 、直流串励电动机和直流复励电动机。
机的调速不需要其它设备的配合
，可通过改变输入的电压/电流，
或者励磁电压/电流来调速,普遍
用法也是通过晶闸管PWM功能。交
流永磁同步的调速是靠改变频率
来实现的，需要变频器。直流电
机虽不需要其它的设备来帮助调
速，但自身的结构复杂，制造成
本高；在大功率可控晶闸管大批
量使用之前，直流电动机用于大
多的调速场合。
2021/3/7
CHENLI
11
★ 光电式传感器
☆光电式传感器的分类：
基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增 管。基于光电导效应的有光敏电阻。基于势垒效应的有光 电二极管和光电三极管(见半导体光敏元件)。基于侧向光 电效应的有反转光敏二极管。光电式传感器还可按信号形 式分为模拟式光电传感器(见位移传感器)和数字式光电传 感器（见转速传感器、光栅式传感器、数字式传感器）。 光电式传感器还有光纤传感器、固体图像传感器等。
☆L298N可接受标准TTL逻辑 电平信号VSS，VSS可接 4.5~7V电压。4脚VS接电 源电压，VS电压范围VIH 为+2.5~46V。输出电流可 达2.5A， 可驱动电感电 感性负载.1脚和15脚下管 的发射极分别单独引出以 便接入电流采样电阻，形 成电流传感信号。
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★ 74HC04反相器
☆ 74HC04是一款高速CMOS器件， 74HC04引脚兼容低功耗肖特基 TTL（LSTTL）系列。
☆ 74HC04遵循JEDEC标准no.7A。 ☆74HC04功能：6路反相缓冲器。 ☆74HC04 特性：
兼容JEDEC标准no.8-1A ☆ESD保护 ：
N为电机转数；
La为电枢电流；
Ra电枢回路电阻。
2021/3/7
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5
★ L7805三端稳压器
☆用三端稳压L7805 来组成稳压电源所 需的外围元件极少 ，L7805电路内部还 有过流、过热及调 整管的保护电路， L7805使用起来可靠 、方便，而且价格 便宜。
☆L7805散热片总是 和最低电位的第③ 脚相连。这样在 L7805中，散热片和 地相连接，而在 l7805中，散热片却 和输入端相连接。
1、磁场强度。 2、转子绕组匝数。 3、转子电流强度。 4、负载阻尼强度。
2021/3/7
CHENLI
10
★ 光电式传感器
光电式传感器photoelectric
transducer，基于光电效应的传感器， 在受到可见光照射后即产生光电效应， 将光信号转换成电信号输出。它除能测 量光强之外，还能利用光线的透射、遮 挡、反射、干涉等测量多种物理量，如 尺寸、位移、速度、温度等，因而是一 种应用极广泛的重要敏感器件。光电测 量时不与被测对象直接接触,光束的质 量又近似为零,在测量中不存在摩擦和 对被测对象几乎不施加压力。因此在许 多应用场合，光电式传感器比其他传感 器有明显的优越性。其缺点是在某些应 用方面，光学器件和电子器件价格较贵 ，并且对测量的环境条件要求较高。
2021/3/7
CHENLI
9
★ 直流电机
☆直流电机的转速： 直流电机的磁场可以看做恒定磁场，那么在
转子上面所绕制的线匝就是转速的一个因素，在 磁场中接通直流电流的导线根据电流方向的不同 受到垂直于磁力线的推力方向也不同。电流大小 的不同产生的推力也不同，推力的大小和负载的 阻尼就形成影响转速的又一个因素。分析起来影 响直流电机转速的因素如下：
☆光电式传感器的构成 ：光源、光学通路、光电元件。
☆光电式传感器的特点：非接触、响应快、性能可靠。
☆光电式传感器的应用 ：
1、光量变化的非电量；
2、能转换成光量变化的其他非电量。
2021/3/7
CHENLI
12
★ 物流机器人程序
#include<reg52.h>
#include<stdio.h>