巡线机器人电路说明

巡线小车：电路

1、读原理图，搞清楚每个部分怎么工作，有什么用（1-2天）

电源模块：由于小车电机使用12V供电，其他模块都在5V电压下工作，所以整个系统采用一块12V电池供电。将12V电压经过LM7805稳压后得到5V电压。模块中1N4007二极管用于防反接保护，电容用于滤波（由于本电路中电机也使用此电源，但未做完全隔离，所以前端电容较大），LED用于指示电源状态，三处排针接口用于方便临时添加的需要和便于用万用表检查BUG。（可以了解一下开关电源LM2576的使用，因为可能最后系统耗电量比较大导致LM7805太烫会自我保护导致系统临时断电）

传感器模块：首先由红外发光管发射红外光照射地面，红外接收管根据地面吸收红外光的程度而体现出不同的阻值，从而获取地面黑线信息。得到的模拟信号经过LM339比较器做二值化处理，其比较电压阀值由从电位器得到的电压设置和调节（比如传感器返回电压3.3V大于比较器比较电压2.5V 则比较器输出其供电电压5V，反之则输出0V）。LM339为开漏输出，输出需要上拉，发光二极管起到指示和上拉的作用，若发现输出高电平时电压偏低且LED微亮可以考虑在LED两侧并联一5-10K电阻增强上拉能力。其前端和后端的接口根据需要自行选择。

电机驱动模块：主要了解一下L298的内部H桥驱动工作原理，外部由单片机送过来的信号IN1、IN2控制电机A的方向，ENA（PWM信号）控制电机A的转速（了解一下占空比控制转速的原理）。同理IN3、IN4、ENB控制电机B。后端续流二极管1N4007用于防止电机反向电动势对L298芯片造成破坏，其具体原理不必深究。

单片机模块：了解单片机最小系统的组成，此部分依照该单片机的技术文档中提供的最小系统原理图进行焊接就可以。主要是要知道各个引脚是什么功能做好引脚的规划，如果引脚不够该怎样扩展等。在不是很清楚各个引脚怎么用时可以在引脚外放一排排针用于以后更改和扩充。

2、与组内同学讨论出大概的方案，比如要用什么单片机、多少传感器等（1天内）

简单计划一下要用什么单片机（51、52、AVR等都可以主要取决于对哪种熟悉一点），要用多少个传感器（5-8个比较合适，不要一味地求多，多了要考虑的情况也就多了，可能会给调试带来麻烦，够用就行）。可能你们会在网上找到更高级的芯片，如电机驱动等，但在我们的用处中其优势并不是

太明显，其成本也会更高。

3、根据方案购买元件（1-2天）

可以几个队打伙去买，可能要便宜的多，考虑一些易坏元件的备货（如芯片可能会被误编程锁

死，传感器可能因电流过大烧坏，洞洞板焊错了等），资金充裕的话可以买双倍所需元件，因为后面肯定还会再焊接几版电路。

（洞洞板绿色哪种比较容易焊接，焊盘不容易掉，但价钱较贵。传感器有一体式的和分离的，分离的有3mm的和5mm的，上届用5mm的效果比较好。各种芯片都有国产和进口两种，进口的质量好一点，但价格贵，买国产的应该也没问题。）

4、动手开始焊元件（3-5天）

多练习，肯定不会一次焊接就全部成功了，焊的多了就有经验了。遍焊遍检查，别全部焊完了一检查才发现焊错了改都不能改了。（有个视频教程，可以先看一下）

5、上电、检查、修改（1-2天）

谨慎上电，若有器件冒烟就马上关掉电源，不是保护器件，因为器件肯定烧了，而是保护电池。

若没有冒烟则用万用表逐一检查各处电压是否正常，是否断路（虚焊、忘焊）；若冒烟了则检查是否短路，是否器件方向反了等。将故障排除并将已坏器件更换后再次谨慎上电。

6、下程序、调试各模块功能、解决出现的问题（2-3天）

有些硬件错误只有在程序运行时才能检查出来。首先看看程序能不能下进去，能不能运行。传感器信号能不能读进来，电机能不能按程序驱动等。有问题则还需从头仔细检查。

7、协调车体结构装车，修改、改进不合适的部分（1-2天）

8、初步调试，让小车动起来（1-2天）

9、开始巡线，真真进入调试阶段，在此过程中会出现大量问题需要你们一个一个去解决，电路的稳定性

突显出来，做电路的同学需要重新做一版电路，机构的稳定性也会受到考验，整个车体可能都会重做。

不过有前面的基础和经验，大家都会做出更美观，更稳定，更快的车子。（1周）

10、初赛

11、决赛（稳定至关重要！）

希望大家能坚持做下来，祝大家取得好的成绩，收获多多！

智能巡线机器人设计

××××学院 毕业设计说明书 题目智能巡线机器人设计 学生 系别机电工程系 专业班级机械设计制造及其自动化机电03.3班学号 指导教师

××××学院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：智能巡线机器人设计 系：机电系专业：机械设计制造及其自动化（机电一体化） 班级：学号： 学生：指导教师： 接受任务时间 教研室主任（签名）系主任（签名） 1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 1.总体方案设计； 2机械整体设计； 3.控制设计； 4编写设计说明书； 2．指定查阅的主要参考文献 1.《机器人控制电子学》 2.《机器人探索》 3.《机器人的创意设计与实践》 4．《MSP430系列——FLASH型超低功耗16位单片机》 （电子和机械方面的书）

近年来机器人的研究和应用已经不仅仅局限于军用领域。许多应用于军用机器人上的成功技术已经在民用机器人中得到了一定的应用。在工业机器人的基础上，运用了传感器技术和单片机智能控制技术，设计出了一种能自动运送货物的职能巡线机器人。 论文首先对智能巡线机器人总体设计方案进行叙述，阐述其各要素的工作原理，然后就整个智能巡线机器人系统划分为五个模块，分章节对各个模块设计制作进行阐述。 机器人机械结构部分，通过分析常用的车轮驱动配置方式，择优选择了前排安装两个万向轮、后排安装两个独立驱动轮的设计方案，充分考虑到了巡线的简易性和稳定性。 机器人传感器接口与驱动电路部分，详细阐述了光电传感器检测信号原理，叙述了设计所采用的光电传感器接口电路详细设计方案，分析了传感器采用该种布局方案的原因。针对机器人的机械特性和速度要求，选用了L298N驱动芯片驱动电机，分析了它的优缺点和可行性。 机器人主控系统硬件部分阐述了主控芯片选型，主控电路设计方案，以及相应的接口说明。软件部分在MSP430平台上实现了快速、稳定、准确的巡线方法。 关键词:机器人；巡线；光电检测；PWM驱动。

智能化机器人设计说明书

机械装备设计制造综合技能大赛 设 计 说 明 书 姓名：孙小平洪耀林徐海昌 指导老师：黄伟玲 2014年9月17日 江西·赣州

摘要 随着计算机技术，人工智能技术的迅速发展以及智能采集器的不断改进和推陈出新，智能信息采集装置已经取得了很大进展。但是对于应用比较复杂通用性较高的全自动信息采集车还没有突破性的进展。智能数据信息采集车的研究将会告别信息相互孤立缺乏联动性的现象，是一个复杂的，面向智能化的，不断发现的过程。近年来，很多关于信息采集的研究和设计，尤其是智能数据信息采集车更是吸引了很多人的眼球。对于智能信息采集车来说，不但要有环境信息获取功能，还要有对信息理解和信息处理的功能。对自动信息采集车的研究是针对环境空间的识别，然后建立相应数据通道，通过雷达和无线装置把获取的数据传送到终端。 智能信息采集车采用了应用范围广，性价比高的基于单片机的多数据通道采集系统，将来自传感器的信号通过转换器转换为数字信号后由单片机采集然后利用SPI通信将数据送到主机进行数据的存储后期处理与显示实现数据处理功能强大的智能化高端信息采集设备。 智能数据信息采集车是一个集自动驾驶、环境感知、规划决策等功能于一体的综合系统。它集中的运用了人工智能、导航、传感器及自动控制等技术；应用了计算机、信息传递、通信交流等现代装备，是典型的高新技术综合体。 关键词：智能信息采集车、智能化、传感器、数据通道、现代装备

第一章绪论 (1) 1.1 信息采集的现状及发展概述 (1) 1.2信息采集车国内外研究现状 (2) 1.3智能信息采集车的背景意义 (4) 1.4 设计要求及内容 (6) 第二章智能信息采集车的结构与工作原理 (6) 2.1 数据获取装置的设计 (6) 2.2 行走方案选择 (7) 2.3基本结构 (9) 2.4工作原理 (11) 第三章智能信息采集车的功能与特点 (12) 3.1 智能信息采集车的功能 (12) 3.2智能信息采集车的特点 (13) 第四章智能信息采集车的设计思路 (15) 4.1 基本工作思路 (15) 4.2动力选择思路 (15) 4.3设计后的调整 (16) 第五章总结与展望 (17) 参考文献 (18)

巡检机器人的调研报告

上海电力学院 关于巡检机器人的调研报告 院（系部）自动化工程学院 专业名称: 电机与电器 学生姓名: 杨雪莹 导师: 薛阳 2013 年 12 月

目录 1 巡检机器人的发展状况........................... 错误!未定义书签。 2 巡检机器人的应用............................... 错误!未定义书签。 高压线路巡检机器人.......................... 错误!未定义书签。 机器人仿真.............................. 错误!未定义书签。 巡检机器人越障.......................... 错误!未定义书签。 变电站巡检机器人............................ 错误!未定义书签。 校园巡逻机器人.............................. 错误!未定义书签。 3 总结 .......................................... 错误!未定义书签。参考文献 ........................................ 错误!未定义书签。

1 巡检机器人的发展状况 目前巡检机器人已在多个领域中应用，它的智能化推动着它在应用领域的市场前景将是越来越广，尤其是在电力行业。它在多种场合发挥着作用，如变电站，高压线路中等等。 2013年12月9号中山供电局经过三个多月的试运行，该局将“智能巡检机器人”正式投入到500千伏桂山巡维中心使用，开创南方电网公司首例无轨化设备巡视工作。传统的机器人需要铺设类似于火车轨道那样的磁轨，机器人就只能沿着磁轨作运动。而最新投入使用的机器人实现了无轨化运作，不需要铺设任何轨道，也无需进行任何基建工程，机器人就可以直接在日常的路面上运作，既省下基建施工的时间，又节约了投入成本。凭靠机器人配备的四驱越野底盘，还可以爬上30度的陡坡。该机器人上配备了激光扫描设备，可将站内的设备位置，道路扫描为地图，我们在后台为它规划好巡视路径后，它就可以按照指示去工作了。 机器人巡线最大的优点则是，无论白天黑夜还是刮风下雨，它都可以在没有人看管的情况下能自动自觉并出色完成一般日常巡视所包含的工作内容。这样一来，机器人不但减轻了工作量，而且在遇到严重故障或者恶劣天气时，它还可以降低工作人员的安全风险。 智能机器人还具有自动续航功能，当蓄电池电量低于设定值时，它将自动驶入存放室进行充电。据悉，中山供电局通过对智能巡检机器人进行了三个月的试用，已经收到不错的成效。此次正式投入使用，在南方电网公司尚属首例。 2013年11月11日上午，在国家知识产权局与世界知识产权组织举办的第十五届中国专利奖颁奖大会上，由国网山东电力科学研究院申报的外观专利“变电站巡检机器人”荣获外观专利金奖，成为5个金奖之一。这是国家电网公司历史上获得的第一个中国外观专利金奖，也是中国电力行业惟一当选的金奖。 变电站巡检机器人能够全天候全方位全自主对变电站设备进行无人值守巡检,从而代替繁重的变电站设备人工巡检,提高了变电站巡检的自动化、智能化水平,确保了智能电网的安全可靠运行。 该变电站巡检机器人产品外壳采用无污染、抗冲击、高绝缘的ABS树脂材料，具有较好的环保性和安全性；产品外观采用了“仿人”化创新性设计，整体颜色融合变电站“环境”因素，同时配以红色的机器人颈部绕圈与多色的告警指示灯

遗传算法与机器人路径规划

遗传算法与机器人路径规划 摘要：机器人的路径规划是机器人学的一个重要研究领域，是人工智能和机器人学的一个结合点。对于移动机器人而言，在其工作时要求按一定的规则，例如时间最优，在工作空间中寻找到一条最优的路径运动。机器人路径规划可以建模成在一定的约束条件下，机器人在工作过程中能够避开障碍物从初始位置行走到目标位置的路径优化过程。遗传算法是一种应用较多的路径规划方法，利用地图中的信息进行路径规划，实际应用中效率比较高。 关键词：路径规划；移动机器人；避障；遗传算法 Genetic Algorithm and Robot Path Planning Abstract: Robot path planning research is a very important area of robotics, it is also a combine point of artificial intelligence and robotics. For the mobile robot, it need to be worked by certain rulers（e.g time optimal），and find a best movement path in work space. Robot path planning can be modeled that in the course of robots able to avoid the obstacles from the initial position to the target location,and it ruquire to work under ertain constraints. Genetic algorithm used in path planning is very common, when planning the path ,it use the information of map ,and have high eficient in actual. Key words: Path planning,mobile robot, avoid the obstacles, genetic algorithm 1路径规划 1.1机器人路径规划分类 （1）根据机器人对环境信息掌握的程度和障碍物的不同，移动机器人的路径规划基本上可分为以下几类： 1，已知环境下的对静态障碍物的路径规划； 2，未知环境下的对静态障碍物的路径规划； 3，已知环境下对动态障碍物的路径规划； 4，未知环境下的对动态障碍物的路径规划。 （2）也可根据对环境信息掌握的程度不同将移动机器人路径规划分为两种类型： 1，基于环境先验完全信息的全局路径规划； 2，基于传感器信息的局部路径规划。 （第二种中的环境是未知或部分未知的，即障碍物的尺寸、形状和位置等信息必须通过传感器获取。） 1.2路径规划步骤 无论机器人路径规划属于哪种类别，采用何种规划算法，基本上都要遵循以下步骤： 1, 建立环境模型，即将现实世界的问题进行抽象后建立相关的模型； 2, 路径搜索方法，即寻找合乎条件的路径的算法。 1.3路径规划方法

智能巡检机器人项目申请报告

智能巡检机器人项目 申请报告 规划设计 / 投资分析

智能巡检机器人项目申请报告 电力设备的检修模式的发展大致可以分为三个阶段：事故检修-定 期检修-状态检修。事故检修是20世纪50年代以前主要采取的方式， 即在设备发生故障或事故以后进行检修；定期检修是一种基于时间的 检修，其理论依据是：设备能通过定期检修，周期性地恢复到接近新 设备的状态；状态检修是通过对设备状态进行监测后根据其健康状态 安排检修的一种策略，是按设备的实际运行情况来决定检修时间与部位，针对性较强，且经济合理。 市场需求主要来源于两大电网公司及其下属企业。电网公司按照 政府及其公司采购的相关管理办法，对属于国家依法必须招标的项目 以公开招标方式进行采购；对于其他产品及服务，各级电网公司可根 据实际情况，自主选择采用公开招标或非招标的方式进行采购。非招 标方式主要包括竞争性谈判、单一来源采购、询价采购以及零星采购。招标和非招标采购活动可由电网公司自行组织实施，也可由电网公司 委托招标代理机构组织实施。本行业企业主要是通过参与两大电网及 其下属公司的招投标或竞争性谈判来获取订单。

我国配电自动化发展工作起步于80年代末，随着坚强智能电网建设的提出，在总结之前的经验教训基础上，国家电网公司于2009年重新制定了智能电网配电环节的发展战略、技术导则及建设改造原则，并于2010年开展新一轮的配电自动化建设。南方电网公司也从2009年开始逐步启动配电自动化的规模试点建设，在广州、深圳、佛山、珠海等12个城市开展了试点工作。 该智能巡检机器人项目计划总投资14036.84万元，其中：固定资产投资10138.87万元，占项目总投资的72.23%；流动资金3897.97万元，占项目总投资的27.77%。 达产年营业收入28596.00万元，总成本费用22476.73万元，税金及附加242.56万元，利润总额6119.27万元，利税总额7205.87万元，税后净利润4589.45万元，达产年纳税总额2616.42万元；达产年投资利润率43.59%，投资利税率51.34%，投资回报率32.70%，全部投资回收期4.56年，提供就业职位572个。 本报告所涉及到的项目承办单位近几年来经营业绩指标，是以国家法定的会计师事务所出具的《财务审计报告》为准，其数据的真实性和合法性均由公司聘请的审计机构负责；公司财务部门相应人员负责提供近几年来既成的财务信息，确保财务数据必须同时具备真实性和合法性，如有弄虚作假等行为导致的后果，由公司财务部门相关人员承担直接法律责任；

工业机器人课程设计

河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号： 姓名：流星 2014 年 10 月 1 日

目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一

步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势

机器人路径规划

1绪论 1.1机器人简介 1.1.1什么是机器人 机器人一词不仅会在科幻小说、动画片等上看到和听到，有时也会在电视上看到在工厂进行作业的机器人，在实际中也有机会看到机器人的展示。今天，说不定机器人就在我们的身过，但这里我们要讨论的是什么是机器人学研究的机器人。 机器人（robot）一词来源下1920年捷克作家卡雷尔. 查培克（Kapel Capek）所编写的戏剧中的人造劳动者，在那里机器人被描写成像奴隶那样进行劳动的机器。 后来作为一种虚构的机械出现在许多作品中，代替人们去完成某些工作。20世纪60年代出现了作为可实用机械的机器人。为了反这种机器人同虚构的机器人及玩具机器人加以区别，称其为工业机器人。 工业机器人的兴起促进了大学及研究所开展机器人的研究。随着计算机的普及，又积极地开展了带有智能的机器人的研究。到70年代，机器人作为工程对象已经被确认，机器人一词也受到公认。目前，机器人学的研究对象已不仅仅是工业机器人了。 即便是实际存在的机器人，也很难把它定义为机器人，而且其定义也随着时代在变化。这里简单地反具有下述性质的机械看作是机器人： 1.代替人进行工作：机器人能像人那样使用工具和机械，因此，数控机床和 汽车不是机器人。 2.有通有性：既可简单地变换所进行的作为，又能按照工作状况的变化相应 地进行工作。一般的玩具机器人不能说有通用性。 3.直接对个界作工作：不仅是像计算机那样进行计算，而且能依据计算结果 对外界结果对外界产生作用。 机器人学把这样定义的机器人作为研究对象。

1.1.2机器人的分类 机器人的分类方法很多，这里我们依据三个有代表性的分类方法列举机器人的种类。 首先，由天机器人要代替人进行作业，因此可根据代替人的哪一个器官来分类： 操作机器人（手）：利用相当于手臂的机械手、相当于手指的手爪来使物体协作。 移动机器人（腿）：虽然已开发出了2足步行和4足步行机器人，但实用的却是用车轮进行移动的机器人。（本文以轮式移动机器人作为研究对象）视觉机器人（眼）：通过外观检查来除掉残次品，观看人的面孔认出是谁。虽然还有使用触觉的机器人，但由于它不是为了操作，所以不能说是触觉机器人。 也还有不仅代替单一器官的机器人，例如进行移动操作，或进行视觉和操作的机器人。 其次，按机器人的应用来分类： 工业机器人：可分为搬送、焊接、装配、喷漆、检查等机器人，主要用于工厂内。 极限作业器人：主要用在人们难以进入的核电站、海底、宇宙空间等进行作为的机器人。也包括建筑、农业机器人等。 娱乐机器人：有弹奏乐器的机器人、舞蹈机器人、宠物机器人等，具有某种程度的通用性。也有适应环境面改变行动的宠物机器人。 最后则是按照基于什么样的信息进行动作来分类： 表1基于动作信息的机器人分类

迎宾机器人设计

1引言 1.1设计目的 机器人可以干人不愿意干的事，把人从有毒的、有害的、高温的或危险的，这样的环境中解放出来，同时机器人可以干不好干的活，比方说在汽车生产线上我们看到工人天天拿着一百多公斤的焊钳,一天焊几千个点，就重复性的劳动，一方面他很累，但是产品的质量仍然很低；另一方面机器人干人干不了的活，这也是非常重要的机器人发展的一个理由，比方说人们对太空的认识，人上不去的时候，叫机器人上天，上月球，以及到海洋，进入到人体的小机器人，以及在微观环境下，对原子分子进行搬迁的机器人，都是人们不可达的工作。 机器人是一个具有有类人的功能，比如说作业功能；感知功能；行走功能；还能完成各种动作，还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是可以编程，改变工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。是人造的机器或机械电子装置，所以这种机器人仍然是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定义，一般来说认为机器人是计算机控制的可以编程的目前能够完成某种工作或可以移动的自动化机械，这是美国工程师协会定的一个定义，但日本和其他国家也对机器人有不同的看法，从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。那么这给机器人提出来更高层次的要求，所以要求设计出机器人。 1.2设计背景 首先我介绍一下机器人产生的背景，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。 “迎宾机器人”是一个机电结合的制作。在现实当中，当客人来到门口时，会向客人热情的说一句“欢迎光临”，同时记下进入人数，同样当有客人从门口离

巡线机器人中传感器的运用

巡线机器人中传感器的运用 参加Roborave机器人大赛不仅可以锻炼参与者解决问题能力，实践动手能力，还能训练其工程思维能力。我们都知道，在数学上对于一个问题有许多解法，答案不是唯一的。工程上也是如此，解决问题的方法有很多，其中，容错率和效率就是要考虑的重要指标。这里我想讨论一下如何把机器人巡线和在箱子里放固定数量的乒乓球做到又快又好，以下是我在准备参加比赛和在比赛时所用的不同方案，经过学习和比对得出的一些心得。 （图为清华教授姜玉芹、毛勇现场指导照片） 大赛机器人的运行环境是大赛的场地，比赛时场地的情况将非常复杂，因此，机器人必须知道自己当前的位置才能决定要执行怎样的动作，定位是大赛机器人各种性能发挥的基础，也是机器人全场路径自动规划的基础。我们在Roborave 机器人大赛中运用基于巡线技术的定位方案对大赛机器人来讲是一种比较可靠和有针对性的方案。 Roborave对于巡线的要求并不高，用一个巡线传感器和最简单的if语句就可以完成。传感器需要在黑线内，因为它靠识别黑线上的白色来进行巡线的。这个时候你会发现小车虽然可以前进，但是会大幅度的左右摇摆，而且遇到一条以上的黑线比如路口就无法判断方向了，并且小车速度不能过快，因为当速度过快时，它会冲出范围原地快速转圈，而转速很快时，小车没有足够的时间识别并做出反应，导致很难继续巡线，任务必然失败。多加一个传感器就成了一个很好的解决方案。当我们有两个传感器时，可以同时进行巡线，当两个传感器都感应到线的时候可以判定为路口然后停下，随机进入一个再判断是否正确的入口，如果不是则掉头。 当选择用两个传感器时，就可以完成Roborave的巡线要求，并有一定的判断能力，但是在只有两个传感器的情况下，运行速度会受到很大的限制。如果速度过快，小车会冲出跑道，黑线不在两个传感器以内，就无法自主返回。如果使用更多的传感器提高冗余，进一步提高容错率，就可以使小车加速。即使黑线不在车最内侧的传感器范围内，也就是冲出来跑道，依然可以通过外侧的传感器加大小车的转向角度和速度使小车返回原位。通过多次实验，我们用五个传感器完美的实现这个功能，为了使小车在转向时更快，可以在小车的最外侧靠小车中间的地方再加两个传感器，功能是进行直角转弯。 我们在比赛中用于巡线的传感器组合是由多组反射式红外光电传感器组成，组与组之间的工作相互独立。其工作原理是：红外发射管发射一定强度的红外光，接受管用来检测反射光的强度，由于场地的光线和黑色引导线的颜色相差很大，因此，引导线上的反射光强度和场地的反射光强度就会有较大的差别，这些都会影响传感器的测量结果。因此在设计时采用了对对典型值进行实地反复测量的方法。将一个场地的2个典型反射光强度进行反复采样，然后将结果存入控制器的flash中，作为比赛时的典型值，即实现对场地反光强度的记忆。

开题报告：智能循迹机器人设计(硬件部分)

毕业设计（论文）开题报告 自动化 智能循迹机器人设计(硬件部分) 一、课题的目的及意义 1. 研究目的 智能化作为现代社会的新产物，是以后的发展方向，随着信息技术的快速发展，智能化已经成为时代发展的需要，当人们遇到一些环境恶劣，不能人工完成的任务，可采用智能循迹机器人完成相关的任务，无需人为管理，即可完成预期所要达到或是更高的目标。基于生产现场和日常生活的实际需要，研究和开发智能循迹机器人具有十分重要的意义，可以提高劳动生产效率，改善劳动环境。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变人们的生活方式。 同遥控机器人不同，遥控机器人需要人为控制转向、启停和进退，而智能机器人则可以通过计算机编程来实现对其行驶方向、启停以及速度的控制，无需人为干预，它集中运用计算机、传感、信息、通信、导航及自动控制等技术，是典型的高技术综合体，是21世纪的科技制造点之一。随着机器人工业的迅速发展，关于机器人的研究也就越来越受到人们的关注，全国各高校也都很重视该课题的研究，可见研究意义重大，本设计就是对智能机器人的初步研究和设计，设计好的智能循迹机器人具有自动循迹、躲避障碍物等功能。 2. 研究意义 根据学校对嵌入式系统开发的需求，依据提高学生实际动手操作能力和思考能力，加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照物，智能循迹机器人全新的设计模板，良好的电路设计，机电组合，系统开发，是加强学生学习兴趣的动源，使学生可以充分发挥自主动手能力。使学生从理论到实践的运用。 二、国内外研究概况及发展趋势 现代智能机器人发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几届的电子设计大赛智能机器人又在向声控系统发展。比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列。本次设计主要实现循迹避障这两个功能。 智能机器人的发展现状智能机器人是第三代机器人，这种机器人带有多种传感器能够将

搬运机器人结构设计与分析设计说明

搬运机器人结构设计与分析 摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。 本课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到本课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提出了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括：机器人的手部、腕部、臂部、腰部在的机械结构设计。此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。 关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作

Abstract In the modern large-scale manufacturing industry,enterprises to improve productivity, and,guarantee product quality, as an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. Industrial robot technology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Currently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work. The subject of the main part of the handling of their machinery discussions, and on the original mechanical structure proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working environment.Through a detailed understanding of the robot in the industrial application,to propose specific handling robot design requirements,and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including:the robot's hand, wrist, arm, waist, the design of mechanical structures.The transfer robot driven by the source from the hydraulic system, and the implementation of components including:plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydraulic cylinders, etc.Through the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robot motion,And realize the operational handling robot. Keywords：Transfer robot；Hydraulic System；Mechanical Design；Operating

巡线机器人设计说明书

第一章绪论 §1.1研究背景及意义 电力系统最重要的任务是提供高质量和高可靠性的电力。电力传输必须依靠高压输电线路，它的安全稳定运行直接影响电力系统的可靠性。由于输电线路分布点多、面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外，会受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原来微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积停电，从而造成极大的经济损失和严重的社会影响。所以，必须对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生，确保供电安全。目前，对输电线路的巡检主要采用两种方法，即地面人工目测法和直升飞机航测法。前者的巡检精度低，劳动强度大，且存在巡检盲区。部分地区大雪封山时，车辆和行人无法进入(如图1.1所示)；在深山还有野兽出没，这给巡视人员带来了很大的安全隐患；后者则存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵(如图1.2所示)。如果用直升机巡视替代地面巡视，则每100公里1年巡视费用同塔双回线需217.92万元（单回线136万元）。如果用直升机在整个东北电网覆盖地区巡视则需超过5000万元。费用过于昂贵，直接限制了直升机巡视的广泛推广。 由于巡线机器人可以克服上述缺陷，因此，巡线机器人已成为特种机器领域的一个研究热点。巡线机器人不仅可以减轻工人巡线的劳动强度，降低高压输电的运行维护成本，还可以提高巡检作业的质量和科学管理技术水平，对于增强电力生产自动化综合能力，创造更高的经济效益和社会效益都具有重要意义。 巡线机器人悬挂于架空避雷线上，并以此为行驶作业路径，通过自动控制方式完成输电线路巡检作业，及对线路的机械电气故障，包括绝缘子劣化和污秽、导线的机械破损、连接金具机械松脱等故障进行检测。其特殊的作业环境要求机器人能够沿输电导线全程运行，包括沿输电导线的直线段和耐张线段实现滚动爬行，跨越及避让悬垂线夹、悬垂绝缘子、防振锤、耐张线夹等结构型障碍物。 因此，机器人的本体设计是整机设计中一个相当重要的部分，需经过多次反复才能完成；在进行机器人结构分析和设计时，需要建立一定的实验环境(导线物理模型、障碍物等)，对样机进行多次实验以检验其是否能达到预期的目标，这就导致其设计的周期长、设计效率低以及改型工作量大等缺点。此外，样机的单机制造增加了成本。在竞争的市场条件下，基于物理样机的设计验证过程严重

移动机器人路径规划技术综述

第25卷第7期V ol.25No.7 控制与决策 Control and Decision 2010年7月 Jul.2010移动机器人路径规划技术综述 文章编号:1001-0920(2010)07-0961-07 朱大奇,颜明重 (上海海事大学水下机器人与智能系统实验室，上海201306) 摘要:智能移动机器人路径规划问题一直是机器人研究的核心内容之一.将移动机器人路径规划方法概括为:基于模版匹配路径规划技术、基于人工势场路径规划技术、基于地图构建路径规划技术和基于人工智能的路径规划技术.分别对这几种方法进行总结与评价,最后展望了移动机器人路径规划的未来研究方向. 关键词:移动机器人；路径规划；人工势场；模板匹配；地图构建；神经网络；智能计算 中图分类号:TP18；TP273文献标识码:A Survey on technology of mobile robot path planning ZHU Da-qi,YAN Ming-zhong (Laboratory of Underwater Vehicles and Intelligent Systems，Shanghai Maritime University，Shanghai201306, China．Correspondent：ZHU Da-qi，E-mail：zdq367@https://www.docsj.com/doc/f65373580.html,) Abstract:The technology of intelligent mobile robot path planning is one of the most important robot research areas.In this paper the methods of path planning are classi?ed into four classes:Template based,arti?cial potential?eld based,map building based and arti?cial intelligent based approaches.First,the basic theories of the path planning methods are introduced brie?y.Then,the advantages and limitations of the methods are pointed out.Finally,the technology development trends of intelligent mobile robot path planning are given. Key words:Mobile robot；Path planning；Arti?cial potential?eld；Template approach；Map building；Neural network; Intelligent computation 1引言 所谓移动机器人路径规划技术,就是机器人根据自身传感器对环境的感知,自行规划出一条安全的运行路线,同时高效完成作业任务.移动机器人路径规划主要解决3个问题:1)使机器人能从初始点运动到目标点;2)用一定的算法使机器人能绕开障碍物,并且经过某些必须经过的点完成相应的作业任务;3)在完成以上任务的前提下,尽量优化机器人运行轨迹.机器人路径规划技术是智能移动机器人研究的核心内容之一,它起始于20世纪70年代,迄今为止,己有大量的研究成果报道.部分学者从机器人对环境感知的角度,将移动机器人路径规划方法分为3种类型[1]:基于环境模型的规划方法、基于事例学习的规划方法和基于行为的路径规划方法;从机器人路径规划的目标范围看,又可分为全局路径规划和局部路径规划;从规划环境是否随时间变化方面看,还可分为静态路径规划和动态路径规划. 本文从移动机器人路径规划的具体算法与策略上,将移动机器人路径规划技术概括为以下4类:模版匹配路径规划技术、人工势场路径规划技术、地图构建路径规划技术和人工智能路径规划技术.分别对这几种方法进行总结与评价,展望了移动机器人路径规划的未来发展方向. 2模版匹配路径规划技术 模版匹配方法是将机器人当前状态与过去经历相比较,找到最接近的状态,修改这一状态下的路径,便可得到一条新的路径[2,3].即首先利用路径规划所用到的或已产生的信息建立一个模版库,库中的任一模版包含每一次规划的环境信息和路径信息,这些模版可通过特定的索引取得;随后将当前规划任务和环境信息与模版库中的模版进行匹配,以寻找出一 收稿日期:2009-08-30；修回日期:2009-11-18. 基金项目:国家自然科学基金项目(50775136)；高校博士点基金项目(20093121110001)；上海市教委科研创新项目(10ZZ97). 作者简介:朱大奇(1964?),男,安徽安庆人,教授,博士生导师,从事水下机器人可靠性与路径规划等研究；颜明重(1977?),男,福建泉州人,博士生,从事水下机器人路径规划的研究.

单光感巡线教学设计

单光感巡线教学设计 乐清市淡溪镇第二学侯晓辉一、教学内容与分析 巡线就是机器人沿着地面的一条线走，基本原理就是通过检测反射回来的光的强度来判断机器人与线的位置偏差有多少。本课教学内容单光感寻线是巡线任务中最基础的方式，是光电传感器在机器人上的应用。通过光电传感器测试反射光强度来辨别颜色，在安装光电传感器之后，需要编写程序实现。 二、教学目标 1、了解光电传感器的工作原理。 2、掌握用光电传感器识别黑色和白色的方法。 3、理解巡线传感器与条件判断语句、循环语句的综合运用。 4、逐步掌握根据实际环境调试机器人的方法。 5、感受探究性学习“发现问题、分析问题和解决问题”的过程。 6、体会“迁移”、“比较”的方法对学习的帮助与促进作用。 7、乐于进行自主学习与创造活动，体验完成任务后成功的喜悦。 三、教学重难点 1、理解判断语句、循环语句的含义。 2、掌握利用光电传感器识别黑色和白色的方法。。 四、教学准备 乐高机器人（EV3），利用黑色胶布贴出的环形路线图，多媒体设备，多媒体课件。 五、设计理念 （一）“授人以渔”比“授人以鱼”更重要 在教学活动中，学生掌握一定的知识和技能是必需的，但与此同时更应注重掌握过程与方法，培养能力，促进学生的发展。知识与技能是基础，能力（过程）与方法是核心。本课在新知识和新技能的学习过程中，设计了感受探究学习的过程，体会迁移与比较的学习方法，基础与核心相互渗透与交融，但更关注教与学的过程，注重学生能力的培养。 （二）智能机器人课程是能力培养的工具和载体 智能机器人作为多种科学技术的融合体，天生就深受青少年的喜爱。青少年学生学习智能机器人课程，不应是学习如何使用一种智能机器人，不应是仅仅学习智能机器人技术本身，而是通过课程的学习培养动手能力、思维能力和创造能力。 （三）丰富有趣、注重体验的课堂更能提高学习效率、促进学生发展 心理学研究表明，多种方式和手段的刺激，能有效提高和强化同一内容的学习效率。本课在设计过程中，采用表演的形式，使用贴近学生生活实际的例子，课堂丰富有趣，学生感兴趣爱学。同时，智能机器人的课堂是“做中学”的模式，注重体验的过程，学生在课堂上有大量动手实践的机会，学生乐学。这样的课堂更能提高学习效率，促进学生发展。 六、教学过程

机器人创新实验智能巡线小车报告

实验报告 （理工类） 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 学生所在学院: 机械工程学院 年级/专业/班: 2014级机电一班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 韦兴平 开课学院: 机械工程学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心

一设计题目 利用Arduino设计搭建智能巡线小车 二小组成员分工 姓名学号班级任务分工 袁成 三实验内容（图文记录平时上课关键知识） 1、小灯延时闪烁实验：小灯延时一秒闪烁一次，指令：delay(xx)。应用举例：delay(500); 实验一的步骤把开发板连到PC机上； （2.采用杜邦线把红外探头VCC和GND分别连接到开发板的5V和地，OUT端连到开发板的任意一个模拟量输入端口； （3.设置对应的模拟量输入端口为输入模式； （4.读取模拟量端口的值； （5.打开串口并设置波特率； （6.打开串口监视器，拿一物体遮挡在红外探头前方并移动，观察串口监视器中读取的模拟量值是否变化； （7.观察串口监视器界面的运行结果，如不符合预期设计要求，则重复修改及下载程序，直到符合要求为止。 指令：(xx)。打开串口并设置通信波特率。应用举例：(9600) ; //打开串口并设置通信波特率为9600。 指令：(val)。在串口监视器中显示变量val的值。应用举例：(val) ; //在串口监视器中显示变量val的值。 3、红外线对管实验： 前端红外探头输出是模拟电压，中控板通过电压比较器LM339模拟电压转化为高电平或者低电平两种结果，便于程序进行判断。以第一路红外探头来说明它的工作原理，IN1-为可调电阻调节的电压输入端，IN+为探头输出的电压，当IN1-大于 IN+电压时，对应的OUT1输出电压接近0V，此时，第一路的LED灯亮；当IN1-小于 IN+电压时，对应的OUT1输出电压接近5V，第一路的LED灯灭。调节可调电阻旋钮，可以改变IN-参考电压值。 指令：pinMode(pin, mode)。将一个引脚配置成输入或者输出模式。应用举例：pinMode(7, INPUT); // 将引脚7定义为输入接口；pinMode(5, OUTPUT); // 将引脚7定义为输出接口。指令：int analogRead(pin)。读取模拟输入引脚的值，并将其表示为0至1023之间的数值，对应0至5V的电压。应用举例：val = analogRead(0); // 读取模拟接口0的值，并赋值给val。 4、超声波测距实验：超声波距离测试。 6、小车循迹实验 四最终作品设计方案（图文说明设计作品原理）（20分） 1、小车循迹原理 巡线小车红巡线原理采用了红外线探测法，即利用红外线在不同颜色的物体表面具有不同的反射性质的特点，在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色纸质地板时发生漫反射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，小车上的接收管接收不到红外光。单片机就是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线。红外探测器探测距离有限，一般最大不应超过3cm。 2、设计要求 （1）自动寻迹小车从安全区域启动。 （2）小车按指定路线运行，自动区分直线轨道和弯路轨道，在指定弯路处拐弯，实现灵活前