桥式起重机小车行走机构设计word文档

小车行走机构设计

一．电动机的选择

（1）运行阻力

对于一般的起重机而言运行阻力即是起重机运行的静阻力，它分别包含：起重机运行的摩擦阻力、起重机在有坡度轨道上运行时必须克服的由起重机重量分力引起的阻力，可称为坡度阻力、室外起重机还要考虑的由于风载引起的阻力，称之为风载阻力。

P静=P摩+P坡+P风（公斤）

P静——起重机运行的静阻力

P摩——起重机运行的摩擦阻力

P坡——起重机运行时克服轨道坡度引起的重量分力的阻力

P风——室外工作的起重机索要考虑的风载荷引起的阻力

但是对于室内工作的桥式起重机，没有风载阻力和坡度阻力，所以，此次设计的桥式起重机，运行阻力只有起重机运行时的摩擦阻力，即：

P静=P摩

对于运行摩擦阻力，指的就是起重机满载运行时的最大摩擦力：

P摩=（Q起+G0)(2K+μd)K附/D轮

Q起—起升载荷重量 10000kg

D轮—车轮直径 20cm

K附—附加摩擦力系数 1.8

G0—小车自重 3500kg

K—滚动摩擦系数 0.03

μ—轴承摩擦系数 0.015

d—轴承内径 10cm

对于上式，令:

f0=(2K+μd)K附/D轮

f0—摩擦阻力系数

计算得：f0=（2×0.03+0.015×10）×1.8/20

=0.0189

满载运行时的最小摩擦阻力：

P摩满min=（Q起+G0)(2K+μd)K附/D轮

计算得：P摩满min=（10000+3500）（2×0.03+0.015×10）×1.8/20 =255.15

空载运行时的最小摩擦力：

P摩空min=G0(2K+μd)K附/D轮

计算得：P摩空min=3500×（2×0.03+0.015×10）×1.8/20

=66.15

用下式初算起重机运行摩擦阻力：

P摩满min=f0min（Q起+G0)K附

计算得：f0min=P摩满min/（Q起+G0)K附

=255.15/[（10000+3500）×1.8]

=10.5kg/t

其中，上式中f0min—最小摩擦阻力系数

其中G0≈0.35Q起=3500kg； Q起=10000kg； D轮=200mm

K=0.0090; d=130mm；μ=0.015； K附=1.8（2）初选电动机

满载运行时电动机的静功率:

N静=P静υ/6120ηm(kw)

上式中：P静—起重机运行的静阻力

此次设计的起重机用于室内厂房：P静=P摩

υ—起重机运行速度 30m/min

?—机构传动效率（取0.90）

m—电动机个数（1）

计算得： N静=（255.15×30）/（6120×0.90×1）

=1.3897

初选电动机：

N=K电N静

K电—电动机启动时为了克服惯性的功率增大系数

计算得：N=1.3897×1.2=1.6676

选用电动机型号JZR2；机座号11；转速n=1000r/min；

额定功率N额=1.6676JC=25%； [N] =2.2KW

电动机选定后确定减速器的传动比和车轮的转速：

ⅰ=n/n轮、n轮=60υ/πD轮

计算得：n轮=6000/3.14×20=95.54

ⅰ=n/n轮 =1000/95.54=10.47

满载运行时电动机的静力矩：

M摩=P静D轮/2in

M摩=（255.15×0.2）/（2×10.47×0.90）=2.7077

(3)启动时间与起动平均加速度验算

满载启动时间

t起满=[0.975(Q起+G0)υ2/nη+nmk(GD2电+GD2联）]/(m M平起-M电)上式中：M平起—电动机平均启动力矩

n—电动机转速1000

GD2电—电动机转子飞轮矩0.2kg·m2

GD2联—电动机轴上带制动轮联轴器的飞轮矩0.12kg·m2k—计及其它传动件飞轮矩影响的系数，换算到电动机轴上可取

k=1.1~1.2

M额=975×N/n=975×2.2/1000=2.145kg·m

M平起=1.5×M额=1.5×2.145=3.2175kg·m

计算得：t起满=2s a平=0.5/2=0.25m/s2

(4).发热验算

为了避免电动机工作时过热，应进行发热验算。电动机工作中因温升而发热，过高的温升会使绕组的绝缘材料加速老化，因此需要按静功率初选的发动机作发热验算，以控制电动机的温升在容许范围内。

电动机发热验算的常用方法：找出一个不变的等效负载，他与实际变化的负载在使用发动机发热上等效。如所选电动机的热容量大于由这个等效负载产生的热容量大于由这个等效负载产生的热容量，电动机就不会过热。

平均损耗法是验算验算电动机容量的较为精确的方法，但不便于实用。

一般采用的方法有两种，均为近似的等效功率法，此处选用综合系数法

k25=0.17 V25=0.72； N静=1.3897

电动机不过热的条件

对于轻级、中级工作类型的起升结构此处选用N25；使所选用的电动机在JC=25%时的的定功率大于该值

计算得：N25=V25×N静=0.72×1.3897=1.003

N额=1.6676≥1.003=N25 所以发动机满足发热验算。

(5)打滑验算

为了使起重机运行时可靠的起动或者制动，应分别对驱动轮作启动和制动时的打滑验算。小车空载时起重机容易发生打滑。

1.起动时按照下式计算 d

2(GD?GD?)(

)R min [M a ]D D 2D k K g ?μιηι++≥-电联驱平起平轮轮轮

2.制动时按照下式计算

d

2(GD?GD?))R min [M a ]D ?D 2D k K g ?

μιιη++≥-电联驱制制轮轮轮

上式中：

φ—粘着系数对于室外工作的起重机取0.12（下雨时取0.08）；对室内工作的起重机取0.15，钢轨上撒沙时取0.2~0.25。

K —粘着安全系数。

k —计及其它传动件飞轮矩影响的系数，换算到电动机轴上可取k=1.1~1.2 M 平起—验算打滑一侧电动机的平均启动力矩

M 制—验算打滑一侧的制动器的制动力矩

η'—机构在制动时的传动效率， η'≈η

a 平—小车启动时的平均加速度

a 制—小车机制动时的减速度

R 驱min —驱动轮的最小轮压

GD 2联—电动机转子飞轮矩

GD 2电—电动机轴上带制动轮联轴器的飞轮矩

a =60t υ

制制

t 制=2，下式有计算

a 制=0.25m/s 2

按照以上公式计算时可能出现K=0.8~1.0，这就意味着车轮打滑，除增加车轮磨损外，实际启动时间也略微延长。对于不经常使用的起重机，产生这种短暂的打滑还是允许的。为了使工作繁忙的起重机工作时车轮不打滑，应合理的选择电动机，并尽可能的降低加速度或者减速度，同时应选取合适的驱动轮数，必要时可以采用全部驱动

车轮轮压车轮踏面水平力的计算

垂直轮压（车轮与轨道接触的垂直压力称为轮压）计算：

起重机每个支承点上有一个或者数个车轮（取决于总支承反力的大小与车轮的直径），这些车轮与支承结构（如果、平衡量）均采用铰接式连接系统。这样，每个车轮所受的垂直压力近乎相等，故可用下式计算：

m V

R =

式中：V —支承点的垂直总反力

m —支承点的车轮数 m=1 V=（G 0+Q 起）/4=3375kg

R=V/m=3375kg

R 驱min =V min /4=G 0/4=3500/4=875kg

按照以上公式计算时可能出现K=0.8~1.0，这就意味着车轮打滑，除增加车轮磨损外，实际启动时间也略微延长。对于不经常使用的起重机，产生这种短暂的打滑还是允许的。为了使工作繁忙的起重机工作时车轮不打滑，应合理的选择电动机，并尽可能的降低加速度或者减速度，同时应选取合适的驱动轮数，必要时可以采用全部驱动

875.196875)200

10015.0115.0()(min =??+=+R D d k 驱轮μ? 13.174]2)([222=+-a D M D g i GD GD k i 平轮联电平起轮η

625.65875)200

10015.0115.0()(min =??-=-R D d k 驱轮μ?

540.51]2)([222=+-'a D M D g i GD GD k i

制轮联电制轮η

通过比较， 满足条件：

d 2(GD?GD?)()R min [M a ]D D 2D k K g ?μιηι++≥-电联驱平起平轮轮轮

d 2(GD?GD?))R min [M a ]D ?D 2D k K g ?μιιη++≥-电联驱制制轮轮轮

通过打滑验算。

制动器的选择 制动器制动力矩满足在任何情况下使得起重机停住，对于室内工作的桥式起重机，按照空载时不产生打滑的条件选择制动器（最大制动减速度可取为0.55m/s 2

]375)(975.0[12220nm GD GD k n M v G Q t M 联电起制静制

）（++++=η 13.5]37521000)12.02.0(1.1100090.05.0)350010000(975.0[217077.22=??+?+??++=制M 用来搬运融化金属、有毒、易爆易燃等危险物品以及用来吊装很重要的部件时，起升机构应该安装两个制动器，两个制动器的安全系数如下：

1 由一套驱动装置驱动，共有两个制动器，每个取M 制=1.25

2 由两套彼此有联系的驱动装置驱动，每套一个共有两个制动器，每个制动器取值M 制=1.25

3 由两套彼此有联系的驱动装置驱动，每套有两个制动器，共有四个制动器，每个制动器取值M 制

=1.1 M 制分=M 制/4=5.13/2=2.565

选择的制动器各项数据：

制动器型号：jwz-200/100 制动轮直径:200mm ;

制动 力矩：400kg ·cm ； 制动瓦块推距：0.5mm ；

电磁铁型号:MZD1-100; H=170mm; A=350mm;

焊接小车行走机构设计

设计题目:焊接小车行走机构设计 设计内容和要求: 1、了解自动焊接小车的设计过程。 2、会使用CAD绘图软件，绘制总图和零件图。 3、了解焊接设备的设计思路和一般方法。 4、培养撰写论文的能力。 目录 一自动焊接技术简述： 1. 自动焊接技术 2. 电气立焊的特点 3. 电气立焊的原理 4. 电气力焊的种类举例 5. 自动焊接小车组成部分 二设计部分 1. 小车行走轨道的作用分析 2. 小车行走轨道主要部件分解 3．小车行走轨道的设计内容 三图纸部分（略） 自动焊接小车行走机构 一自动焊接技术 1.1自动焊接技术： 由于焊接技术是基于多学科交叉融合的产物，随着现代科学技术成果的不断涌现，必将推动焊接技术更新发展。除了物理、化学、材料、力学、冶金、机械、电子学等学科的新发展将会推动焊接新材料、新工艺的不断出现外，计算机、控制理论、人工智能

等信息科学领域的新进展将进一步将焊接工艺实现的手段推进到自动化、机器人化和智能化的新阶段，进而实现用机器来代替人焊接。 1.2电气立焊的特点： 电气立焊是近年来迅速发展的一项特种焊接技术，其特点是根据不同工件要求可以订做焊接小车，移动和操作简便，非熟练工人也可以进行焊接，体积小，重量轻，焊接角度可以调节。适用于多种焊接工艺，如普通的角焊、对焊、横焊、立焊、仰焊等，尤其适用于背板焊接，安装拆卸方便简单，可以进行单面焊，也可以进行双面同时焊接，采用双面同时焊接时焊接可以减少变形，焊接质量较好。是以后焊接技术的又一发展趋势之一。 1.3电气立焊的原理： 电气立焊的原理为小车上有强力磁铁，焊接时小车沿轨道行走，轨道上有齿条机身利用蜗轮蜗杆原理传动与轨道齿条配合完成移动动作，控制系统内安装有光电感应停止开关，焊接到工件末端，当光电敢于开关脱离工件时小车会自动停止工作，便于工人同时操作多台机器设备。 1.4电气力焊的种类举例: CS-8（U型件双面焊自动小车） 特点:

多功能智能小车的设计

多功能智能小车的设计 作者：冯惠秋吕宁黄帅峰 来源：《职业·下旬》2011年第01期 智能车辆是集中运用计算机技术、单片机技术、传感器技术、自动控制技术、机电一体化技术、通讯导航技术、人工智能及机器人学等高新技术的综合体。笔者设计制作的多功能智能小车，就是这种综合体的一种尝试。小车各部分采用模块化设计，以两电动机为主驱动，通过传感器采集各类信息，送入单片机，处理数据后完成相应动作，实现小车的多功能自动控制。 一、硬件设计 系统的硬件由单片机主控单元、寻迹模块、避障模块、铁片检测模块、寻光模块、调速模块、距离检测模块、显示模块、摄像模块和电脑终端遥控模块、电源模块等组成。 1.单片机主控单元 采用STC89C52单片机，主要任务是扫描无线/按键输入信号，启动/停止智能小车，在智能小车行走过程中不断读取各路传感器采集到的数据，将得到的数据进行处理后，根据不同的情况产生占空比不同的PWM脉冲来控制电机的转速，同时将相关数据送液晶显示器显示。其中，P2口用于液晶显示，P1.0一P1.3控制左右两个电机，P1.4、P1.5、P1.6为三个按键接口，P0口接8路传感器，P3.2接黑白光栅码盘的输出信号，P3.3接检测铁片信号，P3.7接声光报警，P3.5、P3.6 、P3.7接LCD1602的RS、R/W和EN控制端。 小车车体采用了两个传统型车轮作为主动轮，为保持车体平衡，在小车的前方安装了一个万向轮，可以实现零半径旋转。 2.寻迹模块 采用5对红外线传感器RPR220，放置在小车车头的偏左、左、中、右、偏右五个方向，分别检测左侧车轮和右侧车轮的偏转情况，使小车能够寻找具有一定黑白对比度的黑线，进行沿直线行驶和沿弧线行驶。 3.避障模块 采用红外线避障方法。由于红外线受外界可见光的影响较大，所以，采用250Hz的信号对38KHz的载波进行调制，这样可以减少外界的干扰。 4.铁片检测模块 这一模块使用的是一体化电感式接近开关LJ18A3-8-Z/BX。

无碳小车设计说明书一等奖作品

无碳小车设计说明书一等奖作品

第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛 无碳小车设计说明书 参赛者：龚雪飞赵鹏飞刘述亮 指导老师：朱政强戴莉莉 -1-16

摘要 第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题主题为“无碳小车”。在设计小车过程中特别注重设计的方法，力求经过对命题的分析得到清晰开阔的设计思路；作品的设计做到有系统性规范性和创新性；设计过程中综合考虑材料、加工、制造成本等给方面因素。我们借鉴了参数化设计、优化设计、系统设计等现代设计发创造理论方法；采用了MATLAB、PROE等软件辅助设计。 我们把小车的设计分为三个阶段：方案设计、技术设计、制作调试。经过每一阶段的深入分析、层层把关，是我们的设计尽可能向最优设计靠拢。 方案设计阶段根据小车功能要求我们根据机器的构成（原动机构、传动机构、执行机构、控制部分、辅助部分）把小车分为车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构六个模块，进行模块化设计。分别针对每一个模块进行多方案设计，经过综合对比选择出最优的方案组合。我们的方案为：车架采用三角底板式、原动机构采用了锥形轴、传动机构采用齿轮或没有该机构、转向机构采用曲柄连杆、行走机构采用单轮驱动实现差速、微调机构采用微调螺母螺钉。其中转向机构利用了调心轴承、关节轴承。

技术设计阶段我们先对方案建立数学模型进行理论分析， 借助MATLAB分别进行了能耗规律分析、运动学分析、动力学 分析、灵敏度分析。进而得出了小车的具体参数，和运动规 律。接着应用PROE软件进行了小车的实体建模和部分运动仿真。在实体建模的基础上对每一个零件进行了详细的设计，综 合考虑零件材料性能、加工工艺、成本等。 小车大多是零件是标准件、能够购买，同时除部分要求加 工精度高的部分需要特殊加工外，大多数都能够经过手工加工 出来。对于塑料会采用自制的‘电锯’切割。因为小车受力都 不大，因此大量采用胶接，简化零件及零件装配。调试过程会 经过微调等方式改变小车的参数进行试验，在试验的基础上验 证小车的运动规律同时确定小车最优的参数。 关键字：无碳小车参数化设计软件辅助设计微调机构灵敏 度分析 目录 摘要 (3) 一绪论 (7) 1.1本届竞赛命题主题 (7) 1.2小车功能设计要求 (7) 1.3小车整体设计要求 (8)

智能小车课程设计

智能循迹小车 【摘要】 本课题是基于低功耗单片机的智能小车的设计与实现，小车完成的主要功能是能够自主识别黑色引导线并根据黑线走向实现快速稳定的寻线行驶。小车系统以单片机为系统控制处器；采用红外传感获取赛道的信息，来对小车的方向和速度进行控制。此外，对整个控制软件进行设计和程序的编制以及程序的调试，并最终完成软件和硬件的融合，实现小车的预期功能。 一、实验目的 这次设计智能小车的目的是为了掌握电路设计的方法和技巧。如何将学习到的理论知识运用到实际当中去，怎样能够活学活用，深入的了解电子元器件的使用方法，了解各种元器件的基本用途和方法，能够灵活敏捷的判断电路中出现的故障，学会独立设计电路，积累更多的设计经验，加强焊接能力和技巧，完成基本的要求。并能完美的完成这次实训。 根据老师给的控制要求，和自己的发挥扩充能力，独立的，大胆的去实践，开拓创新，能够将自己的想法体现到实际电路当中去。 二、设计方案 该智能车采用红外传感器对赛道进行道路检测，单片机根据采集到的信号的不同状态判断小车当前状态，通过电机驱动芯片发出控制命令，控制电机的工作状态以实现对小车姿态的控制。 三、各芯片说明 W981216BH-6 一种髙速度同步动态随机存取存储器(SDRAM),具有1M 字(words) *4 层(banks)*16 位(bits)的存储结构组织.传输数据带宽最高达166M 字/秒(-6)。

对SDRAM是否访问是突发导向。在一个页面连续的内存位置可在一个1, 2, 4, 8或整页突发访问时长和行选择组由活动命令。列地址自动生成的SDRAM 的内部计数器在突发运作。随机栏也可以通过阅读在每个时钟周期提供其地址。该多组特性使交织在内部银行隐藏预充电时间。通过让一个可编程的模式寄存器，该系统可以改变突发长度，延时周期，交错或连续突发最大限度地发挥其性能。 W981216BH是在理想的主内存高性能应用。 特征： 1、.3V±0.3V电源 2、截至143 MHz时钟频率 3、2,097,152字×4层×16 位组织 4、自动刷新和自刷新 5、CAS 延时：2和3 6、突发长度：1, 2, 4, 8,和整页 7、突发读，写单人模式 8、自动预充电和预充电控制 9、4K刷新周期/ 64 ms TE28F160C3BD70（快闪记忆体）

智能小车系统

智能小车系统 作者： 黎波 罗均元 李中华 赛前辅导：王老师 杨老师 摘要 本设计采用两块单片机（89S52）作为自动控制小车的检测控制、显示计算核心。路面黑线检测采用反射式红外传感器，车速和距离检测使用了霍尔传感器，金属检测使用了金属接近开关。电源部分采用了强电流、弱电流分开。数字、模拟独立供电，利用光电耦合器件避免了电动机对控制系统的干扰。同时利用了PWM技术动态的控制电动机的转速，利用低密度PLD 简化电路提高硬件系统的可靠性，基于这些完备可靠的硬件设计，使用了一套独特的软件算法实现了小车在金属的检测，和在高速运动中的精确控制，达到了很好的效果！ 本设计的主要特色： ～高效的H型PWM电路，提高电源的利用率。 ～控制电路电源和电动机电源隔离，信号通过光电耦合器传输。 ～红外检测路面，软件纠错，免受路面杂质干扰。 ～优化软件算法，智能化的自动控制，反应迅速。 ～前置式方向灯，行驶状态一目了然。 一：系统设计及方案论证 根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图1-1所示。对各模块的实现，分别有以下一些不同的设计方案： 1-1 1：电机驱动调速模块 方案一：采用继电器对电动机的开或关进行控制，通过开关的切换对小车的速度进行调整。这个方案的优点是电路较为简单，缺点是继电器的响应速度慢，机械结构易损坏，寿命短，可靠性差。 方案二：采用电阻网络或数字电位器调整电动机的分压，从而达到调速的目的。但是电阻网络只能实现有级调速，而数字电阻元件价格昂贵，主要问题是一般电动机的电阻很小，但电流很大；分压不仅会降低

效率，而且实现很困难。 方案三：采用由双极性管组成的H型PWM电路。用单片机控制晶体管使之工作在占空比可调的开关状态，精确调整电机转速。这种电路由于工作在管子的饱和截止模式下，效率非常高；H型电路保证了可以简单地实现转速和方向的控制；电子开关的速度很块，稳定性也很高，是一种广泛采用的PWM调速技术。 基于上述理论分析，选用方案三。 2：路面黑线探测模块 探测路面黑线的大致原理是：光线照射到路面并反射，由于黑线和白线的反射系数不同，可以根据接收到的反射光强弱判断是否到达跑道边侧。 方案一：可见光发光二极管与光敏二极管组成的发射-接收电路。这种方案的缺点在于其他环境光源会对光敏二极管的工作产生很大干扰，一旦外界环境条件改变，很可能造成误判和漏判；虽然采取超高亮度发射管可以降低一定的干扰，但这势必会增加额外的功率损耗。 方案二：脉冲调制的反射式红外发射-接收器。考虑到环境光干扰主要是直流分量，如果采用有交流分量的调制信号可大幅度减少外界干扰；另外，红外发射管的最大工作电流取决于平均电流，如果采用占空比小的调制信号，在平均电流不变的情况下，瞬时电流可以很大（50-100MA），这样也可以大大提高信噪比。但电路较复杂且软件工作量加大。 方案三：不调制的反射式红外发射-接收器。由于采用红外管代替普通可见光管，可以降低环境光源干扰；如果直接用直流电压对管子供电，限于管子的平均功率要求，工作电流在10MA左右。 由于发射接收组件距离路面较近，切组件有外罩防止外界的干扰，所以我们采用了方案三。 3：车轮测速及路程计算模块 方案一：采用霍尔元件，该器件内部由三片霍尔金属板组成，当磁铁正对金属片时，由于霍尔效应，金属板发生横向导通，因此可以在车轮上安装磁铁，而将霍尔器件安装在固定轴上，通过对脉冲的计数进行车速测量。 方案二：受鼠标的工作原理启发，采用断续式光电开关。由于该开关是沟槽结构，可以将其置于固定轴上，再在车轮上均匀的固定多个遮光条，让其恰好通过沟槽，产生一个个脉冲。通过脉冲的计数对速度进行测量。 上述方案二计数精度较高，但安装不便且MCU计数负担过重，影响小车速度的提升。方案一在工业上得到广泛应用性能稳定切装配容易，因

多足机器人行走机构设计(论文)

高职学生毕业设计题目：多足机器人行走机构设计 学院: 机械自动化学院 专业: 学号: 学生姓名: 指导教师: 日期:

摘要 本文旨在设计一种能够实现灵活、全方位运动的机器人的行走机构。本文设计的多足步行机器人具有冗余驱动、运动拓扑的特点。为实现其步行全方位机动性及作业多功能性，需要解决一系列的技术问题，而结构设计是其中的关键。 首先，对于国内外机器人的发展现状进行阐述和比较，并分析了多足机器人的研究趋势；接着，从机构自由度入手，明确设计思路，确定行走机构结构，对主要零件、构件进行设计，分析机构的受力情况，找出较危险的零件，并对其强度进行校核。最后,初步研究了机器人的行动方式，拟定了简单的步态规划方案，规划了机器人直线行走步态、定点转弯步态。 关键词：多足机器人；机构自由度；行走机构；机构设计

Abstract This paper aims to design a travelling mechanism of a flexible and omnibearing motorial robot. The multiped walking robot referred to this paper has the characteristics of redandant drive and topological motion. In order to achieve its omnibearing walking mobility and working polyfunctionality, a series of technique questions need to resolved, of which the structural design is the key point. Firstly, the paper states the current situation of the robots development and compares the differences of the robots both domestic and overseas. Moreover ,it analyses the research trend of multiped robots. Secondly, it make clear of the designing ideas and confirm the travelling mechanism in terms of the structural variance,as well as designing the major parts and constuctional elements. Besides ,it analyses the stress state of the mechanism,trying to find out the rather dangerous parts and checking their intensity. Finally, it initially research the walking patterns of the robots and make out a simple tread program, which plans out the robot tread of linear walking and fixed point swerving. Keyword：Multiped robot;Degree of freedom;travelling mechanism;Mechanical design

简易智能小车设计方案

简易智能小车设计方案 一、设计总览 本设计以单片机小车的控制核心，设计分为 5 个模块：前轮PWM 驱动电路、显示及声光指示模块、轨迹探测模块、障碍物探测模块、光源探测模块。前轮PWM 驱动电路用于转向控制；后轮PWM 驱动电路用于方向和速度控制；探测模块利用三个光感元件，对黑色轨道进行寻迹；障碍物探测模块用于对两个障碍物进行探测；光源探测模块利用三个光敏电阻制成，用于寻光并确定光源角度，以期获得较为精确的转向值。绕障方案利用障碍物较低这个重要条件，在C 点出发后，利用光敏电阻获得光源的方向 1．轨迹探测模块设计 ●用三只光电开关。 一只置于轨道中间，两只置于轨道外侧，当小车脱离轨道时，即当置于中间的一只光电开关脱离轨道时，等待外面任一只检测到黑线后，做出相应的转向调整，直到中间的光电开关重新检测到黑线（即回到轨道）再恢复正向行驶。现场实测表明，虽然小车在寻迹过程中有一定的左右摇摆（因为所购小车的内部结构决定了光电开光之间的距离到达不了精确计算值 1 厘米），但只要控制行驶速度就可保证车身基本上接近于沿靠轨道行驶。 2．数据存储 ●直接用单片机内部的 RAM 进行存储。 虽然不能在断电后保存数据，但可以在实验结束后根据按键显示相应值。而且本实验的数据存储不大，采用 RAM 可以减少 IO 接口的使用，便利 IO 接口分配，故此方案具有成本低、易实现的优点，更符合实际需求。 3．障碍探测模块方案 考虑到在测障过程中小车车速及反应调向速度的限制，小车应在距障碍物40CM 的范围内做出反应，这样在顺利绕过障碍物的同时还为下一步驶入车库寻找到最佳的位置和方向。否则，如果范围太大，则可能产生障碍物的判断失误；范围过小又很容易造成车身撞上障碍物或虽绕过障碍物却无法实现理想定向方案。 ●采用一只红外传感器置于小车右侧并与小车前进方向呈一固定角度。 基于对C 点后行车地图中光源及障碍物尺寸、位置的分析，我们采用了从 C 点出发即获得光源对行车方向的控制，在向光源行驶的过程之中检查障碍物并做

智能小车单片机课程设计报告

题目: 智能小车设计 打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限-:没有相对应的权限 w:写权限

x:可执行权限 修改权限: chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名 第一组:用户权限 第二组:用户组的权限 第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名 首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名 操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名 递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种 相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd ..

四足行走机构说明书

四足行走机构说明书Revised on November 25, 2020

机械创新设计课程设计 2014-2015第 2 学期 姓名：何燕飞、郑义、陈斌、周鹏、陈海云 班级：机越一班 指导教师：李军方轶琉 成绩： 日期：2015 年 6 月 4 日 仿生四足行走机器人行走机构的研究 摘要 马相对于其它四足哺乳动物来说，躯体较大，四肢骨骼坚实有力，其运行步态稳健轻快，能在地面、坡地和凸凹不平的地表上自由灵活的快速行走，且可远距离行走。因此，本课题研究了马在平地的步态运动方式，根据马步态设计的仿马四足行走机构为解决：在凹凸不平的路况上抢险救灾物资和装备的运输问题上将产生深远的影响。 本课题以马为研究对象，对其有障碍路况行走步态方式进行了研究。马型四足行走机器人的运动学方程是一组非线性方程,没有通用的解法,通常很难求得运动学方程解的解析表达式。采用几何解法,把空间几何问题分解成若干个平面几何问题,这样,不用建立运动学方程,而直接应用平面几何的方法进行运动轨迹规划,给出各个关节角给定量的计算方法。本课题在分析总结了马的生理特性、运动步法和步态特点的基础上，从结构仿生角度出发，研究了行走机构的设计方案、运动原理、运动特点，确定了仿马四足行走机构，并应用 CATIA 软件建立了单腿和整机的三维模型。 关键词:马型四足行走机构、腿部结构、运动轨迹规划、三维建模

The bionic quadruped walking robot mechanism research ABSTRACT Comparing with other four feet mammals, Horses have many advantages including the bigger body, the stronger and the vibranter limb bones, long distance walking, so the horses can walk flexibly on the bumpy ground, the sloping fields, the mountains and the steep cliffs. Therefore, the motion pattern of goats gait on the upslope and downslope were researched. According to the horse gait, the bionic horse sloping walking mechanism was designed in order to solve the sloping walking problems of the agricultural machinery, which will have far-reaching effects on the design of the bionic mechanism. Horses were used as research object in the topic, and the sloping walking gait style was kinematics equations with nonlinear characteristic of horse type four legs walking robot have not been universal solutions. It is difficult to resolving express of robot kinematics geometrical method which space geometry problem is turned to some plane geometry problem is trajectory plan of motion can be made directly by plane geometrical method and kinematics equations need not set more method of calculation For Each Join Tangle Is simulation is researched for robot kinematics solutions and inverse of the design method is verified by virtue of experiment. KEY WORDS:Horse quadruped walking mechanism, the structure of the legs, trajectory planning, three-dimensional modeling 目录

智能小车的设计及制作

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/7e13743461.html, 智能小车的设计及制作 作者：姚兵 来源：《电子技术与软件工程》2018年第05期 摘要本文分析了智能小车总体设计，我们结合智能小车的硬件系统的设计与功能实现，重点介绍了微控制器电路的设计与原理、主线路板制作、避障电路的原理与设计、电机驱动电路的原理与设计、循迹电路的原理与设计等内容。 【关键词】智能小车设计制作 随着科学技术越来越发达，机器人的制造水平也有了明显的提升，越来越多的机器人被人们研制出来。近年来，在全球范围内掀起了一项新的高科技的活动——机器人比赛，虽然机器人比赛兴起的时间并不长，但基于机器人本身兼具高科技性和娱乐性，以及比赛机制的竞争性，吸引了众多科技爱好者的研究学者的喜爱和关注。机器人小车子系统，是整个系统构建当中的核心内容，是整个系统的执行机构，对于系统的运行高以及性能的好坏，具有十分重要的意义。基于小车子系统的特殊性，本文在单片机红外可控技术的基础上，结合自动智能车的相关设计理念，立足于比赛的需求，针对遥控技术和自动技术进行开发研究，并得以实现，基于该项技术，用户的二次开发活动也能够顺利进行，进而帮助用户实现比赛时所需要的各项特殊功能。本设计通过采用HCS12单片机为控制核心，实现对小车的智能控制。 1 智能小车总体设计分析 1.1 设计的具体要求 在本次竞赛活动中，对于小车的设计提出以下要求：小车设计需具备自动行进功能，即小车要能够在直跑道上高速运行，且具有明显的稳定性。在比赛设计中，跑道的设计主要采用两种颜色进行设计，确保跑到设计简单明了。通常，都会选择对比度鲜明的黑白两色，将白色运用在跑道背景的设置上，整个跑道为白色，然后将跑道的中央线，采用黑色进行涂染，而黑线就是小车在跑道上行驶的依据。显然，小车的行驶，必须要能够沿着跑道的黑色线进行，这是小车比赛行驶过程中的基本要求。而小车的设计，则要在满足该需求的基础上，确保小车的行驶速度得以稳步提升。 1.2 传感器部分 在针对传感器进行选择时，主要以光电传感器来进行设计，利用观点传感器，帮助智能小车对行驶路面的信息，进行采集工作。此外，红外传感器的使用也比较多，其最大的优势在于，红外传感器具有简明的结构，使用起来非常方便，并且其成本很低。在采用红外传感器时，几乎都不需要进行图像处理工作，且响应时间很低，反应效果非常灵敏，对于近距离的路面情况，能够起到有效、快捷的检测作用。然而不足之处在于，在路面信息的获取方面，红外

智能小车课程设计报告书

※※※※※※※※※ 级学生※※2015※※课程设计材料※※※※※※※※※※※ 课程设计报告书 课题名称智能小车蓝牙操控和循迹的实现 名姓 学号 院学 专业 指导教师 2019年2月15日 设计目的1 通过设计进一步掌握51单片机的应用,特别是在嵌入式系统中的应用。进一步学习51单片机在系统中的控制功能，能够合理设计单片机的外围电路,并使之与单片机构成整个系统。 2功能要求

智能小车作为现代的新发明，是以后的发展方向，他可以按照预先设定的模式在一个环境里自动运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等等用途；并且能实现显示时间、速度、里程，具有自动寻迹、寻光、避障等功能，可程控行驶速度、准确定位停车，远程传输图像、按键控制加速，减速，刹停，左转和右转、实时显示运行状态等功能。 3 总体设计方案 在现有玩具电动车的基础上，加了四个按键，实现对电动车的运行轨迹的启动，并将按键的状态传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种按键状态实现对电动车的智能控制。这种方案能实现对电动车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足对系统的各项要求。本设计采用AT89C51单 片机。以AT89C51为控制核心，利用按键的动作，控制电动小汽车的状态。加 装光电、红外线、超声波传感器，实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制，如图1所示。简易智能电动车采用AT89C51单 片机进行智能控制。开始由手动启动小车，并复位初始化，当到达规定的起始黑线，由小车底部的红外光电传感器检测到第一条黑线后，通过单片机控制小车[2]。在白纸所做轨迹道路中，小车通过超声波传感器正前开始记数、显示、调速方检测和光电传感器左右侧检测，由单片机控制实现系统的自动避障功能。在电动车进驶过程中，采用双极式H型PWM脉宽调制技术，以控制小车调速；并采用 动态共阴显示行驶时间和里程。小车通过光电传感装置实现驶向光源并通过循迹保持小车在白纸范围内行驶。当小车到达终点第二次检测到黑线时，单片机控制小车停车。 总体设计框架图图1 4 硬件电路选取与设计

智能小车设计

2016—2017学年第二学期期末考试《单片机原理及应用*》实践考核 项目设计说明书 专业：电子科学与技术 学号： 20160060156

姓名：张一鸣 2017年6 月14日 考核项目及要求 项目一：电机驱动模块的设计与制作 1．考核要点 (1) 掌握驱动电路的工作原理； (2) 掌握电机驱动的制作方法； (3) 掌握焊接技术； 2．作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计制作，作品达到电路连接正确、布局合理、美观整洁。 项目二：单片机最小系统板的设计制作 1．考核要点 (1) 掌握单片机在实际操作中的基本知识； (2) 实验板包括单片机最小系统、蓝牙遥控模块、温度检测模块、液晶模块、 报警模块电路等的设计； (3) 使用Proteus仿真软件绘制实验板所包含的所有模块电路； (4) 熟练使用keil编程软件编写各模块电路的演示程序。 2．作品要求 学生自行运用工具进行作品的设计、仿真及演示，达到正确实现、布局合理、美观整洁。 项目三：智能小车底盘设计 1．考核要点 (1) 理解电机的工作原理； (2) 了解部分机械机构的设计方法； (3) 掌握智能小车的整体安装方法。

2．作品要求 学生独立设计安装，车身结构美观，布局合理，功能实现。 目录 1.功能说明 (1) 1-1.蓝牙无线遥控 (1) 1-2.实时温度显示 (1) 2.硬件设计 (2) 2-1.元器件选择 (2) 2-2.硬件设计原理说明 (4) 3.软件设计 (5) 3-1.程序总体设计 (5) 3-2.程序详细设计 (5) 4.测试与总结 (6) 4-1驱动电路板测试 (6) 4-2控制电路板测试 (6) 4-3最终整体效果 (7) 4-4总结 (7)

智能小车系统项目设计方案

智能小车系统项目设 计方案 第一章引言 1.1 智能车研究背景 1.1.1发展历史 智能小车系统是迷你版的智能汽车，二者在信息提取，信息处理，控制策略及系统搭建上有很多相似之处，可以说智能小车系统将为智能汽车提供很好的试验和技术平台，从而推动智能汽车的发展。 智能汽车是未来汽车的发展方向，将在减少交通事故、发展自动化技术、提高舒适性等许多方面发挥很重要的作用；同时智能汽车是一个集通信技术，计算机技术，自动控制，信息融合技术，传感器技术等于一身的行业，它的发展势必促进其他行业的发展，在一定程度上代表一个国家在自动化智能方面的水平[1]。汽车在走过的100多年的历史中，从没停止过智能化的步伐，进入20世纪90年代以来，随着汽车市场竞争激烈程度的日益加剧和智能运输系统（ITS）的兴起，国际上对于智能汽车及其相关技术的研究成为热门，一大批有实力有远见的大公司、大学和研究机构开展了这方面的研究。很多美国、日本和欧洲等国家都十分重视并积极发展智能车系统，并进行了相关实验，取得了很多成就。我国的相关研究也已经开展，清华大学成立了国最早的研究智能汽车和智能交通的汽车研究所，在汽车导航、主动避撞、车载微机等方面进行了广泛而深入的研究，2000年智能交通系统进入实质性实施阶段，国防科大研制出第四代无人驾驶汽车，西北工业大学、交通大学、大学等也展开了相关研究。这一新兴学科正在吸引越来越多的研究机构和学者投入其中。

1.1.2 智能车的应用前景 智能车系统有着极为广泛的应用前景。结合传感器技术和自动驾驶技术可以实现汽车的自适应巡航并把车开得又快又稳、安全可靠；汽车夜间行驶时，如果装上红外摄像头，就能实现夜晚汽车的安全辅助驾驶；此外，智能车系统还可以工作在仓库、码头、工厂或危险、有毒、有害的工作环境里，并能担当起无人值守的巡逻监视、物料的运输、消防灭火等任务。在普通家庭轿车消费中，智能车的研发也是很有价值的，比如雾天能见度差，人工驾驶经常发生碰撞，如果用上这种设备，激光雷达会自动探测前方的障碍物，电脑会控制车辆自动停下来，撞车就不会发生了。 1.2智能汽车大赛介绍 公司开发嵌入式解决方案的历史可追溯到50多年前，现在，已发展成为在20多个国家设有业务机构，拥有 20,000多名员工的实力强大的独立企业。 公司专门为汽车、消费电子、工业品、网络和无线应用提供“大脑”。他们无比丰富的电源管理解决方案、微处理器、微控制器、传感器、射频半导体、模块与混合信号电路及软件技术已嵌入在全球使用的各种产品中。并拥有雄厚的知识产权，其中包括6,200 多项专利。 为加强大学生实践、创新能力和团队精神的培养，促进高等教育教学改革，受教育部高等教育司委托(教高司函[2005]201号文，附件1)，由教育部高等自动化专业教学指导分委员会（以下简称自动化分教指委）主办全国大学生智能汽车竞赛。该竞赛以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。 该竞赛由竞赛秘书处为各参赛队提供/购置规定围的标准硬软件技术平台，竞赛过程包括理论设计、实际制作、整车调试、现场比赛等环节，要求学生组成团队，协同工作，初步体会一个工程性的研究开发项目从设计到实现的全过程。该竞赛融科学性、趣味性和观赏性为一体，是以迅猛发展、前景广阔的汽

无碳小车设计方案

大学机械设计制造及其自动化特色专业 实践报告 设计项目：工业产品力学分析实践、工业产品材料分析与设计实践 班级： 实践小组名称： 报告撰写人： 提交日期：2012/6/17 大学机电工程系

目录 1 设计任务 (4) 1.1无碳小车整体动力学分析报告 (4) 1.2无碳小车各构件材料力学性能分析报告 (4) 1.3无碳小车典型零件材料组织分析 (4) 2 设计过程 (4) 2.1 机构设计 (4) 2.2 机构简图分析 (5) 2.2.1主要机构组成 (5) 2.2.2原理 (5) 2.2.3自由度分析 (5) 2.3 机构立体图分析 (6) 2.3.1车架 (8) 2.3.2原动机构 (8) 2.3.3转向机构 (8) 2.3.4行走机构 (9) 2.4 参数分析模型 (9) 2.4.1 动力学分析模型 (9) 2.4.2运动学分析模型 (10) 2.4.3急回运动特性、传动角、死点分析 (11) 2.4.4灵敏度分析模型 (12) 2.4.5参数确定 (13) 2.5零部件设计 (13)

3设计结果与总结 (14) 4参考文献 (14) 附：Matlab编程源代码 (15)

1 设计任务 1.1无碳小车整体动力学分析报告 含无碳小车各机构运动学分析（运动轨迹计算、机构各构件长度尺寸确定等） 无碳小车动力学分析，各运动副摩擦分析、各构件受力分析。 要求Matlab编程计算（附源代码） 1.2无碳小车各构件材料力学性能分析报告 含各构件强度分析、刚度分析 基于结构安全的无碳小车各构件结构优化方案。 要求Matlab编程计算（附源代码） 1.3无碳小车典型零件材料组织分析 取无碳小车中典型金属材料进行材料组织分析，给出3种以上材料试样制作方法、组织 照片等。 2 设计过程 2.1 机构设计 行进动作分解 小车主要由四个机构组成：发条动力机构、齿轮传动机构、曲柄连杆机构、连杆前轮转向机构。

基于stm32的智能小车设计毕业设计

海南大学 毕业论文（设计） 题目：基于stm32的智能小车设计学号：20112834320005 姓名：陈亚文 年级：2011级 学院：应用科技学院（儋州校区） 学部：工学部 专业：电子科学与技术 指导教师：张健 完成日期：2014 年12 月 1 日

摘要 本次试验主要分析了基于STM32F103微处理器的智能小车控制系统的系统设计过程。此智能系统的组成主要包括STM32F103控制器、电机驱动电路、红外探测电路、超声波避障电路。本次试验采用STM32F103微处理器为核心芯片，利用PWM技术对速度以及舵机转向进行控制，循迹模块进行黑白检测，避障模块进行障碍物检测并避障功能，其他外围扩展电路实现系统整体功能。小车在运动时，避障程序优先于循迹程序，用超声波避障电路进行测距并避障，在超声波模块下我们使用舵机来控制超声波的发射方向，用红外探测电路实现小车循迹功能。在硬件设计的基础上提出了实现电机控制功能、智能小车简单循迹和避障功能的软件设计方案，并在STM32集成开发环境Keil下编写了相应的控制程序，并使用mcuisp软件进行程序下载。 关键词：stm32;红外探测;超声波避障;PWM;电机控制

Abstract This experiment mainly analyzes the control system of smart car based on microprocessor STM32F103 system design process. The composition of the intelligent system mainly including STM32F103 controller, motor drive circuit, infrared detection circuit, circuit of ultrasonic obstacle avoidance. This experiment adopts STM32F103 microprocessor as the core chip, using PWM technique to control speed and steering gear steering, tracking module is used to detect the black and white, obstacle avoidance module for obstacle detection and obstacle avoidance function, other peripheral extended circuit to realize the whole system function. When the car is moving, obstacle avoidance program prior to tracking, using ultrasonic ranging and obstacle avoidance obstacle avoidance circuit, we use steering gear under ultrasonic module to control the emission direction of ultrasonic, infrared detection circuit is used to implement the car tracking function. On the basis of the hardware design is proposed for motor control function, simple intelligent car tracking and obstacle avoidance function of software design, and in the STM32 integrated development environment under the Keil. Write the corresponding control program, and use McUisp program download software. Keywords：STM32；Infrared detection；Ultrasonic obstacle avoidance；PWM；Motor control

智能小车硬件系统设计正文

1 引言 智能作为现代的新发明，是以后的发展方向，它可以按照预先设定的模式在一个环境里自动的运作，不需要人为的管理，可应用于科学勘探等用途。智能电动小车就是其中的一个体现。设计者可以通过软件编程实现它的行进、绕障、停止的精确控制以及检测数据的存储、显示，无需人工干预。因此，智能电动小车具有再编程的特性，是机器人的一种。 根据本设计的要求，确定如下方案：以AT89C51单片机为核心的控制电路，采用模块化的设计方案，运用光电传感器、金属探测传感器、超声波传感器组成不同的检测电路，实现小车在行驶中自动寻迹、探测预埋金属铁片、躲避障碍物等问题。并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据实现对电动小车的智能控制。 这种方案能实现对电动小车的运动状态进行实时控制，控制灵活、可靠，精度高，可满足系统的各项要求。 本设计采用了比较先进的AT89C51为控制核心，功耗很低。该设计具有实际意义，可以应用于考古、机器人、娱乐等许多方面。尤其是在足球机器人研究方面具有很好的发展前景；在考古方面也应用到了超声波传感器进行检测。所以本设计与实际相结合，现实意义很强。 1.1 智能电动小车设计概述 随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,应用范围也得到了极大的扩展。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。智能电动小车系统以迅猛发展的汽车电子为背景，涵盖了控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科。主要由路径识别、角度控制及车速控制等功能模块组成[2]。同时，当今机器人技术发展的如火如荼，其应用在国防等众多领域得到广泛开展。神五、神六升天、无人飞船等等无不得益于机器人技术的迅速发展。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛，参加者多数为学生，目的在于通过大赛全面培养