導(dǎo)語：智能電動車設(shè)計管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要

本設(shè)計基于計算機(jī)控制技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、智能控制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)及機(jī)器人學(xué)研制了一個能自動尋線、識別并測量鐵片、避障、自主規(guī)劃路徑的智能電動小車。論文分析了小車本體、主控系統(tǒng)、信息感知單元、驅(qū)動單元等模塊的理論論證、設(shè)計與調(diào)試過程，并結(jié)合實際調(diào)試過程的分析，詳細(xì)闡述了小車整個行駛過程中的運(yùn)動參數(shù)的規(guī)劃與實現(xiàn)。本設(shè)計在特色部分論文分析了以Mega8芯片為主基于概率分析的避障單元的設(shè)計與實現(xiàn)，串行掃描方式實現(xiàn)的人機(jī)接口，尋光雷達(dá)，小車位姿控制等內(nèi)容。

本設(shè)計的理論設(shè)計方案、調(diào)試方法、測試數(shù)據(jù)分析方法及設(shè)計中的特色與創(chuàng)新點等對自動運(yùn)輸機(jī)器人、家用清潔機(jī)器人、滅火機(jī)器人等自主及半自主機(jī)器人的設(shè)計與實現(xiàn)有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：兩輪小車光電尋線PWM調(diào)速尋光雷達(dá)路徑規(guī)劃自適應(yīng)位姿控制

Abstract

Basedonthecomputercontroltheory,MPUtechnology,sensingtechnology,intelligentcontroltheory,mechatronicsandRobotics,wehavedesignedalittleintelligentelectro-drivecarwhichcantraceblacklinesautomatically,identifyironandthenmeasureitssize.Thislittlecaralsohavetheabilityofobstacleavoidance,routeplanning,distancemeasuringetc.

Inourthesis,wegivethedetailsofthetheoreticformulating,designing,debuggingofourcar''''smainbody,it''''smaincontrolsystem,it''''sinformationperceivingunit,drivingunitandit''''smotionstrategy.Withtheanalysisofourdebuggingprocess,wegivetheplanningofthecar''''smotionparameterswhichmustbeconsideredduringthecar''''swholetask.

InPart3,weshowourinnovativepoints:Probabilityanalysisbasedobstacleavoidanceunit,human-machineinterfacebasedonserialscanningmethod,light-seekingradar,andself-adaptivepositioncontrol.

Finally,wethinkourworkcouldhaveaprofoundinfluenceonthedesignandimplementationoffully-autonomyorsemi-autonomyrobotsuchasautonomictransportrobot,fire-fightingrobot,homeclearingrobot,etc.

Keywords:2-wheelvehicle,PWM,lightseekingradar,routeplanning,self-adaptive

1方案設(shè)計與論證

根據(jù)題目的設(shè)計要求，小車要能自動尋線、檢測金屬物、避障、尋光、測距離以及在不同的區(qū)域控制自己的速度與行駛角度。我們把設(shè)計分為五個相對獨(dú)立的部分，這樣降低了設(shè)計的復(fù)雜度，使得整體條理更為清晰。這五個部分是：小車本體、主控單元、信息感知單元、驅(qū)動單元。

1.1小車本體

小車行走機(jī)構(gòu)的方案分析與選擇：

方案一履帶式行走機(jī)構(gòu)：運(yùn)行平穩(wěn)、可靠，走直線效果很好；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、移動速度較慢，轉(zhuǎn)彎過程的控制性能較差。

方案二腿式行走機(jī)構(gòu)：可以走出多種復(fù)雜的路線，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動中的平衡性和穩(wěn)定性差、移動速度較慢。

方案三兩輪式行走機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動平穩(wěn)、移動速度快、轉(zhuǎn)彎性能好，且易于控制，適用于小功率的行走驅(qū)動。

方案四四輪式行走機(jī)構(gòu)：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動平穩(wěn)、移動速度快、易于控制，但原地轉(zhuǎn)彎性能不夠好。

通過對比賽中小車要完成的任務(wù)的研究以及對四種方案的對比，我們最終選擇了兩輪式行走機(jī)構(gòu)。

車體框架，基于設(shè)計要，我們以對稱結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計。

基本要求

（1）電動車從起跑線出發(fā)（車體不得超過起跑線），沿引導(dǎo)線到達(dá)B點。在"直道區(qū)"鋪設(shè)的白紙下沿引導(dǎo)線埋有1~3塊寬度為15cm、長度不等的薄鐵片。電動車檢測到薄鐵片時需立即發(fā)出聲光指示信息，并實時存儲、顯示在"直道區(qū)"檢測到的薄鐵片數(shù)目。

（2）電動車到達(dá)B點以后進(jìn)入"彎道區(qū)"，沿圓弧引導(dǎo)線到達(dá)C點（也可脫離圓弧引導(dǎo)線到達(dá)C點）。C點下埋有邊長為15cm的正方形薄鐵片，要求電動車到達(dá)C點檢測到薄鐵片后在C點處停車5秒，停車期間發(fā)出斷續(xù)的聲光信息。

（3）電動車在光源的引導(dǎo)下，通過障礙區(qū)進(jìn)入停車區(qū)并到達(dá)車庫。電動車必須在兩個障礙物之間通過且不得與其接觸。

（4）電動車完成上述任務(wù)后應(yīng)立即停車，但全程行駛時間不能大于90秒，行駛時間達(dá)到90秒時必須立即自動停車。

2、發(fā)揮部分

（1）電動車在"直道區(qū)"行駛過程中，存儲并顯示每個薄鐵片（中心線）至起跑線間的距離。

（2）電動車進(jìn)入停車區(qū)域后，能進(jìn)一步準(zhǔn)確駛?cè)胲噹熘?，要求電動車的車身完全進(jìn)入車庫。

（3）停車后，能準(zhǔn)確顯示電動車全程行駛時間。

（4）其它。

目錄2

簡易智能電動車設(shè)計要求3

一、任務(wù)3

二、要求3

三、評分標(biāo)準(zhǔn)4

四、說明4

簡易智能電動車設(shè)計論文5

摘要5

Abstract5

1方案設(shè)計與論證6

1.1小車本體6

1.2主控單元6

1.3信息感知單元7

1.4驅(qū)動單元8

1.5人機(jī)接口單元8

1.6策略的選擇8

2理論設(shè)計10

2.1小車本體設(shè)計10

2.2小車主控系統(tǒng)設(shè)計11

2.3信息感知單元的設(shè)計13

2.4電機(jī)驅(qū)動單元19

3特色與創(chuàng)新20

3.1串行掃描實現(xiàn)的人機(jī)接口20

3.2避障單元的設(shè)計20

3.3尋光雷達(dá)及小車位姿控制20

4調(diào)試過程及測試數(shù)據(jù)分析21

4.1調(diào)試儀器儀表21

4.2調(diào)試數(shù)據(jù)及分析21

參考文獻(xiàn)23