基于STM32的全向移动机器人设计

发布时间：2020-05-06 08:12

【摘要】：随着近年来信息产业的高速发展,在工业制造中取得较大成功的机器人正朝着智能化、小型化、可移动的方向发展,逐渐进入教育、家庭、服务、医疗等各种领域。移动机器人是机器人学的一个重要分支,传统的移动机器人受结构限制,运动不够灵活,智能化程度较低,越来越难以满足人们对移动机器人的要求。针对传统移动机器人运动控制性能差,人机交互能力弱的缺点,设计了一种基于STM32微控制器的全向移动机器人。主要工作如下。首先,分析了麦克纳姆轮的结构以及运动学特性,并对其进行运动学建模,得到运动学方程。由运动学方程设计了一种具有三自由度运动能力的全向移动机器人底盘。其次,从全向移动机器人的运动控制、人机交互功能出发,研究其功能实现方案,使用模块化设计方法,研究并实现了全向移动机器人的硬件电路,并基于Cadence Allegro SPB平台,设计了主控制器PCB。全向移动机器人的硬件部分以基于STM32嵌入式微处理器的主控制器为中心,配合WiFi通信模块、超声波避障模块等外围电路组成。第三,完成全向移动机器人的软件设计工作,主要研究了主控制器的软件流程与控制算法,编写了基于RealView MDK的主控制器的嵌入式控制软件,以及完成安卓上位机APP、WiFi通信模块固件设计。最后,对本文设计实现的全向移动机器人进行整体和模块测试。全向移动机器人的硬件电路测试与软件测试结果表明,本文设计的全向移动机器人实现了良好的运动控制与人机交互功能,且具有较强可靠性。
【图文】：

工业制造,装配机器人,工业机器人,工作位置

１绪论逡逑题研究背景与研究意义逡逑、通信、电子、人工智能等技术的发展，机器人技得了成功应用。在工业制造领域，机器人被固定在装种重复任务，将人们从枯燥的重复劳动中解放，极大中的ＳＭＴ流水线为例，，贴片机器人可以在程序的控制，甚至可以贴装尺寸极小的元件。以往需要人工焊接的成，与人工焊接相比，机器人操作不易虚焊、准确性高速板的制造，其生产能力是手工用电烙铁焊接所不能比消费电子产品快速发展的基础。逡逑ｍｍｍｍｕ．逦｜逦＊＊逡逑

移动机器人,人类首次,火星探测,空间探测

逦｜逦＊＊逡逑图１．１智能ＳＭＴ生产线上的工业机器人Ｃｏｂｏｔ逡逑然而，工业制造中的装配机器人工作位置固定，不能自由移动，其操作半径极逡逑为受限。为了提高机器人的机动性能，移动机器人应运而生。移动机器人作为机器逡逑人的一个主要分支，在工业、国防、医疗、救援、教育、太空探测等众多领域得到逡逑了广泛应用。机器人研究的场景正由室内走向室外，由单一、人工的环境走向复杂、逡逑非人工的环境。轮式机器人是出现最早、应用最广泛的移动机器人，该类型机器人逡逑具有机械结构简单、运动控制能力较强等特点，可以得到较为精确、高速的运动效逡逑果。受运动机构的限制，传统的轮式移动机器人往往只能完成前后运动以及原地改逡逑变位姿的转向运动。面对越来越复杂的工作环境
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242

【参考文献】