基于CAN总线的仿人机器人控制系统设计

发布时间：2017-08-02 20:38

  本文关键词：基于CAN总线的仿人机器人控制系统设计

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【摘要】：仿人机器人主要用于商场的广告宣传，也可用于科技馆、博物馆和展览会等宣传场合，以增强展品的趣味性和吸引力，增强宣传作用。仿人机器人是一种较新颖的广告宣传设备，具有较大的商业应用价值，一些家电厂商，如海尔和一些科技馆对此表示了很浓厚的兴趣。 本课题根据客户对仿人机器人的功能要求，并结合国内外仿人机器人的发展现状及应用技术，设计了一个仿人机器人控制系统，使该机器人不仅具有真人的外貌特征，还具有很多人的能力。如：做各种肢体动作和跳舞，有喜怒哀乐表情，能够与人对话等，还可以播放各种文字及视频广告。 仿人机器人控制系统由上/下位机两级控制系统组成。上位机通过CAN总线对下位机节点实施监督控制与协调优化，同时负责语音识别和语音合成等工作。下位机各节点分别控制十几个电机、舵机和离合器，，采集各传感器信号，并接收上位机指令配合实现机器人的各种功能。机器人控制系统的硬件采用研祥的EC3-1816CLD2NA工控机、微芯公司的内嵌CAN控制器的PIC18F46K80单片机等，软件采用Windows OS、多线程技术、VC++和MPLAB IDE开发环境进行设计。 仿人机器人控制系统经过实际测试，运行良好，完全实现了设计要求。
【关键词】：机器人 CAN总线 单片机 语音识别 语音合成
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP242;TP273
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 课题的研究意义7-8
• 1.2 仿人机器人国内外研究现状8-11
• 1.3 课题的主要研究内容11-13
• 第2章 仿人机器人控制系统总体方案13-18
• 2.1 仿人机器人的功能13-14
• 2.2 仿人机器人的各功能实现14-16
• 2.3 控制系统总体设计方案16-18
• 第3章 控制系统的下位机节点设计18-45
• 3.1 下位机选型18-19
• 3.2 直流电动机控制器设计19-24
• 3.2.1 直流电动机的基本结构与工作原理19-20
• 3.2.2 直流电动机控制器的硬件设计20-23
• 3.2.3 直流电动机控制器的软件设计23-24
• 3.3 无刷直流电动机控制器设计24-31
• 3.3.1 无刷直流电动机的基本结构与工作原理24-26
• 3.3.2 无刷直流电动机控制器的硬件设计26-29
• 3.3.3 无刷直流电动机控制器的软件设计29-31
• 3.4 舵机控制器设计31-35
• 3.4.1 舵机的基本结构与工作原理32
• 3.4.2 舵机控制器硬件设计32-33
• 3.4.3 舵机控制器软件设计33-35
• 3.5 离合器控制器设计35-37
• 3.6 传感器控制器设计37-45
• 3.6.1 超声波传感器选型37-38
• 3.6.2 热释电红外传感器选型38-39
• 3.6.3 人体接近感应传感器选型39-40
• 3.6.4 传感器控制器硬件设计40-42
• 3.6.5 传感器控制器软件设计42-45
• 第4章 控制系统的 CAN 总线通信设计45-56
• 4.1 CAN 总线简介45-47
• 4.2 控制系统的 CAN 总线通信方案47-53
• 4.2.1 控制系统的 CAN 通信架构47-50
• 4.2.2 上下位机间通信协议50-52
• 4.2.3 通信系统报文标示符分配52-53
• 4.3 CAN 转 RS232 模块设计53-56
• 4.3.1 模块的硬件设计53-54
• 4.3.2 模块的软件设计54-56
• 第5章 控制系统的上位机软件设计56-66
• 5.1 上位机选型56-57
• 5.2 上位机软件总体设计57-59
• 5.3 各子功能模块设计59-66
• 5.3.1 系统设置与关机模块59
• 5.3.2 串口通信模块59-60
• 5.3.3 字幕显示与视频播放模块60-61
• 5.3.4 跟踪顾客功能模块61-62
• 5.3.5 迎宾功能模块62-63
• 5.3.6 互动交流功能模块63-66
• 第6章 总结与展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-70
• 附录70-78
• 附录 A 仿人机器人部分功能测试70-71
• 附录 B 无刷电机控制器 PCB 板71-72
• 附录 C 无刷电机控制器软件源码72-78

【参考文献】

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本文编号：611163