两轮自平衡寻线机器人.zip

摘要:两轮自主平衡寻找线的机器人可以说是一种有轮子的、可以走来走去的机器人，它的特点有变化量不低，不是线性的，很强的耦合度以及一些数据的待定，此机器人可以验算证明各式各样的控制算法。在运动的时候很灵敏，构造也简单，正因为如此，它可以在的地方行走运动，在未来发展是很不错的。该机器人能够做出非常多的困难的运动，还有工作，比多个轮子的机器人使用的范围要广泛的多，尤其是在工作环境很困难的时候以及本身事情比较困难的情况下来用它。好好的研究该机器人，我们中国科研发面的水平就可以有大的飞跃，还能让它在生产方面或者其他方面运用的更加广泛。

机器人的结构对于自己能够自主保持平衡及运动控制来说有着很大的意义，所以在论文中研究的机器人是质地很均匀的、两个轮子的、能够自主保持平衡的找寻线的。这个机器人动作灵敏、可以防止干扰。主要部件的设计跟判定为机器人的机械部件的总体来说的方案的设计。之后，我们已经完成了硬件和软件的部件的设计。对这种两轮自平衡机器人在运动时候的规律进行分析，计算方式是PID,对机器人进行控制，这样一来机器人在运动的时候也是平滑的，抵抗干扰的能力也大大的提高了。

关键词  两轮；自平衡；寻线机器人；机械；硬件软件

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 本课题研究的背景-1

1.2 两轮自平衡寻线机器人使用系统的种类-2

1.3 国内外研究现状-3

1.3.1 国内研究现状-3

1.3.2 国外研究现状-5

  1.4 本课题研究的内容-6

 2 机械部分的设计-7

2.1 两轮自平衡寻线机器人的组成-7

2.2 两轮自平衡寻线机器人的基本原理-7

2.3 主要零件的选择、设计与确定-8

2.3.1 直流伺服电机的选择与确定-8

2.3.2 齿轮的设计与确定-9

2.3.3 设计大齿轮连接轴-11

2.3.4 座架、上支架及左右固定架的设计与确定-12

2.3.5 轴承的选择与确定-14

3 自平衡控制方案-16

 3.1 姿态传感器信号处理-16

 3.2 MPU6050传感器电路-16

4 寻迹方案-23

5 控制系统硬件部分设计-27

5.1 微控制器选型-27

5.2 驱动机构控制电路设计-29

5.3 编码器-32

5.4 串口通讯电路设计-32

6 控制系统软件部分设计-33

6.1 串口通讯定义-33

6.2 上位机软件设计-33

6.3 下位机软件设计-34

6.4 两轮自平衡寻线机器人的PID控制-34

  6.5  PID原理-34

    6.5.1 流程图-36

结论-38

致谢-39

参考文献-40