基于Arduino小车机器人设计.doc

摘要：本文首先介绍了国内外机器人小车的研究现状和发展趋势，并以此为基础，最终设计出一款基于Arduino单片机的机器人避障小车，该小车以Arduino单片机为核心控制器，采用超声声波测距，具有自主避障的功能。机械结构方面，本文参考了各类典型的设计，完成了小车结构设计，包括整体结构的选用，电动机的选用和传感器的选用等。在控制系统方面，本文主要讨论了电机驱动部分，障碍检测部分和超声波传感器测距部分；设计主要从结构紧凑，操作简便考虑，采用Solidworks辅助技术实现结构设计。

关键词：Arduino；机器人小车；避障；超声波传感器

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 课题研究背景-1

1.2 国内外研究现状简述-1

1.2.1 国内研究现状-1

1.2.2 国外研究现状-3

1.2.3 机器人小车的发展趋势-4

1.3 研究机器人小车的意义和价值-4

1.4 本课题主要研究内容-4

第二章 机器人小车总体设计-6

2.1 总体设计思路-6

2.2 总体设计方案比较-6

2.3 总体设计方案的确定-8

第三章 机器人小车结构系统方案设计-9

3.1 机器人小车的结构组成-9

3.2 机器人小车的底盘设计-9

3.2.1 整体结构和板柱结构的比较-10

3.2.2 两轮驱动和四轮驱动的比较-11

3.2.3 辅助轮的选择-13

3.3 结构系统设计方案的确定-14

第四章 小车机器人控制系统方案设计-15

4.1 控制系统的整体构思-15

4.2 控制核心的选择和确定-15

4.2.1单片机控制-15

4.2.2 PLC控制-16

4.2.3 Arduino控制-16

4.2.4控制核心方案的确定-17

4.3 电机的选择和确定-17

4.3.1步进电机-17

4.3.2齿轮减速电机-18

4.3.3电机的确定-18

4.4 传感器的选择和确定-18

第五章 机器人小车控制系统程序设计-20

5.1 总体设计思路-20

5.2 编程的各类函数-20

5.2.1数字I/O操作函数-20

5.2.2模拟I/O操作函数-21

5.2.3时间函数-22

5.2.4循环语句-22

5.3 超声波传感器测距设计-22

5.4 避障小车程序-23

第六章 总结与展望-30

6.1 总结-30

6.2 展望-30

参考文献-31

致    谢-33

附    录-34