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扫地机器人三维设计好

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扫地机器人
LED灯.SLDPRT
万向轮.SLDPRT
万向轮支座.SLDPRT
万向轮装配.SLDASM
万向轮轴.SLDPRT
刷.SLDPRT
动力装配.SLDASM
地面.SLDPRT
垃圾盒.SLDPRT
垃圾盒盖.SLDPRT
底板.SLDPRT
底盖.SLDPRT
扫地机器人工程图.SLDDRW
步进电机.SLDPRT
步进电机2.SLDPRT
毛刷.SLDPRT
毛刷挡灰板.SLDPRT
毛刷盒.SLDPRT
毛刷轴.SLDPRT
清洁箱.SLDPRT
电机底板.SLDPRT
电机底板2.SLDPRT
电机轴.SLDPRT
电机轴2.SLDPRT
电池.SLDPRT
碰撞传感器.SLDPRT
装配.SLDASM
车轮.SLDPRT
车轮盖板.SLDPRT
轴套.SLDPRT
轴套2.SLDPRT
轴套3.SLDPRT
销.SLDPRT
顶盖.SLDPRT
齿轮1.SLDPRT
齿轮2.SLDPRT
齿轮3.SLDPRT
齿轮4.SLDPRT
齿轮板1.1.SLDPRT
齿轮板1.SLDPRT
齿轮板2.1.SLDPRT
齿轮板2.SLDPRT
齿轮毛刷.SLDPRT
齿轮毛刷2.SLDPRT
齿轮轴1.SLDPRT
齿轮轴2.SLDPRT
齿轮轴3.SLDPRT
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扫地 机器人 三维设计
资源描述:
扫地机器人三维设计好,扫地,机器人,三维设计
内容简介:
1 机器人简史现代机器人起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。机器人首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机器人。他的结构是:机体上安装一回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。1962年,美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机器人。商名为Unimate(即万能自动)。运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰,用气驱动;控制系统用磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用机器人就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司(Unimaton),专门生产机器人。1962年,美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机器人,原意是灵活搬运。该机器人的中央立柱可以回转,臂可以回转、升降、伸缩、采用气驱动,控制系统也是示教再现型。虽然这两种机器人出现在六十年代初,但都是国外机器人发展的基础。1978年,美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型机器人,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差可小于1毫米。美国还十分注意提高机器人的可靠性,改进结构,降低成本。如Unimate公司建立了8年机器人试验台,进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间(注:故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间),由400小时提高到1500小时,精度可提高到0.1毫米。德国机器制造业是从1970年开始应用机器人,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机器人,采用关节式结构和程序控制。瑞士RETAB公司生产一种涂漆机器人,采用示教方法编制程序。瑞典安莎公司采用机器人清理铸铝齿轮箱毛刺等。日本是机器人发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型机器人后,大力研究机器人的研究。据报道,1976年从事机器人的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1979年120多个大学和国家研究部门用在机器人的研究费用42%。1979年日本机器人的产值达443亿日元,产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半,达222亿日元,是1978年的二倍。具有记忆功能的机器人产值约为67亿日元,比1978年增长50%。智能机器人约为17亿日元,为1978年的6倍。截止1979年,机器人累计产量达56900台。在数量上已占世界首位,约占70%,并以每年50%60%的速度增长。使用机器人最多的是汽车工业,其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。第二代机器人正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统,具有视觉、触觉能力,甚至听、想的能力。研究安装各种传感器,把感觉到的信息反馈,使机器人具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机器人。第三代机器人(机器人)则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。随着工业机器手(机器人)研究制造和应用的扩大,国际性学术交流活动十分活跃,欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。2 应用机器人的意义随着科学技术的发展,机器人也越来越多的地被应用。在机械工业中,铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。其他部门,如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。在机械工业中,应用机器人的意义可以概括如下:一、以提高生产过程中的自动化程度应用机器人有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度,从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。二、以改善劳动条件,避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的,而应用机器人即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,以机器人代替人进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。三、可以减轻人力,并便于有节奏的生产应用机器人代替人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机器人可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,目前几乎都没有机器人,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产。综上所述,有效的应用机器人,是发展机械工业的必然趋势。各类机器人的图形分别如下所示:3 本课题研究的内容 本论文主要研究运用SolidWorks对扫地机器人进行设计。在设计过程中,了解扫地机器人的结构特征和三维软件的使用要领。本文的设计目标是设计一种扫地机器人,该机器人能够实现随机清扫,交叉清扫,床底清扫,防撞等等多种功能,其研究内容包括:(1)功能分析与方案设计;(2)结构设计与三维造型;(3)控制系统设计。4 扫地机器人总体方案结构的设计4.1 扫地机器人的总体方案图本次设计的扫地机器人采取的方案是:在机器人的两侧各布置一组毛刷,成对称分布,通过电动机通过齿轮传动控制动力轮转动来实现机器人的移动动作。根据控制方法的不同,机器人的转速或者方向也有所不同。整机采用成本低廉且经久耐用的塑料作为材料,经过喷漆喷塑处理后在外观上面得到了一定的保证。其具体方案布局图如下:4.2 扫地机器人的工作原理 本次设计的扫地机器人的工作原理为:通过电动机通过伞齿轮传动控制动力轮转动来实现机器人的移动动作,根据控制方法的不同,机器人的转速或者方向也有所不同。1、清扫模式:随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等相结合,实现全方位立体清扫;2、智能导航系统:实现对房间地形的重构,自动规划清扫路线;3、智能安全监控:防撞,防跌落,防缠绕,电池电量监测;4、创新功能:灰尘量识别,实现床底清扫,手机遥控模式,尖端气流滤尘技术,室内空气质量监测与提醒;5、其他基础功能:自动返回并充电,灰尘盒安装检查,灰尘盒容量探测5 机械结构的设计 5.1电机的选型计算 估算整个扫地机器人中零件的重量,我们取总重量为10Kg,范围为50mm200mm,动力轮转速为12r/min。即: 具体的电机设计计算如下:N=0.18(KW)G电机的负载传动效率,取0.75所以根据N0.10kw,n1500r/min,查B1表10-4-1选用Y112M-4,再查B1表10-4-2得Y112M-4电机的结构。 5.2齿轮的设计计算为节省机器人本体的空间,我们将电机直接与齿轮相连,其动力通过两对齿轮减速然后传递至动力轮。经减速器减速后,其输出转矩为,符合要求;其输出额定转速为208,需要一级加速齿轮传动,我们选用圆柱直齿轮传动,其传动比根据其速度与输出转矩而定;为满足输出转速能达到5,我们选用稍大的传动比,初选,由转矩进行验证,故,满足要求。1.传动轴的设计(1)驱动轴的设计选取轴的材料为40Cr,调质处理,按扭转强度来确定轴的最小直径。轴的扭转强度条件为:式中扭转切应力(MPa) 轴所受的扭转() 轴的抗扭截面系数() 轴的速度() 轴传递的功率() 计算截面处轴的直径()许用扭转切应力(MPa)见表3.3由上式可得轴的直径式中表 轴常用几种材料的及值轴的材料Q235-A、20Q275、354540Cr、35SiMn152520352545354514912613511212610311297根据表5.1,取A0=100,于是得。因轴上将开三个键槽,轴径应增大15%24%。故。轴的最小直径为驱动轮的安装处,为增强轴的承载能力,取。 拟定轴上零件的装配方案如图3.3所示:图3.3 轴的结构方案轴的直径和长度的确定:a、-轴段左端需制出一轴肩,故取-段的直径;右端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径。驱动轮与轴配合的毂孔长度为,为了保证轴端挡圈只压在驱动轮端面上而不压在轴的端面上,故-轴段长度应比略短一些,现取。 b、选择滚动轴承:因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据,初步选取深沟球轴承6004,其尺寸为。-轴段的长度为轴承宽度、轴套底厚、摆臂安装厚及轴向固定的弹性挡圈安装厚度之和,根据总装配设计,轴套厚度约为,摆臂厚度约为,弹性挡圈的安装尺寸为,弹性挡圈右端轴肩长度取,故-轴段的长度为。-轴段的直径需小于轴承内圈外径,且大于轴承安装内径,故初取-轴段直径,箱体与肋板内壁间的距离为,轴承安装需内伸,故现取。 c、取齿轮,齿轮安装处的轴段-的直径初步就取轴承安装内径。齿轮与轴承之间采用轴套固定,轴套长度取;齿轮与齿轮之间也采用轴套固定,轴套长度取;齿轮宽度初取为,齿轮宽度取,故其总长。轴段-左端采用挡圈固定,为了保证轴端挡圈只压在齿轮端面上而不压在轴的端面上,故-轴段长度应比略短一些,现取。 至此,已初步确定了轴的各段直径与长度。轴的周向固定:齿轮,齿轮及驱动轮与轴之间都采用平键联接,各段轴的直径,及各安装零件宽度,由手册查得齿轮处选用平键为,键槽用键槽铣刀加工,长为(标准键长见);同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性,故选择齿轮轮毂与轴的配合为;同样,齿轮与轴的联接,选用平键为,齿轮与轴的配合为;驱动轮与轴的联接,选用平键为,驱动轮与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的,此处选轴的直径尺寸公差为。轴的载荷分析:轴的受力分析(如图3.5):取,则;a、b、c、d、e处由于各部件都在箱体上,故其在垂直方向上没有径向力约束,只作为内力来考虑。故有,即。轴上最小直径是处,其受力最大,故最危险截面是在处。其弯矩为。其扭矩为应略大于车体的摩檫扭矩,取。按弯扭合成应力校核轴的强度:(a) 驱动轴受力图(b) 垂直方向受力图 (c) 水平方向受力图图3.5 驱动轴受力图式中抗弯截面系数 则 前已选定材料为,调质处理,根据机械设计手册查得,因此,安全。(2)从动轴的设计从动轴的设计直接采用驱动轴大概尺寸,其他只是根据需要在适当的地方更改,在强度方面绝对安全;另一方面从设计制造的角度,有利于节省时间,使得工艺变得简单。2.传动齿轮的设计(1)选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数。1)选用圆柱直齿轮传动,因速度不高用7级精度(GB10095-88)2)材料选择:由机械设计表10-1选择小齿轮材料为(调质),硬度为,大齿轮材料为45钢(调质)硬度为,二者材料硬差为。机械设计表10-1 常用齿轮材料及其力学特性 3)选取小齿轮齿数,大齿轮齿数:,取。(2)按齿面接触强度设计即:1) 确定公式内的各计算数值 试选载荷系数Kt=1.3。 计算小齿轮传递的转矩。 由机械设计表10-7选取齿宽系数。 由机械设计表10-6差得材料的弹性影响系数 由机械设计图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限;大齿轮的疲劳强度极限 设每年工作时间按300天计算 由机械设计图10-19取接触疲劳寿命系数 计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%,安全系数为S=1。 机械设计表10-7 圆柱齿轮的齿宽系数d装置状况两支承相对于小齿轮做对称布置两支承相对于小齿轮做不对称布置小齿轮做悬臂布置d 0.9-1.4(1.2-1.9) 0.7-1.15(1.1-1.65) 0.4-0.6机械设计表10-6弹性影响系数 齿轮材料弹性模量MME/MP 配对齿轮材料灰铸铁球墨铸铁铸钢锻钢夹布塑胶11.817.320.220.60.785锻钢162.0181.4188.9189.856.4铸钢161.4180.5188球墨铸铁156.6173.9灰铸铁143.7 机械设计图10-19 接触疲劳寿命系数2) 计算 试计算小齿轮分度圆直径,代入中较小值 因装配需要,需增加其外径尺寸,取 计算圆周速度v 计算齿宽b ,而电机轴安装受限,需减小其尺寸, 故初选。 计算齿宽与齿高之比 模数 齿高 ,分度圆直径 计算载荷系数 根据v=1.48m/s,7级精度,由机械设计图10-8查的动载系数=1.07; 直齿轮,; 由机械设计表10-2查得使用系数=1; 由机械设计表10-4用插值法查得7级精度,小齿轮做悬臂布置时,=1.196 。由=5.33,=1.196查机械设计图10-13得=1.17;故载荷系数 按实际的载荷系数校正所算得的分度园直径由试得=74=73.09mm 计算模数m 。 M=73.09/37=1.975机械设计表10-2 使用系数载荷状态工作机器原动机电动机、均匀运转的蒸汽机、燃气轮机蒸汽机、燃气轮机液压装置多缸内燃机单缸内燃机均匀平稳发电机、均匀传递的带式输送机或板式输送机、螺旋输送机、轻型升降机、包装机、机床进给装置、通风机、均匀密度搅拌机等1.001.101.251.50轻微冲击不均匀传送的带式输送机或板式输送机。机床的主传动机构、重型升降机、工业与矿用风机、重型离心机、便密度材料搅拌机等1.251.351.51.75中等冲击橡胶挤压机、橡胶和塑胶做间断工作的搅拌机、轻型球磨机、木工机械、钢胚初扎机、提升装置、单缸活塞泵等1.501.601.752.00严重冲击挖掘机、重型球磨机、橡胶揉合机、破碎机、重型给水泵、旋转式钻探装置、压砖机、带材冷轧机、压柸机1.751.852.002.25或更大 (3)按齿根弯曲强度设计: 1)确定计算参数由机械设计图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限,大齿轮的弯曲疲劳强度极限查得弯曲疲劳寿命系数KFN10.85,KFN20.88计算弯曲疲劳许用应力:取弯曲疲劳安全系数S1.4 计算载荷系数查取齿形系数查应力校正系数计算大,小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大2)设计计算对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数,取足够满足弯曲强度和接触疲劳强度。(4)几何尺寸计算1)计算大、小齿轮的分度圆直径 2)计算中心距 3)齿轮宽 5.3扫地机器人的功能概述 本次设计的扫地机器人,主要具有如下功能:1、清扫模式:随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等相结合,实现全方位立体清扫;2、智能导航系统:实现对房间地形的重构,自动规划清扫路线;3、智能安全监控:防撞,防跌落,防缠绕,电池电量监测;4、创新功能:灰尘量识别,实现床底清扫,手机遥控模式,尖端气流滤尘技术,室内空气质量监测与提醒;5、其他基础功能:自动返回并充电,灰尘盒安装检查,灰尘盒容量探测。5.3.1 扫地机器人的清扫模式清扫模式包括随机清扫、螺旋式清扫、交叉清扫、沿边清扫、定点清扫、预约清扫等。随机清扫是指根据地面状况在其他几种清扫模式之中进行切换;螺旋式清扫是指绕圈清扫的模式;交叉清扫是指在不同的区域之间交叉穿梭来清扫,也可以称为Z字形清扫;沿边清扫是沿着房间的边界进行清扫;定点清扫是指在指定的位置小范围内清扫;预约清扫是指每天在指定的时间自动清扫,可以预约一次和一周内任意预约清扫时间,可以放心上班和出差,也可以自动打扫。5.3.2 智能导航系统扫地机器人的智能导航实质就是路径自动规划。扫地机器人路径自动规划有两种方法:随机式全区域覆盖和规划式全区域覆盖。随机式全区域覆盖方法控制简单,不需要很多的硬件,软件编程也简单,易于实现。但其缺点是移动机器人运行轨迹重复性较大,且运行轨迹不能较快地、充分地覆盖整个区域,这种路径规划只考虑完成任务,没有考虑到时间消耗和能量消耗情况,因此选择规划式全区域覆盖方法。此设计中选择往返式路径规划方法。往返式路径规划清扫路径的规则为当扫地机器人置于室内时,可通过超声波测距传感器的信息来判断它放置于墙边还是房屋中间。在房屋中间,则先设为它沿某一方向运动到靠近墙边的某一点。机器入就可从墙边的某一点开始,按顺时针方向绕墙运动一周,先对室内墙边地面进行一次预清扫。扫地机器人在绕完一圈后再向左或向右行走到墙壁的最左端或者最右端,以此来作为它清挡路径的起始点,也即绝对坐标的原点。先假设室内只有一个孤立的障碍物,以房屋左下角O点为起始点。开始清扫时,从O点势始沿Y轴正方向清扫,遇到墙壁时向右原地旋转90o,向X轴正方向移动一个车身后再向右旋转90o,沿Y轴负方向清扫,以此往复运动。当遇到障碍物时,则按下面的方法进行规划和避障:当清洁机器人运动到障碍物的最左边点时,根据步进电机的脉冲数和驱动轮光栅的脉冲数计算出最左边点的坐标。然后根据超声波测距传感器收到的信息沿着障碍物边缘行进相当于X轴方向一个车身的距离,再原地旋转到Y轴负方向,沿Y轴负方向继续清扫,这样一直往返清扫,当扫地机器人在沿障碍物边缘清扫时超声波传感器突然收不到信号即到达了障碍物的最右端点,扫地机器人将原地一直向左旋转直到超声波传感器再次收到信号为止,然后沿障碍物的上边沿行进到障碍物的最左端点,再沿Y轴方向进行往返清扫,行进路径和障碍物下边沿的行进路径类似。这样就可以在清扫过程中自动避开障碍物。5.4 齿轮的强度校核()校核齿面接触疲劳强度(1)接触应力的计算由文献4表可知,齿面接触应力计算公式,即 (3.28) 确定公式内的各计算数值 计算载荷系数 电动机驱动,载荷平稳,由文献4表可知,取平均分度圆直径 mm 平均分度圆圆周速度 m/s由文献4 图(a)可知,按,得;由文献4 图(b)可知,按,齿轮悬臂布置,;由文献4表可知,; 由文献1表可知,弹性系数; 节点区域系数 计算得, MPa(1) 接触疲劳强度的许用应力由文献4 表可知,许用接触应力计算公式,即 (3.29)确定公式内的各计算数值 小齿轮的接触疲劳强度极限MPa 最小安全系数 由文献1,10-13可知,计算应力循环系数 由文献1 图10-19可知,查得接触疲劳寿命系数 , 尺寸系数 工作硬化系数,按 润滑油膜影响系数,计算得, MPa(3)由于MPaMPa,故安全。()校核齿根弯曲疲劳强度(1)齿根应力的计算由文献4表可知,弯曲应力计算公式,即 (3.30)确定公式内的各计算数值 由文献1表可知, , 由文献1表可知, , 计算得, MPa(2)弯曲强度的齿根许用应力 由文献4表可知,齿根许用应力计算公式,即 (3.31)确定公式内的各计算数值 弯曲疲劳极限MPa 齿轮的应力修正系数 弯曲强度的最小安全系数 弯曲疲劳寿命系数 , 弯曲疲劳的尺寸系数计算得, (3) 由于MPaMpa,故安全。6扫地机器人的智能控制系统6.1MC9S12XS128芯片介绍S12XS系列单片机是在S12XE系列基础上去掉XGate协处理器的单片机。该系列单片机采用S12X V2 CPU内核;拥有112、80和64引脚3种封装形式,80-pinLQFP贴片封装已经可以满足系统的需要,因此选用80-pin引脚封装器件,芯片如图6.1所示。图6.1 芯片封装图最小系统 以MC9S12XS128B芯片为核心的最小系统,如图1-3所示。该系统主要包括以下几个部分:时钟电路、串口电路、BDM接口、供电电路、复位电路和调试用LED灯。 图6.2 最小系统图1、晶振及锁相环芯片外部使用16MHZ无源晶振,通过锁相环将总线时钟倍频到64MHZ。晶振电路如图3.2所示。图6.3晶振电路图2 复位电路本系统采用了一般的复位电路对CPU进行复位。复位电路如图3.4所示。图6.4 复位电路图6.2 摄像头传感器 6.2.1 摄像头传感器的选择 1、CMOS摄像头CMOS的缺点是图像质量较CCD差,动态性能不是很好。但CMOS的优点是体积小,像素阵列可以和信号处理器集成在一起,由于集成了内部信号处理器,所以可以设置参数,故CMOS芯片一般可以直接同步输出数字信号和时序信号。 CMOS图像传感器的图像质量虽然较CCD的差,像素较低,但是对于智能车控制已经完全足够了。 2、CCD摄像头 CCD摄像头运动方案的优点是图像质量高,动态性能好,可以更远更早地感知赛道的变化,分辨率高,识别路径参数多;缺点是数据量大,需要较大的存储空间,数据处理时间比较长,信号处理比较复杂,另外CCD工作电压为12V,需用斩波升压电路或DC-DC升压得到12V电源。且体积大,能耗高无法和外围信号处理电路集成。根据两者的比较决定使用CCD摄像头。虽然CCD会数据量大而且耗电大,但是排除影响不会太大的因素选择CCD,其在高速运动中成像质量较好的,黑白压差比较大,摄像头丰富的信息量为小车的最佳控制提供了保证。而我们这次的系统是使用索尼牌彩色CCD摄像头。6.2.2 传感器的工作方式摄像头有一定的分辨率,摄像头是以每秒扫描25帧图像,没帧又分奇、偶两场,每场扫描周期20ms。以隔行扫描的方式采集环境上的点,每幅图像都可以通过传感器对该点的图像灰度值与灰度值一一对应的电压值,都是通过视频信号输出此电压值,其中所看到的电压值白板的会比黑板的高。摄像头的视频同步信号是通过LM1881后,分离出场同步信号、行同步信号和视频信号。行同步脉冲是扫描换行的标志,场同步脉冲式扫描换场的标志,标志着先得一场的到来,一场信号的开始包含一场消隐区,有25个无效的同步信号,之后是285个有效行。视频信号可以通过单片机的A/D口来读值。 图 6.5 视频信号的分离 图 6.6 摄像头示波器上视频信号6.3 电源模块7.2V2000mAh Ni-cd稳压电路单片机LCD编码器电机舵机5V6V7.2VDA模块摄像头12VV电源管理单元是本系统硬件设计中的一个重要组成单元。图6.7 电源的管理其主要用于以下三个方面: (1)、常用的电源有串联型线性稳压电源(LM2940 、7805 、S7350等)。电路图如图3.8所示图6.8 LM2940 、 TPS7350电路图(2)、使用稳压管LM7806将电池7.2伏稳压到6伏后给转向舵机供电,电路图如图3.6所示。图6.9 LM7806电路图(3)摄像头传感器12v。 图6.10 12V电源6.4其余的电路 6.4.1 直流驱动电机控制 图 6.11 电机驱动电路图在电机驱动上,我们的要求是尽量使电机可以通过最大的电流,而且内阻小。经过我们反复试用,最后使用英飞凌的BTS7970B的半桥驱动芯片。芯片的负载电流可以达到43A,而内阻只有16m。BTS7960是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片,它是 NovalithICTM 系列的成员之一,它的一个封装中集成了一个 P 通道场效应管 在上桥臂和一个 N 通道场效应管在下桥臂以及一个控制集成电路。由于上桥臂采用的是 P 通道开关。它带有一个P沟道的 高边MOSFET、一个N沟道的低边MOSFET和一个驱动IC。P沟道高边开关省去了电荷泵的需求, 因而减小了EMI。集成的驱动IC具有逻辑电平输入、电流诊断、 斜率调节、死区时间产生和过温、过压、欠压、过流及短路保护的功能。 6.4.2 舵机控制单元本系统舵机控制单元采用组委会提供的Futaba公司S3010型舵机作为智能车转向控制部件。舵机采用PWM信号开环控制,实验证明:舵机的开环转向力矩足够,可以满足给定PWM信号与角度的一一对应,控制电路简单且能满足控制要求。其硬件电路如图3.12所示。舵机的工作电压为6伏左右,输出一定占空比的PWM信号,舵机相应输出一定转角。图3.12转向伺服舵机控制电路舵机的控制信号线与MC9S12XS128的PWM2和PWM3合并口即将2个8位PWM信号寄存器合并作为一个16位的寄存器进行输出相连,加大PWM信号控制范围,精度加大。本系统采用当作PWM23给舵机作控制信号输入口。6.4.3 拨码开关电路 图 3.12 拨码开关电路 在单片机中使用拨码开关,可以方便我们不需要在线改变数据就可以改
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