多功能樂高移動機器人的設計.pdf

1、移動機器人以其智能性和對復雜環(huán)境的適應性在民用工業(yè)與國防軍事等領域中具有廣泛的應用。本文以丹麥樂高公司推出的頭腦風暴NXT2.0開發(fā)套件為基礎，設計了一款具有路徑搜索、取物等功能的移動機器人。
　　 本文首先通過對設計任務的層次分解確定機器人的行為，從總體上規(guī)劃設計目標；隨后從機構和軟件兩個方面介紹機器人的開發(fā)細節(jié)。論文主要包括以下幾個方面的工作：
　　 (1)系統(tǒng)層次分解設計。通過需求分析，操作性和技術性限制分析，系統(tǒng)

2、模塊設計和系統(tǒng)總體設計等步驟對機器人的設計任務進行分解，明確了系統(tǒng)設計邊界。
　　 (2)移動機器人的底盤和機械臂的機構設計。運用實驗分析了樂高套件提供的電機等執(zhí)行器的特性，利用幾何模型與拉格朗日表達等理論工具對機構進行建模，從力學與運動學的角度論證了執(zhí)行器選型的合理性與可行性。
　　 (3)移動機器人傳感器的選型與安裝。分析了傳感器的硬件并通過實驗的結(jié)果對移動機器人所采用的超聲、光電、顏色傳感器的測量特性進行了分析，討

3、論了傳感器在工作環(huán)境中的安裝。
　　 (4)移動機器人軟件系統(tǒng)的設計。在軟件結(jié)構上采用了基于行為的編程模型，通過對機器人各個行為模塊提供的統(tǒng)一的接口規(guī)范對程序進行編制。同時，介紹了機器人的邊界識別，目標搜索模塊以及PC上的藍牙監(jiān)控模塊的實現(xiàn)。
　　 (5)場地與邊界的識別算法。本文提出了一種對光電傳感器采集值進行閾值迭代的先驗算法識別場地邊界與起始區(qū)。給出了算法的流程并通過實驗結(jié)果證明了算法的有效性。
　　 最后