多功能樂高移動機(jī)器人的設(shè)計(jì).pdf

1、移動機(jī)器人以其智能性和對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性在民用工業(yè)與國防軍事等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用。本文以丹麥樂高公司推出的頭腦風(fēng)暴NXT2.0開發(fā)套件為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一款具有路徑搜索、取物等功能的移動機(jī)器人。
　　 本文首先通過對設(shè)計(jì)任務(wù)的層次分解確定機(jī)器人的行為，從總體上規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo)；隨后從機(jī)構(gòu)和軟件兩個方面介紹機(jī)器人的開發(fā)細(xì)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(shè)計(jì)。通過需求分析，操作性和技術(shù)性限制分析，系統(tǒng)

2、模塊設(shè)計(jì)和系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)等步驟對機(jī)器人的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行分解，明確了系統(tǒng)設(shè)計(jì)邊界。
　　 (2)移動機(jī)器人的底盤和機(jī)械臂的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)分析了樂高套件提供的電機(jī)等執(zhí)行器的特性，利用幾何模型與拉格朗日表達(dá)等理論工具對機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，從力學(xué)與運(yùn)動學(xué)的角度論證了執(zhí)行器選型的合理性與可行性。
　　 (3)移動機(jī)器人傳感器的選型與安裝。分析了傳感器的硬件并通過實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對移動機(jī)器人所采用的超聲、光電、顏色傳感器的測量特性進(jìn)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(jī)器人軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在軟件結(jié)構(gòu)上采用了基于行為的編程模型，通過對機(jī)器人各個行為模塊提供的統(tǒng)一的接口規(guī)范對程序進(jìn)行編制。同時，介紹了機(jī)器人的邊界識別，目標(biāo)搜索模塊以及PC上的藍(lán)牙監(jiān)控模塊的實(shí)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(jìn)行閾值迭代的先驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了算法的有效性。
　　 最后