自动割草机器人的研制

摘要

本文对自动割草机器人进行了研究。文章首先对国外市场上现存的自动割草机器人进行了介绍和比较，指出了现在自动割草机器人研制过程中需要注意的关键技术，并结合以往的成功经验和现在的实际需求，选择了结构易于实现的三轮车体结构。根据自动割草机器人控制系统要求，确定了以单片机为核心的自动割草机器人控制方案，将自动割草机器人的控制系统划分成了电机驱动单元、电机控制单元和传感单元等几个部分，最终确定了自动割草机器人的技术指标。针对上述要求，进行了自动割草机器人机械本体的设计。首先，建立了自动割草机器人的运动学和动力学模型，并根据相关的计算确定了所需驱动电机的参数，并以此为基础进行了电机选型。然后根据选择的电机情况为自动割草机器人设计了驱动系统的减速箱。最后，结合自动割草机器人的任务特点，为其设计了特制的割草机构。

目录

文摘

英文文摘

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引 言

1绪论

1.1论文的选题背景

1.1.1自动割草机器人概述

1.1.2自动割草机器人的技术概况

1.1.3自动割草机器人的研究现状

1.1.4自动割草机器人研究的必要性

1.2论文的主要研究内容及构成

2自动割草机器人总体方案的设计

2.1自动割草机器人本体驱动方案的选择

2.2传感器件的选择

2.3自动割草机器人控制系统方案设计

2.3.1控制系统需求分析

2.3.2控制系统方案设计

2.4自动割草机器人的总体方案及技术指标

2.4.1自动割草机器人的总体方案

2.4.2自动割草机器人的技术参数

2.5本章小结

3自动割草机器人的机械本体设计

3.1机器人车体驱动电机的选择

3.2机器人车体减速箱设计

3.3自动割草机器人车体设计

3.4自动割草机器人割草机构设计

3.5本章小结

4自动割草机器人传感系统设计

4.1超声波传感器

4.2红外传感器

4.3人体热释传感器

4.4接触传感器

4.5温度传感器

4.6旋转编码器

4.7传感器件在机器人车体上的分布

4.8本章小结

5自动割草机器人控制系统设计

5.1电机驱动单元设计

5.1.1电机驱动板稳压电源电路设计

5.1.2电机驱动板电机驱动电路设计

5.2电机控制单元选择

5.3传感系统信号处理单元设计

5.3.1超声波传感器驱动电路

5.3.2红外传感器驱动电路

5.3.3人体热释传感器驱动电路

5.3.4其他传感器件的驱动

5.4本章小结

6自动割草机器人区域充满路径规划算法

6.1区域充满的检测标准

6.2区域模型的简化

6.3自动割草机器人路径规划仿真

6.4子区域遍历

6.4.1始态运动方向确定

6.4.2转向方式的选择

6.5工作区间遍历

6.5.1划分子区间的原则和方法

6.5.2工作区域充满运行

6.5.3工作区域充满运行

6.5.4整体区域遍历的流程图

6.6本章小结

7结论与展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文及专利申报情况

致 谢