1、直流电机:这是最最普通的电机了。直流电机最大的问题是你没法精确控制电机转的圈数,也就前面所说的位置控制。你必须加上一个编码盘,来进行反馈,来获得实际转的圈数。但是直流电机的速度控制相对就比较简单,用一种叫PWM(脉宽调速)的调速方法可以很轻松的调节电机速度。现在也有很多控制芯片带调速功能的。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩,电机的功率,电机的最高转速。
2、步进电机:看名字就知道了,它是一步一步前进的。也就是说,它可以一个角度一个角度旋转,不象直流电机,你可以很轻松的调节步进电机的转角位置,如果你发一个转10圈的指令,步进电机就不会转11圈,但是如果是直流电机,由于惯性作用,它可能转11圈半。步进电机的调速是通过控制电机的频率来获得的。一般控制信号频率越高,电机转的越快,频率越低,转的越慢。选购时要考虑的参数是电机的输出力矩,电机的功率,每个脉冲电机的最小转角。 还有就是关于输出的动力,要说明一下:一般情况下,电机都没法直接带动轮子或者手臂,因为速度过高力矩不够大,所以我们需要加上一个减速箱来增加电机的输出力矩,但是代价是电机速度的减小,比如一个1:250的齿轮箱,会让你电机的输出力矩增大250倍,但是速度只有原来的1/250了。首先计算出机器人所需要的速度与力矩大小,然后根据速度与力矩去选择电机与减速器。 (四)、机器人的手臂——机械传动专制
机械传动专制就是,由电机驱动的一些杆件和机构(如:凸轮机构、螺杆机构等),用以实现机械手臂的上升、下降、伸缩、弯曲等动作。通常运用的机构有四杆机构、凸轮机构、螺杆机构、摇臂等。 (五)、机器人的心脏——电池
电池为机器人的控制系统与驱动系统提供能源供应。主要有:电瓶及可充电电池、电池。
前面介绍了机器人的一些基本知识,但这是远远不够的。机器人学科,是在多学科基础上发展起来的综合性技术。机器人技术涉及机械、电子、计算机、语言学和人工智能等许多学科。现在机器人已经应用在人类社会生活的各个领域,发挥着越来越重要的影响。
我利用暑假的时间设计了一个六足爬虫机器人,用日立(HITACHI)的录像机遥控器来对它进行控制。基本原理是:遥控器发出红外学号,机器人通过红外接收器接收倒红外信号后,对信号进行解码,并以存储的代码进行比较,确定指令的含义,后可以实现前进、后退、左转、右转及发声等功能。控制系统我使用的是AT89S51单片机,编程语言使用的是汇编语言,动力系统使用的是微型伺服马达,能源系统使用的是9V电池。下面我将就具体设计进行介绍。
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一、AT89S51单片机简介
AT89S51 为 ATMEL 所生产的可电气烧录清洗的 8051 相容单芯片,其内部程序代码容量为4KB
(一)、AT89S51主要功能列举如下:
1、为一般控制应用的 8 位单芯片
2、晶片内部具时钟振荡器(传统最高工作频率可至 12MHz) 3、内部程式存储器(ROM)为 4KB 4、内部数据存储器(RAM)为 128B 5、外部程序存储器可扩充至 64KB 6、外部数据存储器可扩充至 64KB
7、32 条双向输入输出线,且每条均可以单独做 I/O 的控制 8、5 个中断向量源
9、2 组独立的 16 位定时器 10、1 个全多工串行通信端口
11、8751 及 8752 单芯片具有数据保密的功能 12、单芯片提供位逻辑运算指令
(二)、AT89S51各引脚功能介绍:
AT89S51
VCC:
AT89S51 电源正端输入,接+5V。 VSS:
电源地端。 XTAL1:
单芯片系统时钟的反相放大器输入端。
XTAL2:
系统时钟的反相放大器输出端,一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了,此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容,可以使系统更稳定,避免噪声干扰而死机。 RESET:
AT89S51的重置引