益智循迹机械小车说明书

智能循迹车使用说明书
1.循迹板实物图
说明：循迹板共有5个探头（Q1~Q5），分别对应的输出端为OUT Q1~Q5。

工作原理：发射头发射红外线，当地面没有黑线时，红外线被反射回来，接收头接收
到后接收端导通，导通则T1接地=0；反向端大于同向端， 则OUT 端输出低电平为低1给单片机识别，单片机通过扫描引脚来判断黑线状态。

同理，当黑线将红外线吸收时，那么OUT 端输出高电平1给单片机。

在输出端接有工作指示灯,当第电平时,指示灯亮.
2.循迹板电路图
3.循迹探头说明书
4.循迹算法分析
T1
A ． B. C.
A.一个探头检测到信号
B.侧边一个探头检测到信号
C.两个探头同时检测到信号
5.电机驱动
电机驱动结构简图
电机驱动分析：这是一个H 桥电路，当LA 点位低电平时，Q3，Q2截止，Q7,Q1导通，电机左端呈高电平；当LB 点位高电平时，Q8，Q2截止，Q6,Q5导通，电机左端呈高电平；因此，在LA 为0，LB 为1时，电动机正转，反之，电动机反转。

如果LA,LB 同为高电平或低电平时，电机停止转动。

LA
LB。

光电循迹小车使用手册1. 仿真软件介绍在做实物之前，可以用仿真软件plastid进行在线仿真。

这样不仅可以加快设计进度，同时可以减少实际电路的调试，减少出错，节约成本。

Plastid是为“飞思卡尔”杯全国大学生智能车邀请赛开发的智能车仿真系统，不仅可以针对不同的赛车，赛道，路径识别方案，控制策略等内容进行仿真和相关分析，还增添了许多新的功能，使仿真系统更接近于实际情况，为使用者提供更好，更真实的虚拟仿真平台。

Plastid主要有以下几大特点：1.赛道与赛车环境模拟系统分别针对赛道与赛车建立模型，使用者可以方便的自行设计直线，弯道等各种形状的赛道，并可根据赛车的实际情况调整赛车的参数，使用方便灵活。

在条件限制，没有办法制作试验赛道或智能车尚未制作完成的情况下，更可以在该系统下验证，调试控制算法。

2.控制算法仿真验证系统采用纯软件仿真形式，通过将控制程序编写成dll文件，系统调用dll文件来实现仿真。

Dll的编写可以使用VC6，VC2005，Delphi7,Delphi2006.使用者可以根据自身情况，选择最适合自己的编程环境来编写程序。

验证调试后的算法代码，也可以很方便的移植到单片机中。

3.路径识别方案分析系统提供了广泛使用的光电传感器和CCD传感器模型，使用者可以自行设计传感器的数量及排列方式，位置，在系统中进行仿真，通过分析比较，从而获得优化方案。

很多程度上解决了实地试验中更换传感器麻烦，费时的问题。

从而极大提高方案分析效率。

图1.1 程序主界面在此界面中，用户可以在菜单工具栏中的“文件”、“工具”、“帮助”等菜单进行操作；同时，也可以操作菜单工具栏下方的选项：“赛道设计”、“赛车设计”、“仿真模拟”、“结果回放”，进入相应的操作子界面进行进一步的操作。

赛道设计：在赛道设计子界面中，可以进行赛道的设计操作，如新建及修改赛道、赛道基本参数设定等。

赛车设计：在赛车设计子界面中，用户建立自己的小车模型，并根据自己小车的实际情况对相关参数进行设置。

智能循迹避障小车设计说明智能循迹避障小车是一种基于微控制器控制的智能小车，它能够根据预设程序进行自主行驶、循迹和避障。

下面是对智能循迹避障小车的设计说明：1.硬件设计智能循迹避障小车的硬件设计包括以下组成部分：1.1 微控制器：使用单片机实现小车的控制和决策，采用常见的单片机有STC、ATmega、STM32等。

1.2 传感器：使用光电传感器进行循迹，超声波传感器进行避障。

在循迹方面，一般采用两个光电传感器，安装在小车底部，分别检测黑线和白色地面；在避障方面，一般采用超声波传感器，安装在小车前方，检测前方物体距离。

1.3 驱动电机：小车驱动电机一般采用直流减速电机，通过H桥驱动电路实现正反转控制。

1.4 电源：小车电源采用锂电池或干电池供电。

1.5 其他：小车还需要一些辅助元件，如LED指示灯、蜂鸣器等。

2.软件设计智能循迹避障小车的软件设计包括以下几个方面：2.1 循迹算法：根据光电传感器检测到的黑线和白色地面的信号，判断小车当前位置，控制小车朝着黑线方向运动。

2.2 避障算法：根据超声波传感器检测到的前方距离信息，判断小车前方是否有障碍物，避免碰撞。

2.3 控制逻辑：根据传感器数据计算得出的小车状态，进行控制决策。

比如，避障优先还是循迹优先，小车如何避障等。

2.4 通信协议：如果需要远程控制或传输数据，需要设计相应的通信协议。

3.功能实现基于硬件和软件设计，实现智能循迹避障小车以下功能：3.1 循迹：小车能够自主行驶，按照预设的循迹算法进行路径规划和执行。

3.2 避障：小车能够根据预设的避障算法，自主避开前方障碍物，避免碰撞。

3.3 情境感知：小车能够通过传感器感知环境，根据感知到的信息做出相应的控制决策。

3.4 远程控制：如果需要，可以通过通信模块实现小车的远程控制和数据传输。

本科毕业设计说明书题目：智能循迹小车院（部）：机电工程学院专业：班级：姓名：学号：指导教师：完成日期：摘要 (2)ABSTRACT (4)1.绪论........................................................................................................................... - 1 - 1.1智能小车的作用和意义 ........................................................................................ - 1 -1.2智能小车的现状...................................................................................................... - 2 -2.方案设计与论证 ................................................................................................... - 3 - 2.1循迹模块 ................................................................................................................... - 3 - 2.2主控系统 ................................................................................................................... - 4 - 2.3电机驱动模块 .......................................................................................................... - 5 - 2.4机械系统 ................................................................................................................... - 7 -2.5电源系统 ................................................................................................................... - 7 -3.硬件设计................................................................................................................... - 8 - 3.1信号检测模块 .......................................................................................................... - 8 - 3.2主控电路 ................................................................................................................... - 8 - 3.3驱动电路 ................................................................................................................. - 11 -3.4总体设计 ................................................................................................................. - 11 -4.软件设计................................................................................................................. - 13 - 4.1总体结构框图 ........................................................................................................ - 13 - 4.2总体程序流程图.................................................................................................... - 14 - 4.3总程序...................................................................................................................... - 14 -4.4软件仿真 ................................................................................................................. - 38 -5.安装和调试............................................................................................................ - 40 - 结束语............................................................................................................................ - 42 - 致谢 .............................................................................................................................. - 43 - 参考文献 ...................................................................................................................... - 44 -本设计主要有三个模块包括信号检测模块、主控模块、电机驱动模块。

循迹小车作品说明书(总11页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--目录1 电路设计 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。

总体方框图............................................................................................... 错误!未定义书签。

工作原理 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

2 各主要电路及部件工作原理........................................................................ 错误!未定义书签。

三路循迹电路简要说明........................................................................ 错误!未定义书签。

电压比较电路简要说明........................................................................ 错误!未定义书签。

电机驱动电路简要说明........................................................................ 错误!未定义书签。

复位电路简要说明................................................................................. 错误!未定义书签。

附录程序目录一、前言------------------------------------------------------------二、小车功能------------------------------------------------------三、元器件选择--------------------------------------------------四、I/O分配及硬件连接简图---------------------------------五、相关模块、算法---------------------------------------------六、系统框图------------------------------------------------------七、调试过程------------------------------------------------------八、小车图片资料---------------------------------------------------九、讲座所感------------------------------------------------------十、实习总结------------------------------------------------------一、前言感谢生产实习能给我们这次实现自己想法的机会，虽然实验条件异常简陋、资金投入非常有限，总体感觉我的队友们灰常灰常给力啊,我感觉我是抱到大腿了--王威，夏青、峰哥，团队气氛非常好，大家一起讨论，一起分工研究模块，最后一起解决问题调试程序，而且是不同的组合在不同阶段解决了不同的问题，大家精诚合作，各显身手，在奋战中给大三学年画上了圆满的句号。

之前我们本来商量是不是可以拿往年电子设计大赛的题目过来做，如果难度太大就算只实现一部分功能也算是成功完成了，结果研究一天后发现电子设计大赛的题目需要很长时间的知识积累啊，基本上都是准备一个月以上然后开工的，后来王威提议要不我们做个小车吧，超声波测距实现自动物体追踪，控制核心采用单片机，传感器采用广泛用于避障与测距的超声波传感器，前进与后退用普通伺服电机与电机驱动模块实现。

循迹小车说明文档姓名：赵晶班级：2011嵌本指令班学号：201101041187一、功能描述1）小车可以沿着黑线跑，转大弯、小弯、直角弯等。

2）车顶附带12864液晶显示屏，显示时间、温度、距障碍物距离等。

3）躲避障碍物。

二、线路连接P0.7--P0.2连接电机驱动器，P1.0--P1.3连接四个探测器，P1.4--P1.7连接12864液晶显示屏,P2.0连接蜂鸣器，P2.1和P2.2连接两个独立键盘P0.0连接温度传感器P3.5--P3.7连接时钟模块。

三、实验器材小车底座一个，直流减速电机两个，L298N电机驱动模块一个，18650充电锂电池2节，电池盒一个，7805稳压芯片一个，10K 电位器4个，RPR光电传感器4 个，100Ω，100K电阻若干，12864LCD显示屏一个，3mm LED小灯若干，1302时钟模块一个，ds18b20温度传感器一个，超声波测速模块一个，LM393比较器四个，103瓷片电容若干，47μf电容若干，洞洞板若干，排线若干，AT89C51芯片一张，单片机最小系统一个。

四、功能实现1、焊一个单片机最小系统，如下图。

保证单片机的正常工作，方便我们对各个引脚的使用。

最小系统板，分三部分：外部晶振电路，给单片机提供工作时钟源；外部复位电路，可以上电复位，还有当单片机在工作过程中，可以人为手动复位；单片机，单片机就是一块微处理器，用来装载程序，实现程序功能。

图1（最小系统电路图）2、组装小车底盘安装小车电机和电机驱动器，设计小车外观。

使用直流/步进两用驱动器可以驱动两台直流电机。

分别为M1和M2。

引脚A，B可用于输入PWM脉宽调制信号对电机进行调速控制。

（如果无须调速可将两引脚接5V，使电机工作在最高速状态，既将短接帽短接）实现电机正反转就更容易了，输入信号端IN1接高电平输入端IN2接低电平，电机M1正转。

（如果信号端IN1接低电平，IN2接高电平，电机M1反转。

）控制另一台电机是同样的方式。

第1章引言随着微电子技术的不断发展，微处理器芯片的集成程度越来越高，单片机已可以在一块芯片上同时集成 CPU、存储器、定时器／计数器、并行和串行接口、看门狗、前置放大器、 A／ D 转换器、 D／A 转换器等多种电路，这就很容易将计算机技术与测量控制技术结合，组成智能化测量控制系统。

这种技术促使机器人技术也有了突飞猛进的发展。

单片机技术作为自动控制技术的核心之一，被广泛应用于工业控制、智能仪器、机电产品、家用电器等领域。

随着微电子技术的迅速发展，单片机功能也越来越强大，本设计基于单片机技术在智能寻迹小车控制系统的设计中，以 STC89C52为核心，用 LG9110驱动两个减速电机，当产生信号驱动小车前进时，是通过寻迹模块里的传感器管是否寻到黑线产生的电平信号通过传感器再返回到单片机，单片机根据程序设计的要求作出相应的判断送给电机驱动模块，让小车实现前近、左转、右转、停车等基本功能，寻白线时，外部环境光线的强弱对小车的运动会产生很大的影响，基于此原因，本实验中的寻迹是指在白色地板上寻黑线。

1.1 设计目的1、了解机械部件结构与机械安装过程；2、掌握电动机齿轮箱内部结构及减速原理；3、了解电子元器件的基本形状及焊接过程；4、掌握电子元器件的焊接步骤与检测过程；5、了解单片机内部结构与程序编制方法；6、了解 LED 灯驱动方法，全面掌握流水灯/ 跑马灯编程技术；7、了解数码管内部结构，掌握数码显示技术；8、了解键盘结构原理，掌握中断查询技术；9、了解话筒电路结构，掌握话筒输入技术；10、了解蜂鸣器驱动技术，全面体现音乐报警功能；11、了解光敏电阻结构原理，充分体现夜间自动照明功能；12、了解红外发射与接收技术，有力体现防撞检测与智能寻迹功能13、了解直流电机驱动原理，掌握电机驱动技术；14、认识红外检测传感器，全面掌握红外遥控编码解码技术；15、了解 R232 通信协议，掌握串口通信技术。

16、通过本机系统学习，全面掌握智能自动寻迹机器人的控制方法。

智能小车的循迹避障行驶目录摘要 (III)Abstract (IV)第一章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究目的及意义 (1)1.3 本设计完成的工作 (2)第二章总体设计方案 (3)2.1 方案选择及论证 (4)4446662.2 最终方案 (7)第三章硬件设计 (8)3.1 主控器STC89C52 (8)3.2 单片机复位电路设计 (10)3.3 单片机时钟电路设计 (10)3.4 避障模块 (10)3.5 电源设计 (11)3.6 电机驱动模块 (12)3.7 红外循迹模块 (13)3.8 小车车体总体设计 (15)第四章软件设计 (16)4.1 主程序流程图 (16)第五章系统的安装与调试 (18)5.1 系统的安装 (18)5.2 电路的调试 (19) (20)205.3 测试结果与分析 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢........................................................ 错误!未定义书签。

附录1 整机电路原理图.. (22)附录2 部分源程序 (23)智能小车的循迹避障行驶摘要在现代化的生产生活中，智能机器人已经渐渐普及到国防、工业、交通、生活等各个领域。

为了使生产更加有效率更加安全，使生活更加方便、轻松，智能机器人起到了越来越重要的作用。

智能小车属于智能机器人的一种，同样能给生产生活带来极大的便利。

它能够自己判断路面情况，并将各种信息反馈给单片机。

所用到的学科有自动控制原理、传感器技术、计算机和信息技术等多门学科。

智能车能够在一定程度上解放人的双手、减小工作强度从而改善人们的生活，提高生产的质量和效率。

能够自动循迹和避绕障碍物行驶则是智能小车需要的最基本的功能。

小车之所以能够自动避开障碍物并进行循迹是因为它可以感测引导线和行进路上的障碍物，因此这里采用超声波测距模块和红外传感器来实现这些功能。

本文先介绍了选题的背景及发展前景，描述了智能车在生产和生活中发展和应用的情况；接着对硬件部分所用器件的原理和特点进行了介绍；然后对软件设计和机械部分进行说明；在文章的最后就整个过程的体会及智能机器人的发展进行了总结和展望。

作者希望通过完整的记录一个寻迹小车FollowMe的设计、制作过程，来引导想入门的人，并且通过这个过程形成一个相对一致的平台，此后大家可以以这个平台为基础，逐步构建一个相对集中、持久的主题，不断进行交流、提高。

寻迹小车FollowMe——之一：起因、目标及车体设计作者：Hanker一、背景两年前的6月，我发表了一篇有关机器人入门的文章——―关于初级机器人入门项目的设想‖，没有得到响应。

两年来，论坛上的变化有限，仍然缺少可以连续关注的主题。

由于那时我还有工作在身，所以只能提提设想，没有办法自己去尝试。

现在我已不需要应付工作，可以做一些想做的事了。

眼看又到了暑假，旧话重提，但这次我想通过我的具体行动促成这件事，希望能得到响应。

在这两年中，我一直在关注、思考这方面的问题：如何能让有意学习嵌入式控制的人得到有效的帮助？感谢一位网友所发的―国外机器人俱乐部‖的帖子，通过浏览这些俱乐部的网站，我受到了很大的启发，同时也激发了我做此事的热情。

这次，我想通过完整的记录一个寻迹小车的设计、制作过程，来引导想入门的人，并且通过这个过程形成一个相对一致的平台，此后大家可以以这个平台为基础，逐步构建一个相对集中、持久的主题，不断进行交流、提高。

这是我期望的目标。

因为我希望有人能与我同行，所以将文章的题目设为：寻迹小车FollowMe。

为了有可能做到这一点，我将整个过程分为8次发表，每周一次，从设计构思开始，直到最后的调试结果，这样有意参与者可以同步实施，还可以相互交流。

我将公布所有的技术细节，包括结构设计图、电原理图、PCB、软件等等，以及设计中是如何考虑的，器件选择的依据，调试中所遇到的问题等。

希望能起到抛砖引玉的作用，更希望在这个过程中有人也能发表自己的作品，形成一个“百花齐放、百家争鸣”的局面。

二、概述以自制方式为主制作一辆低成本的寻迹小车，用于学习嵌入式应用（单片机），这个项目有两个基本的出发点：1. 便于自制，成本低廉，可以让大多数人参与；2. 有可以改进的空间，包括机械性能和电器性能，为进一步学习、提高提供可能。

智能循迹避障小车的设计学院名称：机械工程学院专业班级：测控技术与仪器0902班学生姓名：李俊德刘奎宣芮指导教师姓名：孙智权2013 年03 月摘要：以STC12C5A60S2单片机为核心，由主控模板、传感器模块、电机驱动模块等组成，完成路面信息检测，寻找火源，直流电机控制等功能。

路面信息检测、循迹采用红外光电循迹传感器判断接收地面反射光线的方式反馈，通过高低电平来进行路面检测、路径判断；寻找火源采用火焰传感器判断火源所在方位；电机直流驱动则用来保证小车以最快的速度行驶。

关键字：单片机，直流电机，循迹传感器，火焰传感器目录第一章绪论 (1)第二章功能介绍 (2)2.1 主要实现功能 (2)2.2 车体设计方案 (2)2.3 障碍物探测器选择方案 (2)2.4 电源电路设计方案 (3)2.5 报警功能的设计方案 (3)第三章硬件设计 (4)3.1 硬件方案论证 (4)3.2 方案的总体设计框图 (4)3.3 硬件模块组成 (4)3.3.1 中央处理器模块 (4)3.3.2 传感器模块 (5)第四章软件设计 (8)4.1 程序流程图 (8)4.2 程序设计 (8)第五章总结 (12)5.1 李俊德总结 (12)5.2 刘奎总结 (13)5.3 宣芮总结 (14)参考文献 (15)第一章绪论智能作为现代社会的新产物是以后的发展方向。

它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期索要达到的或更高的目标。

本次设计的智能小车，能够沿着一定轨迹行驶并能准确寻找火源，并实现灭火功能。

在此过程中要通过单片机和各种传感器实现小车的前进、转弯等基本操作。

通过这些基本功能再加上相关的传感器实现具有特定功能的智能小车。

在理在轮式小车上加装碰撞、火焰传感器，在STC12C5A60S2单片机的管理和相关程序的控制下，能完成自动循迹及复杂地形的迷宫中寻找出路的功能。

作品可以作为高级智能玩具，也可以作为大学生学习嵌入式控制的强有力的应用实例，该系统将会有更广阔的开发前景。

智能循迹避障小车设计说明
一、前言
智能循迹避障小车是一种使用智能科学技术控制的小型机器人,它可以实现自主循迹路径，避障等功能。

目前，智能循迹避障小车已经成为机器人领域的一个重要研究对象，因为它在工业自动化，服务机器人，教育科研，安防监控等领域具有广泛的应用前景。

本文首先介绍智能循迹避障小车的组成结构以及其主要控制系统，并介绍其核心算法：循迹算法、避障算法以及路径规划算法。

最后，本文还将介绍智能循迹避障小车的应用前景。

二、智能循迹避障小车结构及控制系统
智能循迹避障小车是由电机、接收器、传感器等组成的小型机器人。

它的主要控制系统由微处理器，控制板，传感器，电机驱动器，定位器，电池等组成。

其中，微处理器是智能循迹避障小车的核心控制部件，它负责控制和协调整个系统的工作，是小车实现智能控制的基础。

它可以完成小车自主导航的控制，使小车自行实现向指定点前进，避开障碍物以及避免崩溃。

传感器可以检测所处环境的信息，包括距离、方向、颜色等。

智能循迹小车⒈介绍⑴背景智能循迹小车是一种基于技术的智能，具备自主导航和循迹功能。

它能够通过使用传感器和算法，根据预定的轨迹或标记物进行自动导航。

⑵目的本文档的目的是提供关于智能循迹小车的详细功能说明和操作指南，以便用户能够更好地理解和使用该产品。

⒉功能⑴自主导航智能循迹小车可以通过内置的导航算法和传感器来自主导航。

它可以检测周围环境，并根据设定的目标点来规划最佳路径进行移动。

⑵循迹功能智能循迹小车还具备循迹功能。

它可以通过跟踪地面上的标记线或颜色来进行自动导航，以达到所定义的轨迹或目的地。

⑶避障功能为了保证安全行驶，智能循迹小车还具备避障功能。

它可以通过激光或红外线传感器来检测前方障碍物，并采取相应的措施进行规避。

⑷远程控制用户还可以通过远程控制设备（如方式或电脑）来控制智能循迹小车的移动、停止和变向等操作，以满足特定需求。

⒊硬件配置⑴主控板智能循迹小车的主控板负责控制各种传感器、执行器和通讯设备的工作。

它采用先进的处理器和存储器，并提供丰富的接口和扩展能力。

⑵传感器智能循迹小车配备多种传感器，包括但不限于红外线传感器、激光传感器、摄像头等，用于感知周围环境和实时定位。

⑶执行器智能循迹小车还配备了多种执行器，如电机、舵机等，用于控制车轮的旋转和转向。

⒋软件配置⑴导航算法智能循迹小车的导航算法通过分析传感器数据和环境信息，实现智能的路径规划和导航功能。

它基于各种算法和机器学习技术，能够适应不同的道路和环境。

⑵远程控制系统智能循迹小车配备了远程控制系统，通过与用户的设备进行通信，实现远程操作和控制。

用户可以通过方式或电脑上的应用来实现远程控制。

⒌操作指南⑴启动与连接首先，确保智能循迹小车的电源供应正常，然后将其与远程控制设备进行配对。

步骤可以参考用户手册中的说明。

⑵自主导航一旦连接成功，用户可以选择自主导航模式，并根据需要设定目标点。

智能循迹小车将使用内置的导航算法自动规划路径并行驶到目标点。

⑶循迹功能用户可以选择循迹模式，并在地面上设置标记点或线。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章前言 (2)1.1 智能循迹机器人简介 (2)1.2 设计目的 (2)1.3 设计内容及要求 (2)第2章硬件设计及说明 (3)2.1 系统设计 (3)2.2 电机驱动部分 (4)2.3芯片AT89S51的内部资源及工作介绍 (4)第3章软件设计及说明 (6)3.1 软件系统流程图 (6)3.2 子模块的原理图及过做过程实验代码 (7)第4章智能循迹机器人的功能简介 (28)第 5章设计心得与体会 (29)参考文献 (30)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章前言1.1 智能循迹机器人简介单片机益智系类—智能循迹机器人是由益芯科技有限公司为科教方便而研发设计的。

根据现代学校对嵌入式系统开发的需求。

依据提高学生实际动手能力和思考能力，以加强学生对现实生活中嵌入式系统的应用为参照。

智能循迹机器人全新的设计模式，良好的电路设计，一体化的机电组合，智趣的系统开发，更是成为加强学生学习兴趣的总动源。

1.2 设计目的1．明确智能循迹机器人的设计原理。

2. 学会智能循迹机器人的组装、焊接方法。

3. 熟悉芯片AT89S51及各个子模块的使用方法，并掌握其工作原理。

4. 编写、调试各个应用程序，实现要求的各种功能。

5. 电子技术课程设计是学习电子技术十分重要的环节之一，对于巩固所学的电子技术理论知识，加强基本的技能训练具有明显的积极作用。

1.3 设计内容及要求1. 分析智能循迹机器人电路原理图、熟识各个电子元器件。

2. 主要技术要求：智能循迹机器人循迹避障、避悬崖、数码显示声控光控停止与行进及蜂鸣报警、红外线遥控等功能，3. 焊接、组装、调试智能循迹机器人4. 写出设计说明书、任务书。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第2章硬件设计及说明2.1 系统设计本组智能小车的硬件主要有以AT89S51作为核心的主控器部分、自动循迹部分、显示部分、电机驱动部分。

装订线2012国家级大学生创新创业计划益智循迹机械小车设计说明书设计：指导老师：二〇一三年六月装订线摘要本设计以机械能为动力源，设计开发一种可以按一定轨迹行进的机械小车，通过机械装置的调整与操作可直观的展示机械能量转化、能量守恒、机械传动原理的奥秘，开发智力，培养其对机械设计的兴趣。

根据益智循迹机械小车基本功能，将其分为能量转换机构、传动机构、转向机构、微调机构四个模块进行设计开发。

能量转换机构采用了发条、绕线轮的结构组成，将弹簧的弹性势能转化为动能驱动小车运动；传动机构采用了直齿圆柱齿轮传动，并基于齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度对齿轮的有关参数设计，同时为了降低成本，在设计的过程中，利用UG软件对齿轮进行了运动仿真；转向机构是小车设计的核心，采用齿轮+凸轮的传动方案控制小车转向，完成避障行走；微调机构采用螺母、丝杠的微调方案弥补零件加工、装配的误差，从而使益智循迹机械小车达到按照预定的轨迹避障行走、找到最佳起跑点的目的使用者通过观察样机的工作原理，并亲手调试，改变小车的可调变量，观察其行走规律，从而以游戏的形式锻炼了操作者的动手能力，使人们获得身心健康，增强自身的逻辑分析能力，和思维敏捷性。

而且娱乐性也十分强。

关键字：益智微调机构转向机构传动机构装订线AbstractThe design of the mechanical energy as a power source, mechanical design and development of a car can travel in a certain path, through the adjustment and operation of mechanical device can directly display the mechanical energy conversion, energy conservation, mechanical transmission principle of mystery, intellectual development, cultivate interest on its mechanical design.According to the basic function of educational tracking machinery trolley, which is divided into the energy conversion mechanism, transmission mechanism, turn to the four module mechanism, adjustment mechanism for design and development. The energy conversion mechanism adopts winding, the winding wheel structure, the elastic potential energy of the spring is converted to kinetic energy driving car movement; the drive mechanism adopts gear transmission, and based on the tooth surface contact fatigue strength, the parameter design of tooth root bending fatigue strength of gear, at the same time in order to reduce the cost, in the process of the design, to gear are simulated by using UG software; the steering mechanism is the core of car design, the transmission gear and cam control car steering, complete avoidance walking; adjustment mechanism by trimming nut, screw up program error parts processing, assembly, so that the puzzle tracking machinery trolley achieve according to a predetermined trajectory obstacle avoidance walking, find the best starting point for the purpose ofThe user through the working principle of the prototype, and personally debugging, change car adjustable variables, observe its walking rules, so as to the game in the form of exercise the ability, causes the people to obtain the physical and mental health, enhance their ability of logical analysis, and thinking agility. And the entertainment is also very strong.Keywords:Alpinia oxyphylla Fine tuning mechanism steering gear transimission gear装订线目录第一章绪论 (1)1.1 “S”型路线益智循迹机械小车设计的目的及意义 (1)1.2 益智循迹机械小车的设计思路 (1)第二章益智循迹机械小车的方案设计阶段 (2)2.1总体方案分析 (2)2.2车架设计理念 (3)2.3动力部分 (4)2.4机械传动机构 (4)2.5转向机构的方案分析 (4)2.6差速机构的设计 (5)2.7 微调机构 (5)第三章益智循迹机械小车的技术设计 (7)3.1 能量耗散分析模型 (7)3.2 小车驱动及转向原理分析 (8)3.3 计算小车的传动比 (9)3.4 小车行走路程估算 (11)3.5 齿轮的设计与强度校核 (11)3.5.1第一对齿轮的分析设计 (11)3.5.2第二对齿轮的分析设计 (17)3.6 凸轮的设计计算 (17)3.7 轴的强度校核 (24)3.7.1 驱动轴的强度校核 (24)3.7.2 后轮轴的强度校核 (28)第四章益智循迹机械小车主要零件的加工 (34)4.1 小车的底板设计及加工 (34)4.2 车轮的设计与加工 (39)4.3 轴承支座的设计加工 (44)4.4 齿轮的加工 (45)第五章益智循迹机械小车的整体设计 (48)5.1 小车样机展示 (48)5.2 小车制作调试及改进 (48)5.3 分析讨论小车如何实现变桩距的避障行走 (50)5.4 小车优缺点 (50)致谢词 (51)参考文献： (52)装订线第一章绪论1.1 “S”型路线益智循迹机械小车设计的目的及意义本设计以机械能为动力源，设计开发一种可以按一定轨迹行进的机械小车，通过机械装置的调整与操作可直观的展示机械能量转化、能量守恒、机械传动原理的奥秘，开发智力，培养其对机械设计的兴趣。

计算机控制课程设计说明书 题目： 循 迹 小 车学生姓名： 王 荣 明学 号： 200706040123院 （系）： 电信学院（自动化系）专 业： 测控技术与仪器指导教师： 刘文波、姜丽波2011 年 1 月 14 日循迹小车方案书一、课设题目：循迹小车 二、课设要求：1、完成基本设计功能 （顺利走一个“8“字型的黑色轨迹一周）2、所用时间长短方案2：采用2节4.2V 可充电式锂电池串联共8.6V 给直流电机供电，经过7805的电压变换后给支流电机供电，给单片机系统和其他芯片供电。

但由于电压不太够，价格昂贵，因此，我们放弃了。

方案3：采用:9V 蓄电池为直流电机供电，将12V 弃了。

方案4：直接采用9V直流电源，由稳压模块将220v交流电转换为9V直流电，再经7805稳压到5V供单片机，电机使用。

但其不能用于远距离，且在运行中要注意电线的干扰。

由于用于本次设计演示的标轨道不太大，在演示时我们可以人为控制电源线部分，所以我们采用此方案，因为它最经济实惠。

电路图如下：图2电源模块电路图2、电机驱动控制部分：这部分采用专门的电机控制芯片L298，它可同时对两个电机进行驱动控制，电路简单，控制效果好，干扰小，因此我们采用此方案，电路图如下图3电机驱动控制部分电路图L298的具体参数如下：L298管脚排列如下：3传感器探测部分：方案1：用光敏电阻组成光敏探测器。

光敏电阻的阻值可以跟随周围环境光线的变化而变化。

当光线照射到白线上面时，光线发射强烈，光线照射到黑线上面时，光线发射较弱。

因此光敏电阻在白线和黑线上方时，阻值会发生明显的变化。

将阻值的变化值经过比较器就可以输出高低电平。

但是这种方案受光照影响很大，不能够稳定的工作。

因此我们考虑其他更加稳定的方案。

方案2：用红外发射管和接收管自己制作光电对管寻迹传感器。

红外发射管发出红外线，当发出的红外线照射到白色的平面后反射，若红外接收管能接收到反射回的光线则检测出白线继而输出低电平，若接收不到发射管发出的光线则检测出黑线继而输出高电平。

D2-3型循迹避障小车说明1.功能简介该循迹避障小车使用红外线收发二极管作为传感器，装在前方的两组红外线收发二极管探测前方是否有障碍物，装在下面的两组红外线收发二极管作为循迹使用。

LM339将四个红外线接收二极管的输出信号放大后传送给单片机STC15W201S进行处理，单片机根据这四组信号做出判断，然后控制两个直流电机的运行和停止。

4个蓝白可调电阻可以调节4组红外线收发二极管的灵敏度。

STC15W201S 是一种C51单片机，它下载程序方便，工作电压范围宽，只需要两节1.5V电池就能工作。

非常适合初学者使用。

2.电路图3.元件清单机械零部件4.装配与调试按电路图和电路板上的标识依次将色环电阻，瓷片电容，发光二极管，集成电路插座，排针，电位器，开关，三极管，电解电容焊接在电路板上，注意IC方向，发光二极管的方向。

所有元件焊接完成后检查电路板，以免有虚焊，漏焊，短路的情况。

循迹用的两组二极管安装在二极管的下方，距离万向轮顶端5MM左右。

直流电机的接线有正反，如果在通电后发现电机转反了，只需要将电机的两根线调换后重新焊接即可。

所有安装工作完成后，将电源开关S1拨到OFF位置，S2拨到循迹位置，放入两节电池，再将S1拨到ON位置。

这时需要先调节循迹红外接收二极管的灵敏度。

调节方法以D3 D7这一组二极管为例，先将D3 D7对准黑色的轨道线，调节可调电阻R10，使右边的电机处于刚好停止的状态，然后将D3 D7 对准纸张的白色区域，只要一对准白色区域，右边的电机马上就开始运转，这时这一组二极管的灵敏度就调节好了，另外一组红外线收发二极管D4 D9的调节方法相同。

把小车放到轨道上，就可以循迹了。

把开关S2拨到避障位置，调节前方两组避障二极管的灵敏度，将D6 D10 对准一个物体，调节可调电阻R19，直到刚好有一边的电机停转，然后将D6 D10 对准空旷地方，这时停止的这一边电机恢复运转，这组二极管就调节完毕了。