论文部分内容阅读
农业机器人是国内农业机械领域的研究热点之一,其中部分成熟的技术已在实际的农业生产中开始应用。但是,还有大量的相关技术需要进一步研究,研究阶段的试验环节还缺少相应的试验平台,这已成为制约其研究水平提高的基本问题。本文针对研究农业机器人视觉导航及多机器人通讯的需要,搭建了一种小型农业机器人试验平台,并对其进行了初步的控制系统设计和试验。本文的主要内容如下:(1)首先进行了小型农业机器人试验平台的总体设计和机械系统的设计。提出了试验平台的总体要求,根据要求确定了该试验平台的主要机构和功能。该试验平台采用预先规划的路径自动行走的方式,使用超声波传感器进行障碍物的检测,根据反馈结果判断运动情况;采用四轮两驱、差速转向的行走机构,其中前轮为无刷直流轮毂电机驱动的驱动轮,后轮为普通车轮的从动轮。(2)完成了基于单片机的控制系统设计。根据设计要求,选定了主控制器的型号并对所使用的驱动器、传感器等元器件进行了合理选择;完成了主控制电路、电源电路、电机驱动电路以及超声波检测电路的设计和制作。(3)在完成硬件设计制作的基础上,根据控制目标对控制器进行了软件程序的编写,根据功能不同可分为主程序模块、电机控制模块和超声波传感器控制模块。每个功能模块可以实现相应的设计功能。(4)在软、硬件子系统完成的基础上,实现了对小型农业机器人试验平台的组装、调试和试验。分别进行了车速测试和超声波传感器距离的测定,确定了该试验平台正常运行速度为1.5~4.2km/h,其对应的控制参数为80~90;超声波传感器的最佳检测距离在200cm以内;并进行了总体运行测试验证了试验平台的基本功能。试验结果表明,本文设计的小型农业机器人试验平台能够初步满足要求,达到了预期的设计目的。整个系统结构紧凑,控制方式简单,操作方便,为农业机器人视觉导航和多机器人的研究奠定了一定基础。