基于摇杆的机器人无线操控器设计文献综述

 2021-09-25 08:09

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文献综述

一、遥控机器人简介

由于人工智能、计算机科学和传感器科学的迅速发展,使得机器人的研究在高水平上进行。进入21世纪,未来的机器人技术将向着具有行走能力、对环境自主性强、具有多种感觉能力的智能机器人的方向发展。比如FIRA国际机器人足球联合会和ROBOTCUP国际机器人世界杯赛,在机器人足球赛中,分为半自主型,全自主型,类人型,仿真性四种类型的比赛。这些机器人通过自身的视觉传感系统判断当前局势,自主防守进攻,并通过无线通讯实现与队友之间的传接配合。但是目前,机器人智能化水平有待提高,尤其是移动机器人全自主控制方式尚不够成熟,很多情况下需要借助遥控器对其进行遥控操作。遥控器的引入在一定程度上弥补了现有机器人技术在机器人智能方面的欠缺,使得机器人的使用变得更加方便和可靠[1]。

二、遥控器的类型

在遥控器的选择方面,有很多方式,比如蓝牙,wifi,有限遥控,无线遥控等。在选择无线收发模块的时候,要综合考虑无线发射器的范围,功耗,数据速率,天线尺寸,互用性等,无线模块的恰当选取对于无线遥控器的设计至关重要。

用蓝牙遥控,可以直接在手机上实现,HC-06是手机蓝牙的无线串口通讯模块,单片机可以通过LED的状态输出脚来判断蓝牙是否连接,在蓝牙的接收模块中,使用HC-06从机模块,该模块接收蓝牙手机,蓝牙遥控器等的终端配对,实现无线串口通讯。编程方面直接用JAVA语言开发。但是蓝牙工作在2.4G的频段就决定了传输的距离不可能太长,而且蓝牙的功耗是很高的[2]。

红外遥控作为一种非常常见的,也是非常成熟的遥控方式,在遥控器的设计时也要认真考虑的。现在的红外遥控器随处可见,大到航空航天,小到日常家居,可以说,红外遥控已经遍布了我们整个社会生活。红外遥控器系统有发射和接收两个部分,发射部分实际上就是红外发光二极管,可以发射红外光。红外线的发射器可以使用发射器专用芯片UPD6121G,当发射器有键按下的时候,既有遥控码发出,按下的键不同遥控编码信号也不同[3]。采用红外线遥控不仅完全可靠而且能有效地隔离电气干扰。由于红外线抗干扰能力强,且不会对周围的无线电设备产生干扰电波,同时红外发射接收范围窄,安全性较高。红外遥控虽然被广泛应用,但各产商的遥控器不能相互兼容。红外遥控器是用红外线来传送控制信号的,它的特点是有方向性、不能有阻挡、距离一般不超过7米、不受电磁干扰[4]。

而无线电遥控器是用无线电波来传送控制信号的,它的特点是无方向性、可以不面对面控制、距离远(可达数十米,甚至数公里)。传输距离远、抗干扰能力强、穿透性高、误码率低,而且无方向性[5],因此,无线电遥控器更加适用于需要高可靠性、无方向性遥控操作的领域。软件无线电的概念是将信号数字化处理无限接近天线,这种理想软件无线电代表了无线电平台的最大灵活性[6]。从基于硬件、面向用途的传感器设计方法中解放出来。功能软件化的实现方法势必减少功能单一、灵活性差的硬件电路,建立一个通用的、开放的硬件平台,尽量利用软件来实现电台的各种功能模块,系统的升级是通过软件来实现的[7]。

无线电技术也应用于AGV系统,AGV系统是当今柔性制造系统(FMS)和自动化仓储系统中物流运输的主要手段。AGV具有适应性好、柔性程度高、可靠性好、可实现生产和搬运功能的集成化和自动化等优点[8],AGV行走的速度等数据

信息通过串口通信发送至主控板,并在触摸屏上显示;同时,通过无线通信将上述数据信息发送至上位机,实现上位机对AGV状态的监测。另一方面,上位机可将自动/

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