智能避障机器人设计与研究（硬件）摘要在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。
而机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。
因此，自动避障系统的研发就应运而生。
自动避障机器人就是基于这一系统开发而成的。
随着科技的发展，对于未知空间和人类所不能直接到达的地域的探索逐步成为热门，这就使机器人的自动避障有了重大的意义。
自动避障机器人可以作为地域探索机器人和紧急抢险机器人的运动系统，让机器人在行进中自动避过障碍物。
本文提出了一种经济实用的智能避障机器人系统设计方法，采用了小车底盘作为载体、直流电机作为执行元件、红外传感器作为检测元件、STC89C52单片机作为主控芯片、L298N作为驱动芯片和稳压电源芯片完成了检测电路设计、主控电路设计、电机驱动电路设计、稳压电路设计等硬件设计和制作，并对系统进行了仿真和综合调试，解决了一系列的难题，成功实现了自动避障功能。
关键词：智能避障机器人，红外传感器，单片机，L298N，PWM调速ITHE DESIGN AND STUDY OF INTELLIGENTOBSTACLE AVOIDANCE ROBOT(HARDWARE)ABSTRACTIn scientific exploration and emergency rescue often encounter some danger or human can not directly reach the area of detection, these will need to use the robot to complete. The robot's automatic obstacle avoidance movement in complex terrain is an essential and most basic function. Therefore, the automatic obstacle avoidance system development is made. Automatic obstacle avoidance robot development based on this system is made of. With the development of technology for the unknown space and mankind can not be directly accessible to gradually become a hot area of exploration, which makes the automatic obstacle avoidance robot has great significance. Automatic obstacle avoidance robot can serve as a regional exploration and emergency rescue robot system that allows robots to automatically avoid obstacles in the road.This paper presents an economical and practical design of intelligent obstacle avoidance robot system, using the car chassis as the carrier, the DC motor as the actuator, infrared sensors as detection devices, STC89C52 microcontroller as the main chip, L298N as the driver chip and regulated power supply chip to complete the detection circuit design, master control circuit design, motor driver circuit design, voltage regulator circuit design of hardware design and production. A lot of simulation and integrated debugging have been done to the system and a series of problems have been solved. Finally, the automatic obstacle avoidance function is accomplished successfully.IIKEY WORDS：Intelligent obstacle avoidance robot, infrared sensor, MCU, L298N, PWM speed adjustingIIIIV目录前言 (1)第1章系统总体方案设计 (4)§1.1 系统任务描述 (4)§1.2 控制系统要求 (4)§1.3 方案设计与论证 (4)§1.3.1 机器人载体选择 (4)§1.3.2 主控制器选择 (5)§1.3.3 传感器选择 (5)§1.3.4 电机驱动选择 (6)§1.3.5 稳压电源选择 (7)§1.3.6 智能小车最终方案 (7)§1.4 系统总体设计 (8)§1.4.1 系统组成 (8)§1.4.2 系统工作原理 (8)§1.5 本章小结 (9)第2章硬件设计 (10)§2.1 主控电路设计 (10)§2.1.1 STC89C52单片机硬件结构简介 (10)§2.1.2 最小应用系统设计 (12)§2.2 电机驱动电路的设计 (15)§2.2.1 智能小车驱动电机的要求 (15)§2.2.2 直流电机调速原理 (16)§2.2.3 L298N电机驱动原理 (17)§2.3 障碍物检测电路设计 (22)§2.4 报警电路设计 (23)§2.5 稳压电源电路设计 (24)§2.6 系统整体电路设计 (25)V§2.7 本章小结 (26)第3章软件设计简介 (27)§3.1 主程序模块 (27)§3.1.1 程序控制设计 (27)§3.1.2主程序流程图 (27)§3.2初始化模块 (29)§3.3 延时模块 (29)§3.4 中断模块 (29)§3.5 报警模块 (29)§3.6 驱动模块 (29)§3.7 本章小结 (30)第4章系统的安装与调试 (31)§4.1 安装步骤 (31)§4.2系统调试 (31)§4.2.1 硬件调试 (31)§4.2.2 软件调试 (32)§4.2.3 联合调试 (32)§4.3本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)VI前言1.设计的依据与意义机器人作为人类的新型生产工具，在减轻劳动强度，提高生产率，改变生产模式，把人从危险、恶劣、繁重的工作环境下解放出来等方面，显示出极大的优越性。
机器人的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。
移动机器人是机器人学的一个重要分支，而自主式移动机器人是智能程度最高的机器人，是移动机器人的重要发展方向。
在科学探索和紧急抢险中经常会遇到对与一些危险或人类不能直接到达的地域的探测，这些就需要用机器人来完成。
而在机器人在复杂地形中行进时自动避障是一项必不可少也是最基本的功能。
因此，自动避障系统的研发就应运而生。
本设计的智能避障机器人就是基于这一系统开发而成的。
安全避障具体的实现方法有很多种，主要有超声避障、视觉避障、红外传感器、激光避障、接近觉传感器、微波雷达等避障方法。
随着计算机、智能控制、传感器技术、信息技术、单片机技术等的进一步发展，人们对机器人性能的要求也越来越高。
智能机器人可以在“了解＂周围环境的情况下自己进行逻辑判断和分析，在无人控制的情况下，自主完成任务。
机器人在完成任务的过程中面临着如何去检测路面上的障碍物并选择最佳的路径绕开障碍物的问题，即移动机器人的避障问题。
对避障的研究具有十分重要的现实意义，为交通运输业带来巨大的变革，也为车辆的自主导航和无人驾驶车辆的实现提供了重要技术。
2.国内外同类设计的概况综述1962年第一台工业机器人Unimate在美国通用汽车公司投入使用，标志着第一代机器人的诞生。
现代机器人从诞生到现在，已经发展到了第三代。
第一代机器人主要指以“示教一再现”方式工作的机器人。
示教内容为机器人操作机构的空间轨迹、作业条件、作业顺序等。
第二代机器人具有一定的感觉装置，能获取作业环境操作对象的简单信息，通过计算机分析处理后，由机器人做一定的推理，对动作进行反馈控制，表现出低级的智能。
1第三代机器人是指具有高度适应性和自主决策能力的机器人，它具有复杂的感知和检测功能，可进行复杂的逻辑判断、自主规划和决策，在作业环境中独行动。
在国外，研究工作有：（1）室外几种典型应用的移动机器人：由美国NASA资助研制的“丹蒂II”八足行走机器人，是一个能提供对高移动性机器人运动的了解和远程机器人探险的行走机器人。
美国NASA研制的火星探测机器人索杰那于1997年登上火星，这一事件向全世界进行了报道。
德国研制了一种轮椅机器人，并在乌尔姆市中心车站的客流高峰期的环境和1998年汉诺威工业商品博览会的展览大厅环境中进行了实地现场表演。
（2）高完整性机器人。
意指机器人在工作时一定是正确的，并不一定要连续工作。
（3）遥控移动机器人。
（4）环境与机器人集成。
像人需要道路、交通信号灯等一样，机器人为了在一个动态变化的环境中行动，也同样需要基础设施。
（5）生态机器人学（生物机器人学）。
（6）多机器人系统。
主要是获取机器人团队协调和控制技术，并将其应用于战略重要情况。
在国内，对移动机器人的研究起步较晚，主要的研究工作有：（1）清华大学智能移动机器人于1994年通过鉴定。
（2）中国科学院沈阳自动化研究所的AGV和防暴机器人。
（3）哈工大机器人技术有限公司开发研制成功了我国第一台智能型服务机器人。