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研究生:施建正
研究生(外文):Cheng-Chen Shih
論文名稱:具自動收放電源線的自走車之開發
論文名稱(外文):Apparatus for Continuous Automatic Spooling of AGV Power Supply System
指導教授:葉隆吉葉隆吉引用關係
指導教授(外文):Long-Jyi Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:大同大學
系所名稱:機械工程學系(所)
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:62
中文關鍵詞:微控制器紅外線感測器
外文關鍵詞:Microcontrollerinfrared ray sensor
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本論文主要研究一台可以自動收放電源線之清掃的自走車系統,系統的控制核心為單晶片微控制器PIC18F452。在整體系統中自走車主要由兩顆步進馬達為動力的車體,車上搭載六個紅外線感測器,用來偵測障礙物,並推算感測器與障礙物的實際距離(cm)。另外設計一個具有三方向電線張力感測開關的電源線收放控制機構,用來偵測自走車電源線收放的控制時機;以及一個由直流馬達控制的電源線收納盤,自走車電源由四顆12v鉛蓄電池提供。
本論文自走車利用紅外線巡牆行走後,便等待電源插頭插入(另ㄧ位同學的論文研究),當插頭插入即進入打掃模式並以弓字型打掃地面,接著利用電源線收放控制機構來對電源線的長短做收線和放線的控制,當打掃任務完成,自走車一面循牆行走一面收起電源線回到插座區。實驗結果證實清掃自走車能在清掃任務過程中有效的對電源線做出收線和放線動作。
This thesis focuses on the mobile cleaning robot which could gather and loose the power line automatically. The robot uses Single-Chip Microcontroller PIC18F452 as the core of the matter. The body of the robot is made up of two stepping motors, six infrared ray sensor which detects obstacles and calculates the real distance(cm) between the sensor and obstacles. Besides, designing one power line rewinding controller which posesess the electric-wire tension sensor switch to detect the rewinding control opportunity of the power line of the robot;one power line collector controlled by a DC motor. The power of the robot offered by four 12v lead- storage batteries.
When utilizing the infrared ray for wall following walking, it has waited for the plug to be inserted(another classmate’s thesis); it has entered into sweeping pattern and cleaned in S-type after the plug inserted, then using the controller to control the length of the power line; when finished the cleaning task, it walked along the wall and packed up the power line in the meantime, and get back to the socket area. The experimental result proved that the robot could gather and loose the power line effectively during the cleaning process.
誌謝I
摘要II
ABSTRACTIII
目錄IV
圖目錄VII
第一章 緒論1
1-1 前言1
1-2 機器人發展史2
1-3 文獻回顧4
1-4 研究動機5
1-5 論文架構7
第二章 自走車系統架構及硬體電路8
2-1自走車架構8
2-2系統方塊圖及系統流程圖12
2-3 細部方塊圖及硬體電路功能說明14
2-3-1 運動控制模組14
2-3-2 紅外線感測器模組17
2-3-3 電池電量偵測模組21
2-3-4 電源線捲線盤24
2-3-5 電源線收放控制模組26
2-3-6 PIC18F452單晶片34
第三章 系統工作原理36
3-1 紅外線偵測障礙物距離取值方法36
3-2 自走車的運動控制39
3-2-1 自走車的角度控制39
3-2-2 自走車與牆壁平行控制40
3-2-3 自走車巡牆行走控制41
3-2-4 自走車巡牆閃避障礙物控制43
3-2-5 自走車清掃路徑控制46
3-3 電源線收放控制48
3-3-1 電源線收放控制模組之控制原理48
3-3-2 清掃模式下之電源線收放控制49
第四章 實驗結果與討論51
4-1 紅外線偵測牆面實驗結果51
4-2自走車運動控制實驗結果52
4-3清掃路徑的執行實驗結果53
第五章 結論與展望56
5-1 結論56
5-2 展望57
參考文獻58
附錄60
附錄[A]:GP2D12規格書60
附錄[B]:TL431 IC規格書61
附錄[C]:PIC18F452接腳圖62
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