机电一体设计：移动智能小车的超声红外控制与系统详解

本资源主要介绍了机电一体化项目设计中的移动智能小车，由一组成员共同完成，包括毛波、刘立志、卢建国和史小华。项目着重于机械系统、电气系统、传感系统和控制系统的设计与实现。 **机械系统** - **舵机动力关节**: 小车的关键部分是舵机，它能够自由控制转动角度并锁定在给定角度，为小车提供了精准的定位和转向能力。 - **直流电机**: 用于驱动车轮、万向轮以及杆件，FAULHABER234212CR型电机具有12VDC额定电压和1.5A额定电流，配合行星齿轮减速器，实现了47:1的减速比，提高传动效率。 - **总体结构**: 机械整体设计考虑了尺寸限制，最大尺寸为D32mmL70mm，确保了小车的紧凑性和便携性。 **电气系统** - **直流电机**: 选择的FAULHABER电机，具备17W的标称功率，工作电压12V，有行星齿轮减速器配合，降低了电机转速，适合移动机器人应用。 - **4路电机驱动电路**: L298P驱动电路被用于控制四个电机，采用闭环控制，通过光学编码器监测车轮速度并与目标速度进行比较，PID算法用于调节电机电压以实现精确控制。 - **舵机**: SolidMotion CDS5401型舵机，供电电压范围为4.8~7.4VDC，提供13Kgf.cm的最大扭矩，用于精确控制小车的转向动作。 **传感系统** - **红外传感**: 用于环境感知，可能是小车避障或路径规划的重要传感器。 - **光强传感**: 可能用于检测光照强度，可能用于环境适应或导航功能。 **控制系统** - **单片机**: 控制系统的核心，负责处理来自传感器的数据，执行算法，并发送指令给电机和舵机。 - **程控方式**: 采用闭环控制，通过实时反馈机制确保小车的动作准确和稳定。 **其他** - 项目强调了直流有刷电机的优点，如功率密度大、尺寸小和易于控制，尽管存在电流换向问题，但这些因素在移动机器人领域仍使其成为首选。 这个移动智能小车项目涉及了多个关键组件的集成，从机械结构的精密设计到电子控制的高效运作，展示了团队对现代机电一体化技术的深入理解和应用。