八站小车的毕业设计涉及很多知识。机械结构很重要。小车要有底盘。底盘要牢固。底盘上要安装轮子。轮子可以是三个。也可以是四个。前面一个轮子负责转向。后面两个轮子提供动力。动力来自电机。电机需要选择合适的型号。电机的扭矩要足够大。扭矩大小影响爬坡能力。如果扭矩太小。小车可能无法启动。电机转速也要考虑。转速太快。小车可能不稳定。转速太慢。小车走得就慢。需要找到平衡点。
电机需要连接车轮。连接方式有多种。可以直接连接。也可以通过齿轮连接。齿轮可以减速。同时增加扭矩。齿轮传动比较可靠。但齿轮传动有噪音。也可以使用皮带传动。皮带传动比较安静。但皮带可能打滑。选择传动方式要看具体需求。小车的尺寸不大。齿轮传动可能更合适。
小车需要电力。电力来自电池。电池种类很多。铅酸电池比较重。但价格便宜。锂电池比较轻。电量也足。但价格贵一些。毕业设计常用锂电池。电池电压要匹配电机。电机是十二伏的。电池也要十二伏。电池容量决定行驶时间。容量单位是安时。容量越大。小车跑得越久。但电池也越大越重。小车载重有限。不能无限增加电池。
控制是小车的核心。我们需要控制小车运动。控制它前进。控制它后退。控制它转弯。转弯角度要精确。八站小车要在八个站点停靠。站点位置是固定的。小车必须准确到达每个站点。这需要控制系统指挥。控制系统就像大脑。大脑由单片机担任。单片机是一种微型电脑。它可以执行程序。我们写好程序。烧录到单片机里。单片机就能按照程序工作。
单片机型号很多。51单片机比较基础。用它的人很多。学习资料也多。但它的功能简单。AVR单片机功能强一些。运行速度更快。现在更常用的是STM32。这种单片机功能强大。可以处理复杂任务。价格也不贵。对于八站小车。STM32是不错的选择。
程序编写是关键。我们要告诉小车怎么做。程序第一步是初始化。初始化包括设置端口。设置定时器。设置中断。初始化完成。小车进入主循环。主循环里不断检测信号。根据信号做出动作。信号从哪里来。来自传感器。小车要知道自己在哪里。就要靠传感器。常用的传感器有红外传感器。红外传感器可以检测地面标记。地面贴上黑线。小车沿着黑线走。红外传感器发现黑线。就给单片机信号。单片机知道小车在线上了。如果偏离黑线。传感器信号变化。单片机就调整方向。让小车回到线上。
除了红外传感器。还有超声波传感器。超声波传感器测量距离。前面有障碍物。超声波传感器先发现。测量出距离有多远。单片机得到距离数据。如果距离太近。就命令小车停下。或者绕开障碍物。八站小车的路径可能不是直线。会有弯道。会有交叉口。在交叉口。小车要决定往哪边走。这需要程序提前规划。程序里写好路线。小车按顺序访问八个站点。不能出错。不能漏掉站点。
站点识别靠标记。每个站点有特殊标记。比如不同的线条图案。不同的颜色。传感器识别这些标记。识别到一号站标记。小车就停下。等待几秒钟。模拟上下货物。然后继续出发。前往二号站。依次进行。直到八个站都访问完毕。
小车的启动和停止需要开关。车上安装一个按钮。按下按钮。小车开始工作。再按一下。小车停止。也可以设计遥控功能。用无线模块控制。无线模块比如蓝牙模块。手机通过蓝牙连接小车。在手机上按按钮。小车就前进。手机上按另一个按钮。小车就转弯。这样更方便。
小车的机械部分要做出来。可以买现成的零件。比如电机。轮子。底盘。也可以自己用材料做。亚克力板容易切割。可以用来做底盘。先用尺子量好尺寸。用笔在板上画线。然后用钩刀切割。切割好以后。用螺丝把各部分拧在一起。安装电机要用支架。电机支架固定电机。确保电机轴和轮子对准。
电路部分要小心。电池正负极不能接反。接反会烧坏元件。电机驱动模块是必须的。单片机引脚电流很小。不能直接驱动电机。需要电机驱动模块放大电流。常用的驱动模块有L298N。这个模块可以控制两个电机。控制电机正转。控制电机反转。还能调节电机速度。速度调节靠PWM技术。PWM是一种方波信号。通过调整方波的宽度。改变电机的平均电压。速度就变化了。
所有电路要焊接。焊接使用电烙铁。电烙铁温度要高。焊锡要融化彻底。焊接时间不能太长。太长会烫坏元件。焊点要圆润光滑。不能虚焊。虚焊会导致接触不良。小车跑着跑着可能断电。焊接完要检查。用眼睛看每个焊点。也可以用万用表测量。万用表打到通断档。测试线路是否连通。
结构组装和电路连接都完成。接下来是调试。调试很花时间。小车可能不往前走。可能只转圈。可能遇到站点不停。要一个问题一个问题解决。先检查电源。电池有电吗。电压够吗。用万用表量电池电压。电压正常。再检查电机接线。电机线是否接牢。用手转动轮子。感觉有没有阻力。然后检查程序。程序有没有错误。传感器信号是否正确。可以在程序里加调试信息。通过串口发送到电脑。在电脑上看数据。数据不对。就修改程序。
地面标记要清晰。黑线要用黑色电工胶带。粘贴牢固。不能起皱。站点标记要明显。和小车上的传感器匹配。传感器高度要调整。距离地面不能太远。太远检测不灵敏。也不能太近。太近容易撞到地面。
反复测试。小车能顺利走完八个站点。毕业设计就基本成功了。最后要写设计报告。报告里说明设计思路。画出电路图。画出程序流程图。列出用到的零件。零件名称。型号。数量。价格。记录调试过程。遇到的问题。解决方法。报告内容要详细。格式要规范。
参考文献是报告的一部分。参考文献是我们在设计时参考的书。参考的文章。参考的网站。参考文献告诉我们前人怎么做。我们学习他们的方法。参考文献要真实。要看过的才能写。不能乱写。格式要统一。
常见的参考文献包括单片机教材。比如《单片机原理与应用》。这本书讲单片机基础知识。还有《电机控制技术》。这本书讲怎么控制电机。传感器方面可以看《传感器与检测技术》。这本书介绍各种传感器原理。关于小车的整体设计。可以参考《移动机器人设计基础》。这些书在图书馆可以找到。
除了书。还有学术论文。在知网。万方可以搜索。搜索关键词“自动导引小车”。“循迹小车设计”。“多站点停靠控制”。能找到很多相关论文。看这些论文。了解别人的方案。他们的优点。他们的不足。我们借鉴优点。改进不足。
网络资料也很有用。比如单片机论坛。论坛里有很多人讨论技术问题。有人可能做过类似小车。他们把经验分享出来。我们遇到问题。可以在论坛搜索。也许能找到答案。但网络资料要辨别。不一定全部正确。最好多方验证。
参考文献的写法有国家标准。作者名。书名。出版社。出版年份。页码。都要写清楚。期刊论文要写期刊名。哪一卷。哪一期。网络资料要写网址。访问日期。认真写好参考文献。是对别人工作的尊重。也是毕业设计规范性的体现。
八站小车毕业设计是一个综合任务。它把学的知识用起来。机械。电路。编程。都要懂一点。动手能力很重要。光看书不行。必须亲自做。焊接。调试。失败了再来。这个过程能学到很多东西。做好了会有成就感。