新型自动割草机的设计与开发
69页1、北京理工大学珠海学院2020届本科生毕业设计新型自动割草机的设计与开发控制系统设计新型自动割草机的设计与开发控制系统设计摘 要在园林设计和修剪时割草机是必不可少的重要工具,尤其对于园艺工人来说割草机的使用更是家常便饭,然而对于修剪草坪的工作并不是一件轻松容易的活。机器笨重、发动机轰鸣是很多人对割草机的刻板印象。设计一款省时、省力、高效并且低噪音的割草机即是本课题主要目的。新型自动割草机的控制核心系统为基于ARM CortexM3的架构,采用STM32 F1系列为控制芯片,采用四轮四驱的编码器电机实现驱动,同时配合MPU6050陀螺仪芯片实现PID算法控制实现割草机精准运动。操作方式采用遥控Wi-Fi远程控制,其采用NRF24L01芯片通过SPI通信将数据传输至核心控制板。为了实现割草的高度,使用PWM控制两个舵机的角度配合连接杆来完成升降。割草刀片使用直流电机采用往复式的运动方式实现草坪修剪。关键词:割草机;STM32 F1;编码电机;PID算法;NRF24L01;舵机Design and development of new automatic lawn mowercontrol s
2、ystem designAbstractThe lawnmower is an indispensable and important tool in garden design and mowing. Especially for gardeners, the use of lawnmowers is commonplace, but it is not an easy job for lawn trimming. Heavy machines and roaring engines are stereotypes of lawn mowers. Designing a lawnmower that saves time, effort, efficiency, and low noise is the main purpose of this topic. The control core system of the new automatic lawn mower is based on the ARM Cortex-M3 architecture, using the STM3
3、2 F1 series as the control chip, using four-wheel drive encoder motor to achieve the drive.At the same time, it cooperates with MPU6050 chip to realize PID algorithm control to achieve precise motion of lawn mower.The operation mode uses remote control Wi-Fi remote control, which uses the NRF24L01 chip to transmit data to the core control board through SPI communication. In order to achieve the height of mowing, PWM is used to control the angle of the two servos and the connecting rod to complet
4、e the lifting. The mowing blade uses a DC motor to reciprocate the lawn using a reciprocating motion.Keywords: Lawn mower;STM32 F1; Coded motor; PID algorithm;NRF24L01;Steering gear 目 录1 绪论11.1本设计的意义及其目的11.2割草机在国内外的发展概况11.3割草机主要技术内容21.4新型自动割草机的主要优势22割草机总体设计方案32.1设计原理及方案32.2割草刀具32.3车身独立悬挂62.4刀具升降结构73元器件选型83.1主控芯片选型83.2无线通讯芯片选型93.3舵机选型103.3.1舵机的应用103.3.2舵机工作原理及选型113.4编码器电机选型123.4.1霍尔编码编码器的原理123.4.2直流减速电机的选型133.5电机驱动144硬件设计及连接164.1通用I/O口引脚分配164.2电机过载电路设计174.3电路布局175开发环境介绍195.1编译环境Keil195.2 STLINK仿真
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