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河北工业大学
硕士学位论文
基于太阳能电池的移动机器人能源自治系统研究
姓名:栗少云
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:戴士杰
20061201
河北工业大学硕士学位论文
基于太阳能电池的移动机器人能源自治系统研究

摘要

实现机器人的完全智能化,除了其行为自治外,还需要能源自治。在综合比较国内外
用于移动机器人上的各种能源的基础上,得出对于石化,炼油等企业的危险作业环境下的
移动机器人,太阳能是比较合适的能源之一。
基于太阳能电池的移动机器人能源自治系统,包括跟踪机构和控制系统。水平方向跟
踪机构采用结构简单较为实用的转盘,竖直跟踪机构采用绕支架转动系统,以实现对太阳
方位角和高度角的实时跟踪。传感系统采用光敏电阻比较法,利用了光敏电阻阻值随光强
的变化而变化的原理,四个光敏电阻分别放置在电池板四周侧面的对称位置,对称位置组
成两组传感系统。当每组传感系统接受到的光强小于所设定的阈值时,单片机经过处理后,
不会发出让步进电机动作的命令,当每组传感系统接受到的光强大于所设定的阈值时,单
片机控制步进电机向减小差值的方向转动,步进电机的速度是由偏差值经过模糊运算后来
确定的,保证了太阳能电池始终与太阳光垂直,从而最大限度地接受太阳光。控制系统的
CPU 选用 Atmel 公司的 At89S52(与 Intel 公司 MCS-51 系列兼容)作为控制核心来控制机
构的执行部件――步进电动机。完成了单片机外围硬件电路的设计。系统驱动器采用了与
步进电机配套的专用集成模块,具有强抗干扰性、高频性能好、结构简单、运行平稳等特
点。

关键词:移动机器人,太阳能电池,能源自治,光敏电阻,光强差值,













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基于太阳能电池的移动机器人能源自治系统研究
STUDY ON SYSTEM OF ROBOT POWER
AUTONOMY BASED ON SOLAR BATTERY



ABSTRACT


Implementing fully intelligence for robot,not only behavior autonomy but also power
task pare kinds of powers abroad and internal for mobile robot,educe
that mobile robot in petroleum and chemical industry, solar power is fit power.
The task is power autonomy system for mobile robot based on solar power battery,including
tracking machine and control system. The tracking machine of level direction adopts simple and
applied dial ,at height direction tracking machine adopts turning pass bracket , realized tracking
to the solar azimuth and altitude angle in real system adopts photosensitive resistance
compare method .Based on photosensitive resistance changing at illumination ,four
photosensitive resistance separate are placed battery’s around symmetry positions, symmetry
positions build up two sense light intension are accepted by each sense system less
than enactment threshold ,singlechip don’t send out order after singlechip deal light
intension are accepted by each sense system more than enactme