基于SOLIDWORKS智能追踪小车设计与优化（单片机循迹避障小车+CAD+三维建模+运动仿真）
本次设计是对智能追踪小车总体结构及单片机控制系统进行设计。机械结构部分主要包括:传动系统的设计、台架系统的设计、转向系统的设计。对设计零件进行设计计算分析和校核。运用solidworks软件对设计的零件及装配进行三维建模分析。并运用CAD辅助软件绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。单片机控制模块用到了AT89C52,遁迹避障用到了超声波传感器。通过这些元器件来实现小车智能小车的运行。整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到传动轴上，传动轴带动万向节联轴器，带动轮子，从而带动整机装置运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
关键词：智能追踪小车的设计、联轴器、避障减震 、机械结构、单片机
目录
1 绪论 1
1.1智能小车的意义和作用 1
1.2 研究目的及意义 2
1.3 国内外发展情况 3
2 智能追踪小车的设计总体设计 5
2.1智能追踪小车的组成 5
2.2方案选择及论证 5
2.2.1 电机模块 5
2.2.2 车架选择 6
3 智能追踪小车机械结构设计 7
3.1 步进电机选择 7
3.1.1 计算输出轴的转矩 7
3.1.2 确定各轴传动比 8
3.1.3 传动装置的运动和动力参数 8
3.2齿轮设计与计算 11
3.2.1 高速级齿轮设计与计算 11
3.2.2 低速级齿轮设计与计算 15
3.3 轴的设计与计算 19
3.3.1 输入轴的设计与计算 19
3.3.2 中间轴的设计与计算 22
3.3.3 输出轴的设计与计算 24
3.4 轴承的校核 27
3.4.1 输入轴上轴承寿命计算 27
3.4.2 中间轴上轴承寿命计算 28
3.4.3 输出轴上轴承寿命计算 29
3.5 键的选择和校核 31
3.5.1 键的选择 31
3.5.2 键的校核 31
3.6 机架的设计 31
3.6.1对机架结构的基本要求 31
3.6.2 机架的结构 33
3.6.3 横梁设计 34
3.6.4 机架的基本尺寸的确定 35
3.7智能追踪小车的设计的三维虚拟展示 37
3.7.1 底盘 37
3.7.2臂码 37
3.7.3 前转向杯 38
3.7.4电机 38
3.7.5电机座 39
3.7.6整机装配 39
4.小车控制系统的硬件设计 40
4.1控制系统的分析 40
4.2部分硬件的选型设计 40
4.2.1单片机的设计 40
4.2.2传感器的选型设计 42
4.2.3显示器的选型设计 44
4.2.4蜂鸣器的选型设计 45
4.3驱动系统的设计分析 46
4.3.1驱动方式的选择 46
4.3.2行走系统的驱动装置 47
4.3.3自动遁迹智能小车的运行分析 48
4.4各模块电路设计 50
4.4.1单片机最小系统的设计 50
4.4.2检测模块设计分析 52
4.4.3LED显示接口设计分析 52
4.4.4报警模块电路设计分析 53
4.5硬件总体设计分析 53
5.小车控制系统的软件设计 55
5.1自动遁迹智能小车的遁迹避障功能描述 55
5.2程序功能的描述和思路 55
5.3程序设计说明 56
5.3.1主程序的设计说明 56
5.3.2各子程序的程序设计 58
6.仿真调试 72
6.1调试工具 72
6.2调试过程 72
结 论 74
参考文献 76
致 谢 77
参考文献
[1] 张建民.机电一体化系统设计[M].高等教育出版社，2001（2）：45～49.
[2] 冯开平，左宗义.画法几何与机械制图[M].华南理工大学出版社，2005（3）：51～60.
[3] 顾崇衔.机械制造工艺学[M].陕西科学技术出版社，1999（6）：11.
[4] 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学[M].高等教育出版社，2002（4）：79～83.
[5] 张立勋.机电一体化系统设计[M].高等教育出版社，2007：40-51.
[6] 濮良贵.机械设计（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2004：34-46.
[7] 徐灏主.新编机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，1995：99-140.
[8] 张立勋，董玉红.机电系统仿真与设计[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2006：53-78.
[9] 吴宗泽.机械结构设计[M].北京：机械工业出版社，1987：97-112.
[10] 张建明.机电一体化系统设计[M].北京：高等教育出版社，2001：77-94.
[11] 张树森.机械制造工程学[M].沈阳：东北大学出版社，2005：167-180.
[12] 周开勤，康蓉城.机械设计师实用手册[M].天津：天津科学技术出版社，1992：435-474.
[13] 牛大年.机械原理[M].北京：高等教育出版社，1994：167-200.
[14] 吴道全.金属切削原理及刀具[M].重庆：重庆大学出版社，2003：52-76.
[15] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2000：20-89.
[16] 杨黎明，黄凯，李恩至.机械零件设计手册[M].北京：国防工业出版社，1999：63-98.
[17] 刘小年，范冬英，胡竞湘.机械设计制图简明手册[M].北京：机械工业出版社，2000：81-129.
[18] 机械设计手册编委会.机械设计手册（第五版）.北京：机械工业出版社，2006：98-118.
[19] GB/T4346.1-2002，智能追踪小车的设计用手动自定心卡盘中华人民共和国国家标准[S].北京：中国标准出版社，2002：24-26.
[20]Graham T. Smith.CNC machining technology[M].London: Springer-Verlag， 1993：105-144.
[21]Machine tool design handbook[M].New Delhi : Tata McGraw-Hill Publishing Co. Ltd.，1982：114-136.
[22]栗华.单片机原理与应用试验教程[M].济南：山东大学出版社，2015：286~286．
[23]魏学业.传感器技术与应用[M].武汉：华中科技大学出版社，2013.7：20~20．
[24]郭仁生.机械设计基础[M].北京：清华大学出版社.2001.
[25]于慎波，张幼军，王燕冷等.自动引导小车系统及其技术组成.沈阳：沈阳工业大学学报，1998.4,46—49
[26]贾飞.单片机技术课程中项目教学法的应用案例[J]. 张家口职业技术学院学报,2017,30(03):75-77.
[27] 胡汉才．单片机原理及其接口技术[M]．北京：清华大学出版社．1996
[28]曹琳琳.单片机原理及接口技术[M].北京：国防科技大学出版社，2000：17~25．
