基于uC-OS-Ⅲ系統(tǒng)的全向農(nóng)業(yè)測(cè)控平臺(tái)設(shè)計(jì)與試驗(yàn).pdf

1、農(nóng)業(yè)機(jī)器人是一種能夠代替人類勞動(dòng)的智能化、精準(zhǔn)化的機(jī)械設(shè)備，是未來(lái)智能化農(nóng)機(jī)裝備的發(fā)展方向。在我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)越來(lái)越快和農(nóng)村人口老齡化形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻的背景下，農(nóng)業(yè)機(jī)器人在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。農(nóng)業(yè)移動(dòng)平臺(tái)作為一種研究農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用和開發(fā)的開放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在拓展農(nóng)業(yè)機(jī)器人功能和推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)器人發(fā)展中有著舉足輕重的地位。
　　針對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)的全向性及測(cè)控性研究較少的現(xiàn)狀，本文采用計(jì)算機(jī)模擬仿真和試驗(yàn)驗(yàn)證的

2、方法展開系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容及結(jié)論如下：
　　（1）在分析現(xiàn)有的輪式全向移動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了全向農(nóng)業(yè)測(cè)控平臺(tái)的結(jié)構(gòu)方案。在理論方面，分析了Mecanum輪全方位運(yùn)動(dòng)的能力，推導(dǎo)出Mecanum輪實(shí)現(xiàn)全方位運(yùn)動(dòng)的必要條件，并且通過(guò)對(duì)四種 Mecanum輪布局結(jié)構(gòu)的優(yōu)選，確定了輪組布局的結(jié)構(gòu)方案。在優(yōu)選輪組結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)了10種運(yùn)動(dòng)方案。
　?。?）平臺(tái)的三維實(shí)體建模。在Solidworks中設(shè)計(jì)了基于Mec

3、anum輪的全向農(nóng)業(yè)測(cè)控平臺(tái)的三維模型，并且在三維模型的基礎(chǔ)上，使用MATLAB/SimMechanics軟件對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了多體動(dòng)力學(xué)仿真。通過(guò)設(shè)計(jì)并添加輪轂驅(qū)動(dòng)算法及轉(zhuǎn)速PID參數(shù)的在線整定，使平臺(tái)運(yùn)行地更加穩(wěn)定。通過(guò)分析平臺(tái)輸出的質(zhì)心位移曲線，驗(yàn)證了理論分析和仿真算法的正確性。
　　（3）根據(jù)選用的平臺(tái)外設(shè)對(duì)單片機(jī)內(nèi)置外設(shè)的需求，在 STM32F103ZET6型單片機(jī)上搭建了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。在分析了常見的嵌入式操作系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)的

4、基礎(chǔ)上，選擇uC/OS-Ⅲ作為平臺(tái)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，并且在uC/OS-Ⅲ系統(tǒng)中完程序設(shè)計(jì)。
　　（4）在LabVIEW軟件中完成了全向農(nóng)業(yè)測(cè)控平臺(tái)上位機(jī)程序的設(shè)計(jì)。平臺(tái)的上位機(jī)和下位機(jī)之間采用 TCP通訊協(xié)議的方式進(jìn)行信息傳輸。下位機(jī)通過(guò) GPRS將測(cè)得的車體信息和外界環(huán)境信息發(fā)送到TCP Sever上。通過(guò)上位機(jī)程序的信息解析，將不同類型的信息分別顯示在上位機(jī)的不同界面上。
　?。?）在理論分析和多體動(dòng)力學(xué)仿真的基礎(chǔ)上，本文