摘 要
移动机器人是机器人学中的一个重要分支，且其应用越来越广泛。本设计采用的
是 AT89S51 单片机来控制一个伺服小车，该小车主要由两个独立驱动的主动轮、一个从动
轮和底盘等机构组成，车体采用 汽车结构图ABS 板粘接而成，小车的运动主要由主动轮上的相同电机
驱动，电机驱动芯片 L298N 直接控制两个直流电机的旋转，小车的转弯主要通过两个电机
的运动速度不同来实现。该伺服小车的转动角度为 360 o ，伺服小车可以前、后、左、右行
进，由操作手柄上的四个方向控制按钮—K1、K2、K3、K4 进行控制，在车上有相应的动
作(前、后、左、右)。制作由直流驱动电机和单片机构成的驱动系统电路并根据控制要求
编写控制系统的控制程序，实现小车的动作要求。此系统以简易的电路连接配合驱动程序，
可以精确的控制伺服小车的动作。而其系统本身便是一套简易模型车体或是简易模型机器
人的底层动作平台。了解其工作原理后还可以有其他的应用，凡是需要以单片机控制，而
且想要移动的机构都可能有机会使用到它作为一个基础平台。对于非机械专业的同学，只
要懂得单片机设计，也可以很有效率的设计一些精密的传动系统。本课题可以学习以直流
电机为动力的移动平台设计原理及相关程序设计。
关键词：伺服小车 单片机 直流电动机 控制系统
引 言
机器人的应用越来越广泛，几乎渗透到所有领域。移动机器人是机器人学中的一个重
许多方面，首先，要考虑移动方式，可以是轮式的、履带式、腿式的，对于水下机器人，
则是推进器。其次，必须考虑驱动器的控制，以使机器人达到期望的行为。第三，必须考
虑导航或路径规划，对于后者，有更多的方面要考虑，如传感融合，特征提取，避碰及环
境映射。因此，移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种
功能于一体的综合系统。对移动机器人的研究，提出了许多新的或挑战性的理论与工程技
防核化污染等危险与恶劣环境以及民用中的物料搬运上具有广阔的应用前景，使得对它的
研究在世界各国受到普遍关注。
移动机器人的研究和广泛应用，不仅可提高产品的质量与数量，而且对保障人身安全，
改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，对
促进我国制造业的崛起，有着十分重要的意义。同时，参第二届江苏省大学生机器人大赛
对课题的研究也有着积极的意义。它让我们对单片机及其他硬件有了更加深刻的认识，在
提高我们的科学素养，发展自身潜能，培养能力和创新精神，引导我们关注科技、热爱科
技、走进科技，涌现出更多的未来科学家和未来工程师有着积极的推进作用。
1.1 国内外现状
我国机器人经过“七五”攻关计划、“九五”攻关计划和863计划的支持已经取得了
较大进展，机器人市场也已经成熟，应用上已经遍及各行各业，但进口机器人占了绝大多
数。我国在某些关键技术上有所突破，但还缺乏整体核心技术的突破，具有中国知识产权
的机器人则很少。目前我国机器人技术相当于国外发达国家 20 世纪 80 年代初的水平特
别是在制造工艺与装备方面，不能生产高精密、高速与高效的关键部件。我国目前取得较
大进展的机器人技术有：数控机床关键技术与装备、隧道掘进机器人相关技术、工程机械
智能化机器人相关技术、装配自动化机器人相关技术。现已开发出金属焊接、喷涂、浇铸
装配、搬运、包装、激光加工、检验、真空、自动导引车等的工业机器人产品，主要应用
于汽车、摩托车、工程机械、家电等行业。我国机器人技术主题发展的战略目标是：根据
2l 世纪初我国国民经济对先进制造及自动化技术的需求，瞄准国际前沿高技术发展方向创
新性地研究和开发机器人技术领域的基础技术、产品技术和系统技术。其发展趋势是智能
化、低成本、高可靠性和易于集成。伴随着人类迈入新世纪的历史步伐,我国进入了现代
化建设的全面发展时期。随着科技水平的提高及国力的增强,我国不仅要加大空间探测的
力度,同时还要积极参与国际上对海洋资源的竞争。所有这一切,都需要大量的技术先进的
特种机器人。特别是近 10 年来人们的消费观念已经发生了根本的变化,在经济发达地区,
消费水平提升很快,平常百姓普遍渴望轿车进入家庭。不难估计,在未来 10 年,我国汽车工
业很可能会进入一个前所未有的发展时期。它将会带动装配机器人需求量的增加。而且随
着人们生活质量的提高,对服务机器人的需求量也会大大上升。这一切都预示着 21 世纪,
我国拥有一个非常广阔的机器人市场。如果不加快发展我国自己的机器人产业,那么,当下
一个新技术时代到来时,日、美等机器人大国的产品将像洪水一样涌入我国。相反,如果我
们能够面对挑战,抓住机遇,根据国情及现代化建设的需要,有的放矢地发展我国的机器人
产业,那么,我们不但有能力靠自己的力量满足我国未来广大的机器人市场需求,同时还能
够参与国际机器人竞争,寻求国际市场。由此可见,有计划地发展我国的机器人产业,具有
极其深远的战略意义。它不但可以增强我国的综合实力,提高我国的国际地位。同时也能
够有力地促进我国在科学技术领域整体实力的提高。那么在下一个新技术时代到来时,我
国与国际科技水平的差距就会大大地缩小。
国际上机器人的研究，存在着两条不同的技术路线：一条是日本和瑞典所走的“需求
牵引，技术驱动”，结合工业发展的需求开发出一系列特定应用的机器人；一条是把机器
人作为研究人工智能的载体，即：单纯从技术上模仿人或动物的某些功能出发，研究有关
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