摘要：随着科技的发展，愈来愈多的自动化设备应用到人们衣食住行中，不仅给人们带来便捷，而且也使人们的生活水平发生了一定的改善。随着工业化程度的提高，对加工的精准度以及效率化的要求也逐渐提高，有许许多多符合当今时代要求的机器人产品被创造。

本文主要目的是要设计一个能够全方位位移的木工板图案切割机器人。我对机器人进行了机械结构设计，以STM32F103RET6为主控核心，连接各个模块和电机，然后分析了三轴全向机器人底盘运动学，并使用PWM对电机进行调速，研究了机器人的运动控制系统和部分软件算法设计。

最终，设计出了一个三轮结构主轴切割的木工板图案切割机器人。

关键词：切割；电机；全向机器人

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 选题背景-1

1.2国内外现有产品研究状况-1

1.3主要研究内容-3

2 机械结构设计-4

2.1 结构分析-4

2.2 具体实施方案-5

2.3 结构设计的优点-6

3 控制电路设计及元器件选型-7

3. 1 系统总体的方案和框架-7

3. 2 主控电路部分-7

3.3 电源模块及电源指示-8

3. 4 按键模块-9

3. 5 指示模块-9

3. 6 蓝牙模块-10

3.7 触摸屏电路-11

3.8电机部分-11

3.8.1电机简介-11

3.8.2直流减速电机电路-11

3.8.3丝杠步进电机驱动器接口电路-12

3.8.4直流无刷电机电路-12

3.9编码器-13

3.9.1编码器简介-13

3.9.2编码器工作原理-14

4 木工板切割小车运动控制程序算法设计-15

4.1三轴全向机器人底盘运动学分析-15

4.2 直流减速电机驱动程序设计-18

4.2.1 PWM简介-18

4.2.2PWM输出原理-18

4.2.3PWM定时器-18

4.2.4寄存器配置步骤-19

4.2.5PWM的寄存器初始化配置-19

4.2.6 PWM控制程序流程图-20

4.3无刷直流电机正弦波控制-20

4.4步进电机的控制程序设计-22

4.5编码器控制程序设计-23

4.6机器人运动控制系统-25

4.6.1各部分软件算法设计-25

4.6.2软件流程图-27

结论-31

致谢-32

参考文献-33

附录-34