目前許多高等教育院校采用教育機(jī)器人進(jìn)行課堂教學(xué)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。本文設(shè)計(jì)的教育機(jī)器人通過紅外光電傳感器陣列檢測路面信息并利用模糊自整定PID算法將采集的路面信息和電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理，實(shí)現(xiàn)教育機(jī)器人的智能巡航并將機(jī)器人的狀態(tài)顯示輸出。

　　電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)使用的直流電機(jī)額定電壓為12 V，額定轉(zhuǎn)速為300 rpm。電機(jī)驅(qū)動電路采用專用芯片L298N作為電機(jī)驅(qū)動芯片。用該芯片作為電機(jī)驅(qū)動，不僅穩(wěn)定性好，大大地簡化驅(qū)電路，而且驅(qū)動能力大，有利于電機(jī)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定。電機(jī)驅(qū)動電路如圖2所示。

　　車速檢測模塊電路設(shè)計(jì)

　　教育機(jī)器人系統(tǒng)通過車速檢測模塊來讀取當(dāng)前車速。采用的方法是在后左右輪上分別粘貼一個均勻分布有黑白條紋的編碼盤，利用圖檢測電路來對編碼盤上的黑白條紋進(jìn)行檢測。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動時，紅外接收管接收到的反射光強(qiáng)弱高低變化就會產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)速相對應(yīng)的脈沖信號，將該脈沖信號進(jìn)行放大整形后輸入單片機(jī)的引腳P3.4和P3.5，記錄單位時間內(nèi)所得到的脈沖數(shù)，就能夠表示出當(dāng)前車左右輪子的速度，同時通過累加可以計(jì)算出小車所行走的路程。

　　主要介紹以STC12C5A60S2單片機(jī)為核心的教育機(jī)器人設(shè)計(jì)，闡述了教育機(jī)器人的硬件電路設(shè)計(jì)、軟件模塊以及控制算法設(shè)計(jì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的紅外光電檢測陣列和模糊自整定PID控制器，使教育機(jī)器人在行走時更平穩(wěn)，且控制方法簡單、實(shí)用。該系統(tǒng)可用于無人駕駛、自動探測等人工智能等領(lǐng)域。