现在是工业4-0时代，科技与工业的发展极大地改变了现代人的生活方式，越来越多的地方机器人代替了人工的，繁琐的工序动作，大大的减轻了人的劳动力，而机器人就是这一类产品中的一个突出点，现在的机器人多种多样，不一定非得有机器模拟人的模样，例如现在比较突出的AGV小车，以及机器人餐厅的送餐机器人，办公大厅的服务机器人等等都采用了以轮滑式的机器人模型为基础，通过加装各种传感器，实现各种功能，本设计利用超声波为传感器制作避障机器人， 避障机器人的主要功能是通过超声波识别前方是否有障碍物，如果有障碍物则通过STM32发送控制指令通过电机改变机器人的移动方向，使得机器人能够顺利移动，避免撞上障碍物发生危险。
目 录
一、绪论 1
（一）背景及意义 1
（二）研究现状 1
（三）本设计研究方法介绍 1
二、系统方案设计 3
（一）系统架构图 3
（二）系统硬件介绍 3
1、控制器的介绍 3
2、超声波模块的介绍 4
3、电机驱动的介绍 4
4、电机的介绍 5
三、系统硬件的设计 6
（一）单片机电路的设计 6
（二）超声波电路 6
（三）电机驱动模块设计 7
四、系统软件设计 8
（一）系统编程软件的介绍 8
（二）系统流程图 8
（三）超声波工作流程图 9
五、硬件的安装及测试 11
（一）硬件设计介绍 11
（二）实物测试 11
总结 12
参考文献 13
致谢 14
附 录 一 原理图 15
附 录 二 程序 16
一、绪论
（一）背景及意义
机器人在现代生活中充当着各种角色，重要性也不言而喻，现在的很多工作也由机器人取代了人工，例如流水线的繁琐工序，通过机器的运作，在一定程度上节约了人的劳动力，并且节约了时间，因为人的长时间重复动作会导致人的疲劳，所以在效率上会大大降低，但是机器不会，机器人也是机器的一种代表，现在比较出名的物流快递搬运机器人，AGV小 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: #351916072# 
车可以实现自动巡航避障等功能，从不同区域的快递架上搬运需要的快递件，然后运送到指定地点，整个过程保持全自动运行，无需人工操作，可以自动识别道路上的地标以及在行驶道路上的债务，准确的行进和避开障碍物使得整个过程效率大大增加，也减少了人工劳动力，还有像在一些餐厅中的送餐机器人，通过识别客户所在的座位号，然后通过预定的轨迹将餐具以及食品运送到指定的餐桌上，如在行驶的过程中遇到有人或者是障碍物，也会准确的躲开，这是一个比较新颖的尝试，首先传统的人工能完成的动作，机器人也能完成，其次是机器人能够带来很大的新鲜感，对于现代社会接受机器人的，有着极其重要的作用。
（二）研究现状
现代社会对于机器人的研究多种多样，通过查阅了资料，发现当前对于机器人的定义是比较广泛的，机器人不一定非要有人的模样，它可以是各种各样的，但是它能行使机器完成的动作，这一类都可以称之为机器人，例如搬运机器人，安装机器人，分拣机机器人，以及各种能代替人工实现的动作的机器，例如流水线上的安装机械臂，每个机械臂可以自动识别物件是否到达，并将需要完成的组件，通过机械臂的动作将其安装完成。
还有物流搬运机器人可以自动行驶到货架上，将货物取下，搬运到指定地点，以及物流分拣机器人可以自动识别物件的分类，将该物品自动分拣到合适的位置，或者是根据物品的颜色，物品的体积、大小、重量作为分类依据将不同的物品分类到不同的地方。
现在大力发展工业40科技与工业的并行发展，使得对于机器人的研究也越来越广泛，现在较为前沿的自主驾驶汽车就是一个重要的标志，实现无人驾驶汽车是一个史无前例的操作，其难度不言而喻，对于道路上的复杂条件需要逐一判断，并且能够在很短的时间处理完成，这对于机器的要求非常的高，而其中一点就有要求能够实现避障的功能。
本设计对于机器人的研究也仅限于对于避障功能的实现，本设计利用超声波传感器检测在机器人行进道路上是否有障碍物，通过反馈回来的信号由单片机进行处理，改变小车的行进路线，然后成功的避开障碍，保证小车的稳定运行。
（三）本设计研究方法介绍
本设计采用实验法，观察法分析法，三种方法进行课题的研究。
机器人的运行离不开电机的控制，想让机器人进行运动，首先需要让电机保持正常运转，这就需要实验，电机不同的转速，导致机器人行进的速度不同，两个电机的运行速度不一致，也会导致机器人会非直线运动，此时可以左转，可以右转，通过实验改变前进道路上的电机运行状态，可以完成对于机器人的控制，这是实验的第1个重要目的，第2点就是实现超声波，对于障碍物的识别超声波传感器是发送声波和接受声波进行数据的处理，然后计算距离，我们可以设定一个相对安全的预值，当障碍物的距离小于这个阈值可以通过处理器进行处理判断下一刻应该向什么方向运行，处理器可以改变电机的运行状态，使得机器人在检测到障碍物的时候可以避开障碍物。
观察法就是通过实验时候出现的现象进行观察总结，发现在实验的过程中有什么不合理的地方，有什么需要改进的地方，通过观察这些不合理之处，对程序进行更改，可以更好使机器人完成避障的动作。
分析法在实验和观察的过程中会产生数据的记录，我们需要记录数数据分析数据，对于数据的分析可以总结出机器人在运行的过程中，应当在什么样的距离需要做出下一步的判断进行转向，或者是停车倒车，实现等等动作，同时总结分析的结果，将所有操作的过程撰写成论文实际总结分析，得到相应的结论。
二、系统方案设计
（一）系统架构图


图21 系统架构图
如图21所示是系统架构图，在系统架构图中以STM32处理器为控制核心，通过超声波模块检测，既然前进的道路上是否有障碍物，如果发现障碍物可以将障碍物信息返回给处理器，通过处理器控制电机驱动，进而控制电机的运行状态，改变机器人的运行方向，如果超声波没有检测到障碍物，此时处理器将保持电机驱动当前的状态，即保持电机正常运行，机器人正常前进。

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