德州学院 机电工程系 2012届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计）
图8 MAX232通信
3.2.2电机控制电路
L298P是专用驱动集成电路，属于H桥集成电路，具有输出电流大负载能力强等特点，其输出电流为2A，最高电流4A，最高工作电压50V，可以驱动感性负载，如大功率直流电机，步进电机，减速电机，伺服电机，电磁阀等。当驱动直流电机时，可以直接控制两路电机，并可以实现电机正转与反转，实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。通过使能端运用PWM波可以实现速度调整。
图9 本直流电机驱动原理图
L298是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。L298N芯片可以驱动两个二相电机，也可以驱动一个四相电机，输出电压最高可达50V，可以直接通过电源来调节输出电压；可以直接用单片机的IO口提供信号；而且电路简单，使用比较方便。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接4．5～7 V电压。4脚VS
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德州学院 机电工程系 2012届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 接电源电压，VS电压范围VIH为＋2．5～46 V。输出电流可达2．5 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。
图10 直流电机驱动PCB板
3.2.3无线遥控电路
图11 遥控无线接收模块
SC2272 是与 SC2262 配对使用的一块遥控解码专用集成电路。采用 CMOS工艺制造，它最大拥有12位的三态地址管脚，可支持多达531441个地址的编码。因此极大的减少
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德州学院 机电工程系 2012届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 了码的冲突和非法对编码进行扫描以使之匹配的可能性，有16中编码方式，遥控功能更多，使机器人具有更多的遥控功能。
3.3 电脑上位机控制软件
通过远端的上位机软件，可以由电脑实现对机器人的控制，并且通过无线NRF905模块
实现现场数据传输，把现场的温湿度通过无线模块传到控制电脑端，实时监控现场的温度，湿度。通过上位机软件可以清楚地实现现场的视频传输，把危险的现场视频传输到电脑，通过上位机软件控制机器人的各种动作。
图12上位机软件
3.4 无线视频传输模块
图13 无线视频传输
2.4GHZ无线图像音频传送器，可以一拖四,具有图像自动切换功能，距离超远(视实际环境)，良好的微波抗干扰性能，优良的音/频接收品质，采用四信道开关， 可采用一拖四使用方式，即一个接收机配四个发射器，图像每六秒钟自动切换一个画面，如接到电脑
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德州学院 机电工程系 2012届 机械设计制造及其自动化专业 毕业论文（设计） 上，则可采用视频分割器同时收看四个画面。本产品发射功率为标准2.0W，有效传送距离为15-300米(实际情况视环境而定)，载波频率2.4G，本品分别采用四信道开关，可采用一拖四使用方式；本产品发射功率为标准2W，有效传送距离为15-300米内(实际情况视环境而定)；良好的微波抗干扰功能。有效避免900MHz等频段的无线电话信号或各类电火花及家用电器的干扰，同时也极大程度的避免本级发射频率对其他接收设备的干扰；4个频道可供选择，充分保证声音和图像的清晰接收；采用优良的调频方式，具有优良的音/视频接收品质；音/视频具有宽频特性，信噪比高。以DVD作为信号源，视频直接接收效果与信号直接接驳电视机的收视效果不相上下。发送CD音源，立体声效果极佳，音质上乘；广泛的应用扩展空间，可应用于医院、学校、商场、公司、仓库、小区、家庭等场所，体积小巧；
4 理论设计计算
4.1齿轮设计
机器人轮子运动采用圆柱齿轮传动，齿轮配合时齿轮的分度圆必须重合。齿轮在设计时需要校核齿面硬度、齿面磨损、齿根断裂等参数。 4.1.1齿轮各部分尺寸的计算公式： 分度圆直径： d=mz 齿顶高：ha=ha*m
图14
齿顶高系数:ha*
正常齿： ha*＝1
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齿根高：hf=(ha* +c*)m 全齿高：h= ha+hf=(2ha* +c*)m 齿顶圆直径： da=d+2ha=(z+2ha*)m 齿根圆直径： df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m 4.1.2主要参数
传动比i
i=n1/n2=d2/d1=z2/z1 i>1减速运动,I<1加速运动
齿数比u u=z大齿轮/z小齿轮 u=1减速传动，u=1/i增速传动 4.1.2 圆柱齿轮的接触疲劳强度计算
齿面接触疲劳强度的计算中，由于赫兹应力是齿面间应力的主要指标，故把赫兹应力作为齿面接触应力的计算基础，并用来评价接触强度。齿面接触疲劳强度核算时，根据设计要求可以选择不同的计算公式。用于总体设计和非重要齿轮计算时，可采用简化计算方法；重要齿轮校核时可采用精确计算方法。
分析计算表明，大、小齿轮的接触应力总是相等的。齿面最大接触应力一般出现在小轮单对齿啮合区内界点、节点和大轮单对齿啮合区内界点三个特征点之一。实际使用和实验也证明了这一规律的正确。因此，在齿面接触疲劳强度的计算中，常采用节点的接触应力分析齿轮的接触强度。强度条件为：大、小齿轮在节点处的计算接触应力均不大于其相应的许用接触应力，即：
在载荷作用下，两曲面零件表面理论上为线接触或点接触，考虑到弹性变形，实际为很小的面接触。两圆柱体接触时的接触面尺寸和接触应力可按赫兹公式计算。
两圆柱体接触，接触面为矩形（2axb），最大接触应力σHmax位于接触面宽中线处。计算公式为：
接触面半宽:
最大接触应力:
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