防爆排雷机器人的研究与设计

　　【摘要】随着电子技术的飞速发展和嵌入式单片机应用的日新月异，机器人已被广泛应用于工业和农业生产、国防、航天、科研、社会服务等各个方面。在自动控制的嵌入式单片机应用系统中，往往将单片机作为一个核心部件，结合具体的硬件结构，让单片机充分发挥其作用。本防爆排雷机器人电子设计与制作主要是基于32位嵌入式单片机STM32F103C8T6为核心芯片，以嵌入式单片机最小系统为基础，外加BMX-02蓝牙串口通信模块，电机驱动电路L298芯片，稳压电源LM2596和MIC5205BM5电路，LED发光二极管，前进后退电机，机械手臂电机，开关电路等。使用Altium_Designer9进行电路原理图和PCB双面板图的设计，利用雕刻机制作出PCB电路板，然后进行电子板元件的焊接安装，利用Keil uVision4软件编程和仿真和调试。使用手机蓝牙通信进行遥控，实现防爆排雷机器人（小车）的前进、后退、转弯、抓取拆卸物件等排雷功能。该防爆排雷机器人活动精度高、活动线路灵活，精致小巧，布局美观，成本低廉，实用性强，能够按照要求实现无人接触拆装危险物体。

　　【关键词】嵌入式单片机;机器人;防爆排雷;电路;蓝牙通信

　　随着微电子软硬件技术和先进制造技术的飞速发展，嵌入式单片机应用的日新月异，机器人时代的悄然到来，机器人已被广泛应用于工业和农业生产、国防、航天、科研、社会服务等各个方面。在许许多领域里机器人承担了人类繁重、枯燥、危险的工作，特别是在超出人类生存极限的环境下机器人更是大显身手，执行人类无法亲自去完成的工作任务，机器人综合了多学科的发展成果，代表了高技术的前沿发展，它正在改变人类的作业和生活方式，成为人类生活中不可缺少的成员。

　　一、作品介绍

　　在自动控制的嵌入式单片机应用系统中，往往将单片机作为一个核心部件，结合具体的硬件结构，让单片机发挥其实际的作用。本作品防爆排雷机器人的研究与设计，主要是基于32位嵌入式单片机STM32F103C8T6为核心芯片，以嵌入式单片机最小系统为基础，外加BMX-02蓝牙串口通信模块，电机驱动电路L298芯片，稳压电源LM2596和MIC5205BM5电路，LED发光二极管，前进后退电机、机械手臂电机，开关电路等，对防爆排雷机器人的控制器进行研究、设计与制作。使用Altium_Designer9进行电路原理图和PCB双面板图的设计，利用雕刻机制作出电路板后进行电子板元件的焊接安装，利用Keil uVision4软件编程和仿真和调试。使用手机蓝牙通信进行遥控，实现防爆排雷机器人（小车）的前进、后退、转弯、抓取、拆卸物件等排雷功能。该防爆排雷机器人精致小巧，布局美观，成本低廉，实用性强，能够按照要求利用手机进行遥控，实现无人接触拆装危险物体。

　　图1 防爆排雷机器人电路原理图

　　二、工作原理、设计与制作

　　（一）硬件电路工作原理图设计与制作

　　1.防爆排雷机器人电路原理图（如图1所示）

　　2.防爆排雷机器人PCB板图设计与制作

　　PCB板定制为110mmX65mm的双面板（如图2所示）。

　　图2 防爆排雷机器人PCB板图

　　3.电路板制作、元器件的安装与焊接

　　电路板制作、安装与焊接过程注意事项：

　　（1）元件安装与焊接：PCB板上32位嵌入式单片机STM32F103C8T6的管脚距离非常小，小于0.254mm;许多阻容元件封装为0603，元件体积小，管脚间距小。这些问题造成手工安装和焊接的难度非常大。