【正文】 目 錄1 緒論 1 機器人的定義 1 機器人的發(fā)展 1 機器人的主要用途 2 機械創(chuàng)新設(shè)計的背景 22 總體設(shè)計 4 方案設(shè)計 4 創(chuàng)新亮點 4 ROBOPro軟件的簡介 5 全自動倉庫滅火機器人的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 53 全自動倉庫滅火機器人的控制部分 11 全自動倉庫滅火機器人的整體運動方式 11 程序執(zhí)行方式 12 控制要求的分析 13 ROBO擴展板和接口板的型號及功用 154 子程序設(shè)計 16 尋光程序 16 越障程序 16 左避障程序 17 右避障程序 19 報警燈 20 滅火方式 21 確定火源，自行（左、右）拐 22總結(jié) 25致謝 27參考文獻 291 緒論說起機器人，大部分人腦海中閃現(xiàn)的恐怕都是一系列鋼筋鐵骨且具有人類外形的機器，而實際上，機器人的存在狀態(tài)不一定是人形的；以及機器人所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域，需根據(jù)不同的機器人去完成這一系列工作。 機器人的科學(xué)定義機器人的定義，每個人的理解均有所不同，有些人認為機器人至少有一只手和一個手臂；能自行推動和自行轉(zhuǎn)向；有配套的動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；能容納一定數(shù)量指令的存儲器；有各種傳感器能識別對象和環(huán)境。日本早稻田大學(xué)加藤一郎教授則認為機器人要有意識的頭腦、工作的手、移動的腳、接受感覺的各種傳感器這幾個要素組成?？梢?，機器人并不是人，它是一種機械和電子相結(jié)合的自動化機器，可以根據(jù)人類的需要編寫相應(yīng)的程序，實現(xiàn)某些功能，它并不一定要有人的形態(tài)[1] [M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2008.。 機器人的發(fā)展從機器人技術(shù)的發(fā)展水平來看，機器人主要經(jīng)歷了簡單可變成機器人、低級智能機器人和高級智能機器人。 簡單可編成機器人簡單可編成機器人是第一代機器人，能根據(jù)人們設(shè)好的程序按照一定的順序和路徑來實現(xiàn)特定的動作。若要更改機器人的動作，只需重新編寫控制程序即可。目前大部分工業(yè)機器人都屬于這類，它能分擔(dān)人類的部分工作，但是它只是按照人類預(yù)定的指令動作，不會感知所處的環(huán)境，更不會因為環(huán)境的變化而隨時做出反應(yīng)。 低級智能機器人低級智能機器人是第二代機器人，相比較第一代的機器人，它增加了一些用于感知環(huán)境的感覺裝置，因此也可以稱作感覺機器人。第二代的機器人可以感知到環(huán)境的簡單信息，并可根據(jù)某些參數(shù)的變化進行一些分析計算，改變自身的行動。這一代的機器人已經(jīng)具備了一定的自行適應(yīng)的能力，一旦外界環(huán)境有變化，也可以做出某些反應(yīng)，極大地提高了機器人的靈活性。 高級智能機器人高級智能機器人是第三代機器人，它不但具有第二代基本的感知設(shè)備和自適應(yīng)能力，還能夠識別對象和所處的環(huán)境，并根據(jù)人的指令和自身的判斷結(jié)果自動確定但錢環(huán)境下的相應(yīng)動作。目前對此類機器人反映能力的研究，主要集中在如下三方面：a) 對環(huán)境的感知能力。b) 對環(huán)境的作用能力。c) 對環(huán)境、作業(yè)的思考能力。 機器人的主要用途機器人目前正廣泛應(yīng)用于日常生活、空間探索、軍事應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，義勇的范圍也在不斷地擴大。逐漸地用于實驗、采礦、冶金、農(nóng)業(yè)、林木、畜牧業(yè)、紡織、食品制造等各個領(lǐng)域。 日日常生活領(lǐng)域在生活領(lǐng)域，機器人主要用以提高人們的生活水平，豐富日常文化和娛樂生活。進入21世紀，隨著科學(xué)的進步和技術(shù)的成熟，機器人家族將更大的發(fā)展。常見的機器人有：家政服務(wù)機器人、導(dǎo)游機器人、表演機器人、教學(xué)機器人、機器人寵物、仿人形機器人等。 空間探索領(lǐng)域機器人用語空間探索，也是人們進行機器人研究的主要目的之一。這里的空間探索包含很廣泛，不僅僅是指對 的開發(fā)，還包括其他任何對人類危險的環(huán)境或者是人類無法到達的地方，只要是人類想了解的，都是探索的目標。無疑機器人將成為輔助人們了解那里的有力工具。常見的機器人有：火星探測車、水下機器人、管道機器人等。 軍事應(yīng)用領(lǐng)域軍事領(lǐng)域，作為一個國家高科技產(chǎn)品的主要使用方向之一，必然可以看到特種機器人在軍事上的應(yīng)用。常見的機器人有：反恐防爆機器人、掃雷機器人、自主式車輛、機器人軍團等。 工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域工業(yè)生產(chǎn)也是目前最廣泛使用機器人的領(lǐng)域，因為機器人的出現(xiàn)，將人類從枯燥重復(fù)的、繁重的生產(chǎn)勞動中解放出來。工業(yè)上甚至有些生產(chǎn)環(huán)境是有害健康的、危人性命的，工業(yè)機器人替代人類成這里的主要勞動力，也是將來的發(fā)展趨勢。現(xiàn)在已經(jīng)有很多種機器人站上了工業(yè)生產(chǎn)的第一線。常見的機器人有：裝配機器人、分揀機器人、搬運機器人、噴涂機器人、焊接機器人等。 全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的背景1964年，慧魚創(chuàng)意組合模型（fischertechnik）誕生于德國，是技術(shù)含量很高的工程技術(shù)類智趣拼裝模型，是展示科學(xué)原理和技術(shù)過程的理想教具，也是體現(xiàn)世界最先進教育理念的學(xué)具，為創(chuàng)新教育和創(chuàng)新實驗提供了最佳的載體?；埕~創(chuàng)意組合模型的主要部件采用優(yōu)質(zhì)尼龍塑膠制造，尺寸精確，不易磨損，可以保證反復(fù)拆裝的同時不影響模型結(jié)合。全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽的目的在于引導(dǎo)高等學(xué)校在教學(xué)中注重培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計意識、綜合設(shè)計能力與團隊協(xié)作精神；加強學(xué)生動手能力的培養(yǎng)和工程實踐的訓(xùn)練，提高學(xué)生針對實際需求通過創(chuàng)新思維,進行機械設(shè)計和工藝制作等實際工作能力；吸引、鼓勵廣大學(xué)生踴躍參加課外科技活動，為優(yōu)秀人才脫穎而出創(chuàng)造條件。2 總體設(shè)計在當(dāng)今社會火災(zāi)發(fā)生的機率越發(fā)頻繁，嚴重損害國家和人民的利益，尤其是倉庫火災(zāi)。倉庫是物資集中儲存的場所，包括由國家、集體和個體經(jīng)營的儲存物品的各類倉庫、堆棧、貨場，一旦發(fā)生火災(zāi)經(jīng)濟損失巨大，對社會各方面影響大，后果嚴重，而且倉庫一旦發(fā)生火災(zāi)，救火困難，威脅人民的生命，所以急需能用于倉庫滅火的產(chǎn)品。我們小組針對倉庫火災(zāi)設(shè)計了一款倉庫全自動滅火機器人，該滅火機器人能進行無人控制的全自動滅火，降低消防人員的危險程度，降低財產(chǎn)損失。 方案設(shè)計為了可以使全自動倉庫滅火機器人在滅火過程中實現(xiàn)全自動無人控制，所以其中一個最重要的功能就是可以自動搜索火源，而這個功能可以使用光敏傳感器來實現(xiàn)，通過一個固定的光敏傳感器和一個可以進行橫向120度轉(zhuǎn)動的傳感器來進行配合使用，就可以大范圍的搜索火源，同時還可以對火源進行精確定位。但需要注意的是滅火機械手臂要與火源之間保持一個固定的距離，如果這個距離過短的話，即機械手臂與火源靠的太近的話則會因高溫?zé)龘p機械手臂，距離太遠則達不到良好的滅火效果，所以該距離應(yīng)是滅火的最佳距離。我們可利用一個光敏傳感器來達到這個功能，光敏傳感器安裝在滅火機械手臂上，當(dāng)這個機械手臂升出滅火時，在慢慢靠近火源的過程中，當(dāng)靠近到一定距離時，光敏傳感器就會給機械手發(fā)出一個停止伸出的信號，從而達到一個可以自動調(diào)整機械手與火源之間距離的功能。由于全自動滅火機器人是在一間倉庫里進行無人控制滅火，就必須還需要具有另外兩個功能：越障與避障功能，其中避障功能可由安裝在機器人四周的7個導(dǎo)輪來實現(xiàn)，比如說在機器人滅火的途中，剛好碰到左邊的導(dǎo)輪，機器人往右邊拐60度，碰到右邊的導(dǎo)輪就往左邊拐60度，從而來達到一個避障的功能。而越障功能可以利用一個大功率電機來帶動絲杠與前半節(jié)車身上的內(nèi)螺紋相嚙合，電機正轉(zhuǎn)可以把前半車身向上拉起一個角度，電機反轉(zhuǎn)可以使整個車身向上拱起，不過整個車身是由兩段底座通過活動鉸鏈連接在一起的，從而整個車身有一個可以活動的角度，然后通過兩節(jié)車身底座向上與向下運動的配合來達到越障功能[2] [M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.2][3] [M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.3]。 創(chuàng)新亮點獨特的避障機構(gòu)與越障機構(gòu)相結(jié)合,使倉庫全自動滅火機器人可以在一個有障礙的房間里獨自去尋找火源,自動化程度高。避障結(jié)構(gòu)由7個導(dǎo)輪加7個接觸開關(guān)組成,結(jié)構(gòu)緊湊,避障能力強。越障機構(gòu)越障功能可以利用一個大功率電機來帶動絲杠與前半節(jié)車身上的內(nèi)螺紋相嚙合，電機正轉(zhuǎn)可以把前半車身向上拉起一個角度，電機反轉(zhuǎn)可以使整個車身向上拱起，不過整個車身是由兩段底座通過活動鉸鏈連接在一起的，從而整個車身有一個可以活動的角度，然后通過兩節(jié)車身底座向上向下運動的