【正文】 主控制器的單片機任務(wù)較多，電路接線較復(fù)雜，我們采用單獨的單片機控制顯示模塊。尋找人時 我們采用 熱感應(yīng)技術(shù) ，當(dāng)發(fā)現(xiàn) 人 時，其信號線上電平從低電平變?yōu)楦唠娖?，觸發(fā)單片機中斷，在單片機的控制下機器人停止運動，啟動 音樂發(fā)生模塊并點亮 LED 進行聲光報警，具體實現(xiàn) 電路，如圖 21。當(dāng)電平變低后即開始讀定時器，此時的值即為此次測距所用的時間。對于輸出的模擬信號，我們將其引入五個 電壓比較器 LM339進行處理。云臺底座通過一個移動桿件固定在機架上，回轉(zhuǎn)臺可以繞其與回轉(zhuǎn)臺聯(lián)接的軸線轉(zhuǎn)動，其驅(qū)動電機及部分傳動裝置安裝在回轉(zhuǎn)臺內(nèi) 。履帶變形裝置傳動系統(tǒng)用于將驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)動傳遞到主動曲柄，使主動曲柄繞前輪轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而使四桿機構(gòu) 構(gòu)形發(fā)生變化，最終實現(xiàn)履帶的變形。 主驅(qū)動輪傳動系統(tǒng)設(shè)計： 主驅(qū)動輪傳動系統(tǒng)共兩個，沿機架軸線對稱分布，用以將驅(qū)動電機的 旋轉(zhuǎn)運動傳遞到機架后方的主驅(qū)動輪上，最終實現(xiàn)履帶與主驅(qū)動輪嚙合傳動。此時，機器人已經(jīng)完全攀附在障礙物上，通過電機驅(qū)動機架后方的兩個主驅(qū)動輪，機器人在驅(qū)動力和履帶攀附力下可順利通過障礙物。另外機器人在通過松軟地形時以該種姿態(tài)行使可以減少對地面的區(qū)域集中壓力提高路面通過性。 圖 7 是基于平行四邊形連桿機構(gòu)的機器人結(jié)構(gòu)簡圖。 圖 5 四桿機構(gòu)示意圖 該結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點在于利用簡單的四桿機構(gòu)作為其移動機構(gòu)和變形機構(gòu)，使 其 機器人的行進與履帶的變形 達到車體體 積減小，結(jié)構(gòu)緊湊。 2020 年美國的 911 事件，美國機器人輔助救援中心和其他一些單位的救援機器人參與了救援活動。 隨著科技的發(fā)展，機器人將被應(yīng)用到煤礦救災(zāi)領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞 ： 可攜帶履帶式機器人；虛擬仿真；復(fù)合移動 1 引言 選題的背景和意義 煤炭工業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)， 煤炭在我國能源發(fā)展格局中的基礎(chǔ)地位是穩(wěn)固的前景是廣闊的建國 。 蛇形機器人具有運動穩(wěn)定性好、適應(yīng)地形能力強和高的牽引力等特點，但多自由度的控制困難，運動速度低 。履帶移動車比輪式有以下優(yōu)點： （ 1） 撐地面積大、接地比壓小、滾動阻尼小、通過性比較好。 二、本選題在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 在救援機器人的研究方面，美國走在了世界前列，他 具有獨立的實驗性無人作業(yè)，加上近年來災(zāi)難事故的不斷增多，小型智能履帶機器人的研究工作越來越受到現(xiàn)在人的高度重視。 1 姓 名 李小寧 院系 機電工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 馮向莉 專業(yè) 電氣自動化技術(shù) 論文（設(shè)計）題目 基于單片機的營救機器人的設(shè)計與制作 一、選題目的和意義 在 21 世紀(jì)的今天，隨著自然災(zāi)害、恐怖活動和各種突然事故發(fā)生的越來越多，在災(zāi)難救援中，救援人員用較短的時間在廢墟中尋找幸存者的幾率比較小，在這種緊急而危險的情況下，救援機器人可以為救援人員提供有效的幫助。 日本大阪大學(xué)研制出蛇形機器人，能在高低不平的模擬廢墟上前進，其頂端帶有 1部小型監(jiān)視器，身體部位安裝傳感器，可以在地震后的廢墟里尋找幸存者。 （ 2） 越野機動性能好，爬坡越溝等性能均優(yōu)于 輪式結(jié)構(gòu)。輪式機器人具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、輪式滾動摩擦阻力小和機械 效率高等特點，但越過壕溝、臺階的能力差 。 50多年來，煤炭作為我國的主要能源，在一次能源消費結(jié)構(gòu)中占有大部分比例。 救災(zāi)機器人利用自身的優(yōu)點，能迅速找到井下遇險礦工的位置，降低事故危害性，對提高救災(zāi)效率具有重大意義，具體表現(xiàn)為 : (1)機器人具有靈活 性好、機動性強的特點，有較好的爬坡和越障能力，能適應(yīng)現(xiàn)場各種各樣的地理環(huán)境。 例如 FosterMiller 公司的系統(tǒng)（圖 1）、Tolon 系統(tǒng)（圖 2）以及 Inuktun 公司的 Vgtv 系統(tǒng)（圖 圖 4），如下圖所示： 圖 1FosterMiller 公司的系統(tǒng) 圖 2 Tolon 系統(tǒng) 日本的 Hirose 教授首先提出蛇形機器人運動系統(tǒng)，并研制出了第一個蛇形機器人（如圖 3顯示）圖 4為蛛型機器人“星標(biāo)”。這樣 既使機器人具備了良好的機動性能和環(huán)境適應(yīng)能力，又加強了機器人越障、爬坡性能和對機器人的使用要求 [3]。其中， BC 連桿長為 /BC/=L1，連桿架AB 和 CD 長為 /AB/=/CD/=L2,四個履帶輪半徑均為 R。 (4)彎身態(tài) 彎身態(tài)是機器人結(jié)構(gòu)變形姿態(tài) (如圖 (d)所示 )，可以 實現(xiàn)三輪車輛的運動方式，此時兩個履帶輪作為機器人的前驅(qū)動輪，后 輪作為支撐輪 。而利用四桿機構(gòu)的變形，機器人除了可以翻越各種基本的障礙，還能通過一些階梯型障礙。機器人主驅(qū)動輪傳動順序為 :驅(qū)動電機 —— 減速器 —— 聯(lián)軸器 —— 后輪轉(zhuǎn)軸 —— 主驅(qū)動輪 —— 履帶嚙合傳動。機器人履帶變形裝置傳動順序為 :驅(qū)動電機一減速器 —— 聯(lián)軸器一前輪轉(zhuǎn)軸 —— 主動曲柄一連桿 —— 從動曲柄一履帶 [6]。回轉(zhuǎn)臺上裝 有一個 CCD 攝像頭和 2 個探照燈，可以用于夜間照明以及拍攝機器人的工作環(huán)境。電壓比較器 LM339 的一輸入端接紅外對管，另一端接滑動變阻器，通過對滑動變阻器的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)對紅外對管對黑線的靈敏度。根據(jù) S＝ Ct／ 2 即可得出所測得的距離。 圖 21 聲光報警電路 電機驅(qū)動電路 單片機通過傳感器的反饋信號控制電機正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) 或者停止，來實現(xiàn)控制機器人完成各種動作 [9]。 智能機器人的軟件設(shè)計 控制系統(tǒng)采用 KMC， 圖 22是控制系統(tǒng)程序設(shè)計的總體框圖， 采用模塊化和多任務(wù)處理機制等程序設(shè)計方法，對機器人各個模塊實行 并 進 行處理，可以有效提高控制系統(tǒng)的工作效率，而且也便于程序的修改和調(diào)試。 2：利用三維設(shè)計軟件對機器人進行了 CAD 建模，采用模塊化設(shè)計的思想使得機器人易于裝配、拆卸和維修。 基于新型履帶變形機構(gòu)設(shè)計了一種新型機器人移動平臺，該平臺可抬高底盤越過障礙、單邊提高機器人重心適應(yīng)單邊地形、翻倒后可繼續(xù)行進，具有很強的越溝、爬坡、越障功能。 機器人控制系統(tǒng)的流程圖如圖 23 所示： 通過 PC104 總線直接操作電機驅(qū)動器，從而實現(xiàn)對電機的運動控制和獲取機器人的其它信息。通過編程完全可以控制實現(xiàn)題目的基本要求和發(fā)揮部分，也可增加各 種創(chuàng)新功能。單片機內(nèi)部自動將測得數(shù)據(jù)保存并與上一次測距結(jié)果比較，保留最大值，當(dāng)連續(xù)五次未測 得大于前一