【文章內(nèi)容簡介】 探測(cè)，感知環(huán)境的溫度。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)表明態(tài)度機(jī)器人在高溫下還能正常的工作，能很好地對(duì)未知的危險(xiǎn)情況進(jìn)行探測(cè)，滿足危險(xiǎn)品在探測(cè)的要求。氣體測(cè)量主要對(duì)可燃性和有毒氣體的探測(cè)，氣體傳感器主要對(duì)可燃性氣體甲烷有檢測(cè)功能和有毒氣體一氧化碳進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)濃度達(dá)到一定的含量就會(huì)報(bào)警。這樣對(duì) 于在 工業(yè) 應(yīng)用 上，像煤礦的探測(cè)有很好的效果，這樣基本能對(duì)礦井下 面的有毒氣體和可燃性氣體進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到預(yù)防危險(xiǎn)事故的發(fā)生。測(cè)距作用主要協(xié)助圖像處理，感知前面物體的位置距離，能讓機(jī)器人更好地處理，正確地避開物體，對(duì)物體的具體位置有正確的感知效果。聲音采集主要是提出一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的異常聲音探測(cè)系統(tǒng) ,通過對(duì)采集的現(xiàn)場(chǎng)聲音信號(hào) 進(jìn)行時(shí)域和頻域分析并提 取異常聲音的特征 ,將異常聲音從正常聲音中分離出來進(jìn)行識(shí)別。當(dāng)發(fā)生異常聲音后能發(fā)出控制指令進(jìn)行報(bào)警保護(hù)或相關(guān)的過程控制 ,實(shí)現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)的安全防護(hù)、聲目標(biāo)識(shí)別、機(jī)器智能等領(lǐng)域的預(yù)定聲音事件 6 探測(cè)。 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)包括直流電機(jī)、舵機(jī)、控 制器，測(cè)速系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)輪緩沖系統(tǒng)。本機(jī)器人使用 本機(jī)器人使用四個(gè) H 橋電路來控制四個(gè)直流電機(jī)直流電機(jī)，四個(gè) H 橋采用 MOS 管進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 來控制四個(gè)空心杯直流電機(jī)直流電機(jī)， 10 個(gè) PWM 舵機(jī)，這樣也就解決了命令發(fā)送和執(zhí)行的時(shí)間同步的問題。機(jī)器人有四個(gè)彈簧緩沖器，它使機(jī)器人走得更加平穩(wěn)，也保證了超聲波測(cè)量更加準(zhǔn)確。測(cè)速系統(tǒng)準(zhǔn)確地將電機(jī)速度返回給 CPU，利用數(shù)字 PID控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精確控制。 通信模塊，通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人與操作員控制器的通信。 這是一個(gè)的比較主要的模塊，這個(gè)模塊主要使機(jī)器人所探測(cè)的信息及時(shí)地反饋給外面，對(duì)一 些情況進(jìn)行更好地控制，使我們能更好地了解到機(jī)器人探測(cè)到的環(huán)境狀況。 決策系統(tǒng)：控制中心根據(jù)外部各變量做出相應(yīng)的決策。 決策系統(tǒng) 控制中心根據(jù)外部各變量做出相應(yīng)的決策。其控制中心選用 MultiFLEX 控制卡，該控制卡使用 AVR ATMega128 微控制器作為處理器，具有 4 路電機(jī)接口， RS232 串口， 7 路模擬輸入接口 AD0AD6， 12 路 PWM 舵機(jī)控制 PW0~PW11， 16 路數(shù)字 I/O IO0IO15。 圖 3 主控板 傳感器系統(tǒng) 、 機(jī)器人主要紅外 傳感 器來檢測(cè)位置。 紅外傳感器向目標(biāo)發(fā)送一個(gè)已校準(zhǔn)的聚焦的紅 外 LED，反射光被透鏡采集，并投影到一個(gè)位置敏感器件 PSD 或線性攝像機(jī)上，會(huì)獲得一個(gè)偏移值￡，利用三角關(guān)系，在知道了發(fā)射角度 a，偏移距三，中心距 Z 以及濾鏡的焦距 f 以后，傳感器到物體的距離 D 就可以通過幾何關(guān)系計(jì)算出來。它與單片機(jī)的接口很簡單，只需將輸出的電壓信號(hào)直接與單片機(jī)的 AD 轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行連接即可，簡化了電路設(shè)計(jì)。紅外測(cè)距模塊也設(shè)計(jì)成有 8 路 7 紅外傳感器測(cè)距通道。 圖 4 光學(xué)三角法原理圖 、 紅外測(cè)距模塊軟件設(shè)計(jì) 通過 C8051F330 內(nèi)部的 10 位 SAR ADC 將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成距離數(shù)據(jù)，最后經(jīng) SMBUS總線與數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行通信。軟件設(shè)計(jì)中有一個(gè)定時(shí)器 0 中斷。定時(shí)器 0 中斷進(jìn)行 A，D 采樣。 圖 5 傳感器實(shí)物圖 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 本機(jī)器人用四個(gè) FAULHABER 2342 電機(jī)作為主要推進(jìn)動(dòng)力。該電機(jī)功率大，輸出扭矩較大。其結(jié)構(gòu)為空心杯直流電機(jī)， 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。配套的減速器也具有良好的機(jī)械性能，非常適合作為輪子。 本機(jī)器人使用四個(gè) H 橋電路來控制四個(gè)直流電機(jī)直流電機(jī)，四個(gè) H 橋采用 MOS 管進(jìn)行驅(qū)動(dòng) 。以 Mega128 AVR 單片機(jī)作為主要控制核心并通過通串口與主機(jī)通信。 8 主控板帶有 4 路的大電流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路， 12 路舵機(jī)控制端口， 8 路 AD 轉(zhuǎn)換電路。 本機(jī)器人用四個(gè) FAULHABER 2342 空心杯電機(jī)作為主要推進(jìn)動(dòng)力。該電機(jī)功率大，輸出扭矩較大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。配套的減速器也具有良好的機(jī)械性能，非常適合作為輪子。Mega128 AVR 單片機(jī)作為主要控制核心，產(chǎn)生控制信 號(hào)，從而達(dá)到快速平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)控制。 空心杯直流電機(jī)有以下特點(diǎn)： 由于沒有鐵芯，極大地降低了鐵損，其效率可達(dá)到 90%以上。 制動(dòng)響應(yīng)迅速極快：機(jī)械時(shí)間常數(shù)可以達(dá)到 10 毫秒以內(nèi)； 可靠的運(yùn)行穩(wěn)定性：自適應(yīng)能力強(qiáng)，自身轉(zhuǎn)速波動(dòng)能控制在 2%以內(nèi)； 電磁干擾少：采用高品質(zhì)換向器結(jié)構(gòu)，換向火花小，免去抗干擾裝置； 能量密度大：與同等功率的鐵芯電機(jī)相比，其重量、體積減輕 1/31/2；轉(zhuǎn)速 電壓、轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩 電流等對(duì)應(yīng)參數(shù)都呈現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的線性關(guān)系。 圖 6 是一個(gè)典型的有刷空心杯電機(jī)的坡面示意圖。 圖 6 有刷空心杯電機(jī)的剖面示意圖1 端面法蘭 2 永磁體定子 3 外殼（磁回路） 4 轉(zhuǎn)子軸 5 轉(zhuǎn)子繞組 67 換向器 8 石墨電刷 9 稀有金屬電刷 10 外殼 11 電路連接端子 12 滾珠軸承 13 軸承 9 同時(shí)，本機(jī)器人使用的 8 個(gè)舵機(jī)是大扭矩、金屬輸出軸、輸出軸具有雙滾珠軸承支撐的高品質(zhì)舵機(jī)，以配合支持完成各項(xiàng)動(dòng)作。 其主要是由外殼、電路板、無核心馬達(dá)、齒輪與位置檢測(cè)器所構(gòu)成。其工作原理是由接收機(jī)發(fā)出訊號(hào)給舵機(jī)，經(jīng)由電路板上的 IC 判斷轉(zhuǎn)動(dòng)方向，再驅(qū)動(dòng)無核心馬達(dá)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，透過減速齒輪將動(dòng)力傳至擺臂，同時(shí)由位置檢測(cè)器送 回訊號(hào)，判斷是否已經(jīng)到達(dá)定位。 圖 7 控制信號(hào)為周期是 20ms 的脈寬位置調(diào)制（ PPM）信號(hào)，其中脈沖寬度通常從（也有少量型號(hào)的脈沖寬度范圍不一樣，如： ~），相對(duì)應(yīng)輸出軸的位置為 0－ 180 度，呈線性變化。即給控制引腳提供一定的脈寬（ TTL電平， 0V/5V），它的輸出軸就會(huì)保持在一個(gè)相對(duì)應(yīng)的角度上， 無論外界轉(zhuǎn)矩怎樣改變，直到給它提供一個(gè)另外寬度的脈沖信號(hào)，它才會(huì)改變輸出角度到新的對(duì)應(yīng)的位置上。 三、 智能六通遙控直升機(jī) 的軟件系統(tǒng) 智能六通直升機(jī) 體系結(jié)構(gòu) 概述 一個(gè)智能控制系統(tǒng)可以用原始抽象的概念，來表達(dá)物理資源、技能、行為和任務(wù)，一個(gè)智能機(jī)器人系統(tǒng)的軟件體系結(jié)構(gòu)是一組組織規(guī)則和基本部件，它能夠幫助設(shè)計(jì)人員管理構(gòu)造具有智能行為的機(jī)器人控制軟件的復(fù)雜性。體系結(jié)構(gòu)指定一個(gè)系統(tǒng)分解方法，它將系統(tǒng)劃分為簡單的部件，并且提供將這些簡單部件組合起來形成整個(gè)控制系統(tǒng)的集成機(jī)制，下面主要介紹一些體系結(jié)構(gòu)，按照其選用的系統(tǒng)部件及其部件之間的連接方式對(duì)其分類。 、 自動(dòng)特技動(dòng)作模式的體系結(jié)構(gòu) 自動(dòng) 特技動(dòng)作模式下，控制芯片在算法上綜合出飛機(jī)的姿態(tài)，在空中指定一條航 10 線，以引導(dǎo)直升機(jī) 自動(dòng)完成這條航線。運(yùn)作的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)命令時(shí)，空氣中的姿態(tài)綜合系統(tǒng)是搜集從 MPU6050傳感器單位實(shí)時(shí)傳回來的數(shù)據(jù)，發(fā)送命令和指令來驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)和兩個(gè)電機(jī)來改變直升機(jī)的航線。程序員設(shè)計(jì)一系列的特技動(dòng)作程序，只要玩家在電腦在線升級(jí)直升機(jī)的程序，則可以做出很多不一樣的特技動(dòng)作。比如，按下按鍵 a，直升機(jī)就做自動(dòng)懸停動(dòng)作，玩家把遙控扔掉，直升機(jī)能穩(wěn)定在一個(gè)高度“靜止不動(dòng)”。另外， 當(dāng)直升機(jī)飛出遙控范圍時(shí)，直接由自主返回模塊控制直升機(jī)，使其調(diào)頭返回到可控范圍，當(dāng)飛機(jī)接收到信號(hào)后重新切換到原有模式。電池電壓正常是直升機(jī)正常 飛行的必要條件。如電壓過低， MCU的程序也不能正常工作。所以采用定時(shí)器中斷技術(shù)對(duì)電源電壓保持不間斷的監(jiān)控。當(dāng)檢測(cè)到電池電壓降低