【文章內(nèi)容簡介】 探測，感知環(huán)境的溫度。進行實驗表明態(tài)度機器人在高溫下還能正常的工作，能很好地對未知的危險情況進行探測，滿足危險品在探測的要求。氣體測量主要對可燃性和有毒氣體的探測，氣體傳感器主要對可燃性氣體甲烷有檢測功能和有毒氣體一氧化碳進行檢測，當濃度達到一定的含量就會報警。這樣對 于在 工業(yè) 應用 上，像煤礦的探測有很好的效果，這樣基本能對礦井下 面的有毒氣體和可燃性氣體進行檢測，達到預防危險事故的發(fā)生。測距作用主要協(xié)助圖像處理，感知前面物體的位置距離，能讓機器人更好地處理，正確地避開物體，對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)場可編程門陣列的異常聲音探測系統(tǒng) ,通過對采集的現(xiàn)場聲音信號 進行時域和頻域分析并提 取異常聲音的特征 ,將異常聲音從正常聲音中分離出來進行識別。當發(fā)生異常聲音后能發(fā)出控制指令進行報警保護或相關的過程控制 ,實現(xiàn)在工農(nóng)業(yè)的安全防護、聲目標識別、機器智能等領域的預定聲音事件 6 探測。 運動控制系統(tǒng)包括直流電機、舵機、控 制器，測速系統(tǒng)，驅動輪緩沖系統(tǒng)。本機器人使用 本機器人使用四個 H 橋電路來控制四個直流電機直流電機，四個 H 橋采用 MOS 管進行驅動 來控制四個空心杯直流電機直流電機， 10 個 PWM 舵機，這樣也就解決了命令發(fā)送和執(zhí)行的時間同步的問題。機器人有四個彈簧緩沖器，它使機器人走得更加平穩(wěn)，也保證了超聲波測量更加準確。測速系統(tǒng)準確地將電機速度返回給 CPU，利用數(shù)字 PID控制算法實現(xiàn)對電機的精確控制。 通信模塊，通過網(wǎng)絡實現(xiàn)機器人與操作員控制器的通信。 這是一個的比較主要的模塊，這個模塊主要使機器人所探測的信息及時地反饋給外面，對一 些情況進行更好地控制，使我們能更好地了解到機器人探測到的環(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的決策。 決策系統(tǒng) 控制中心根據(jù)外部各變量做出相應的決策。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 路電機接口， RS232 串口， 7 路模擬輸入接口 AD0AD6， 12 路 PWM 舵機控制 PW0~PW11， 16 路數(shù)字 I/O IO0IO15。 圖 3 主控板 傳感器系統(tǒng) 、 機器人主要紅外 傳感 器來檢測位置。 紅外傳感器向目標發(fā)送一個已校準的聚焦的紅 外 LED，反射光被透鏡采集，并投影到一個位置敏感器件 PSD 或線性攝像機上，會獲得一個偏移值￡，利用三角關系，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 就可以通過幾何關系計算出來。它與單片機的接口很簡單，只需將輸出的電壓信號直接與單片機的 AD 轉換模塊進行連接即可，簡化了電路設計。紅外測距模塊也設計成有 8 路 7 紅外傳感器測距通道。 圖 4 光學三角法原理圖 、 紅外測距模塊軟件設計 通過 C8051F330 內(nèi)部的 10 位 SAR ADC 將電壓信號轉換成距離數(shù)據(jù)，最后經(jīng) SMBUS總線與數(shù)據(jù)融合模塊進行通信。軟件設計中有一個定時器 0 中斷。定時器 0 中斷進行 A，D 采樣。 圖 5 傳感器實物圖 運動控制系統(tǒng) 本機器人用四個 FAULHABER 2342 電機作為主要推進動力。該電機功率大，輸出扭矩較大。其結構為空心杯直流電機， 運轉平穩(wěn)。配套的減速器也具有良好的機械性能，非常適合作為輪子。 本機器人使用四個 H 橋電路來控制四個直流電機直流電機，四個 H 橋采用 MOS 管進行驅動 。以 Mega128 AVR 單片機作為主要控制核心并通過通串口與主機通信。 8 主控板帶有 4 路的大電流電機驅動電路， 12 路舵機控制端口， 8 路 AD 轉換電路。 本機器人用四個 FAULHABER 2342 空心杯電機作為主要推進動力。該電機功率大，輸出扭矩較大，運轉平穩(wěn)。配套的減速器也具有良好的機械性能，非常適合作為輪子。Mega128 AVR 單片機作為主要控制核心，產(chǎn)生控制信 號，從而達到快速平穩(wěn)的運動控制。 空心杯直流電機有以下特點： 由于沒有鐵芯，極大地降低了鐵損，其效率可達到 90%以上。 制動響應迅速極快：機械時間常數(shù)可以達到 10 毫秒以內(nèi)； 可靠的運行穩(wěn)定性：自適應能力強，自身轉速波動能控制在 2%以內(nèi)； 電磁干擾少：采用高品質換向器結構，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相比，其重量、體積減輕 1/31/2；轉速 電壓、轉速 轉矩、轉矩 電流等對應參數(shù)都呈現(xiàn)標準的線性關系。 圖 6 是一個典型的有刷空心杯電機的坡面示意圖。 圖 6 有刷空心杯電機的剖面示意圖1 端面法蘭 2 永磁體定子 3 外殼（磁回路） 4 轉子軸 5 轉子繞組 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，本機器人使用的 8 個舵機是大扭矩、金屬輸出軸、輸出軸具有雙滾珠軸承支撐的高品質舵機，以配合支持完成各項動作。 其主要是由外殼、電路板、無核心馬達、齒輪與位置檢測器所構成。其工作原理是由接收機發(fā)出訊號給舵機，經(jīng)由電路板上的 IC 判斷轉動方向，再驅動無核心馬達開始轉動，透過減速齒輪將動力傳至擺臂，同時由位置檢測器送 回訊號，判斷是否已經(jīng)到達定位。 圖 7 控制信號為周期是 20ms 的脈寬位置調(diào)制（ PPM）信號，其中脈沖寬度通常從（也有少量型號的脈沖寬度范圍不一樣，如： ~），相對應輸出軸的位置為 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），它的輸出軸就會保持在一個相對應的角度上， 無論外界轉矩怎樣改變，直到給它提供一個另外寬度的脈沖信號，它才會改變輸出角度到新的對應的位置上。 三、 智能六通遙控直升機 的軟件系統(tǒng) 智能六通直升機 體系結構 概述 一個智能控制系統(tǒng)可以用原始抽象的概念，來表達物理資源、技能、行為和任務，一個智能機器人系統(tǒng)的軟件體系結構是一組組織規(guī)則和基本部件，它能夠幫助設計人員管理構造具有智能行為的機器人控制軟件的復雜性。體系結構指定一個系統(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控制系統(tǒng)的集成機制，下面主要介紹一些體系結構，按照其選用的系統(tǒng)部件及其部件之間的連接方式對其分類。 、 自動特技動作模式的體系結構 自動 特技動作模式下，控制芯片在算法上綜合出飛機的姿態(tài)，在空中指定一條航 10 線，以引導直升機 自動完成這條航線。運作的基礎上設計命令時，空氣中的姿態(tài)綜合系統(tǒng)是搜集從 MPU6050傳感器單位實時傳回來的數(shù)據(jù)，發(fā)送命令和指令來驅動伺服電機和兩個電機來改變直升機的航線。程序員設計一系列的特技動作程序，只要玩家在電腦在線升級直升機的程序，則可以做出很多不一樣的特技動作。比如，按下按鍵 a，直升機就做自動懸停動作，玩家把遙控扔掉，直升機能穩(wěn)定在一個高度“靜止不動”。另外， 當直升機飛出遙控范圍時，直接由自主返回模塊控制直升機，使其調(diào)頭返回到可控范圍，當飛機接收到信號后重新切換到原有模式。電池電壓正常是直升機正常 飛行的必要條件。如電壓過低， MCU的程序也不能正常工作。所以采用定時器中斷技術對電源電壓保持不間斷的監(jiān)控。當檢測到電池電壓降低