火災預警機器人設計課程設計(編輯修改稿)
2025-07-15 12:42 本頁面
【文章內容簡介】 否是否有信號輸入是A/D 轉 換調用聲光報警子程序啟 動 尋 火 程 序左轉或右轉避開障礙是前方是否有障礙否 是否檢測到火源是啟 動 滅 火通過舵機控制風扇方向滅火是 是否檢測到火源否結 束 軟件流程圖4各部分程序設計 火焰探測部分火焰是由各種燃燒生成物、中間物、高溫氣體、碳氫物質以及無機物質為主體的高溫固體微粒構成的。火焰的熱輻射具有離散光譜的氣體輻射和連續(xù)光譜的固體輻射。 不同燃燒物的火焰輻射強度、波長分布有所差異，但總體來說，其對應火焰溫度的 1 ～ 2 μ m 近紅外波長域具有最大的輻射強度.。PbS光敏電阻的暗電流為1MΩ，（輻照度1mW/cm178。下測試），恰為火焰的峰值輻射光譜。由V電阻RR2和穩(wěn)壓二極管VDW構成對光敏電阻R3的恒壓偏置電路。恒壓偏置電路具有更換光敏電阻方便的特點，只要保證光電導靈敏度Sg不變，輸出電路的電壓靈敏度就不會因為更換光敏電阻的阻值而改變，從而使前置放大器的輸出信號穩(wěn)定。當被監(jiān)測物體的溫度高于燃點或點燃處發(fā)生火災時，（或“跳變”的火焰信號）。該輻射光將被PbS光敏電阻R3接受，使前置放大器的輸出跟隨火焰“跳變”的信號，并經電容C2耦合，送給由VV3組成的高輸入阻抗放大器放大?；鹧娴摹疤儭毙盘柋环糯蠛笏徒o控制檢測中心的放大器，并由控制監(jiān)測中心發(fā)出火災警報信號和執(zhí)行滅火動作 明火檢測報警器直直流電機 2 圖42 機器人的輪子分布 圖43 機器人的電機驅動經過反復考慮論證，我制定了左右兩輪分別驅動，前后萬象輪轉向的方案，即左右輪分別用兩個轉速和力矩基本完全相同的直流電機進行驅動，前后裝兩個萬象輪。這樣，當兩個直流電機轉向相反，同時轉速相同時就可以實現(xiàn)電動車的原地旋轉，由此可以輕松實現(xiàn)小車坐標不變的90度和180度轉彎。在安裝時并不把兩個萬象輪安裝在同一平面上，小車前進時，左右兩驅動輪和前萬象輪形成三點結構，這種結構使小車在前進時比較平穩(wěn)，可以避免出現(xiàn)前后兩輪過低而使左右兩驅動輪驅動力不夠的情況。為了防止小車重心偏移，后萬向輪起支撐作用。 1－電樞繞組；2－電樞鐵心；3－機座；4－主磁極鐵心；5－勵磁繞組；6－換向極繞組；7－換向極鐵心；8－主磁極極靴；9－機座底腳圖44 直流電機的工作原理輸出或輸入為直流電能的旋轉電機，稱為直流電機，它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉換的電機。當它作電動機運行時是直流電動機，將電能轉換為機械能；作發(fā)電機運行時是直流發(fā)電機，將機械能轉換為電能。圖45直流電動機的機械特性 圖46 PMW脈沖寬度調制示意圖（1）額定功率：是指軸上輸出的機械功率，單位為kW。（2）額定電壓：安全工作的最大外加電壓或輸出電壓，單位為V(伏)。（3）額定電流：允許流過的最大電流，單位為A(安)。（4）額定轉速：額定轉速是指電機在額定電壓、額定電流和輸出額定功率的情況下運行時，電機的旋轉速度，單位為rpm(轉/分)。 直流電機驅動電路圖47 電機驅動流程所謂 H 橋驅動電路是為了直流電機而設計的一種常見電路，它主要實現(xiàn)直流電機的正反向驅動，其典型電路形式如下圖： 圖48 H橋驅動原理圖開關 A、D接通，電機為正向轉動，開關B、C接通時，直流電機將反向轉動。剎車 —— 將B 、D開關（或A、C）接通，則電機慣性轉動產生的電勢將被短路，形成阻礙運動的反電勢，形成“剎車”作用。惰行 —— 4個開關全部斷開，則電機慣性所產生的電勢將無法形成電路，從而也就不會產生阻礙運動的反電勢，電機將慣性轉動較長時間 電機驅動電路的設計我們采用電機驅動芯片L298N作為電機驅動，驅動電路的設計如圖49所示：圖49 L298電機驅動電路L298N的12四個引腳接到單片機上，通過對單片機的編程就可以實現(xiàn)兩個直流電機的正反轉。 語音辨識電路我采用的語音播放和語音辨識的電路與單片機的接口電路如圖410所示： 圖410 語音播放和辨識電路 機器人檢測到語音信號后通過軟件識別進行啟動和停止。 檢測到火焰后通過語音播放報警。在小車的尋火部分中，主要由兩個器件完成該功能，一個是距離傳感器，還有一個是避障傳感器。距離傳感器是利用測時間來實現(xiàn)測距離的原理，是檢測物體的距離的一種傳感器。通過發(fā)射特別短的光脈沖，并測量此光脈沖從發(fā)射到被物體反射回來的時間，通過測時間來計算與物體之間的距離。 GP2Y0A21距離傳感器。紅外傳感器有一個發(fā)射端和一個接收端。當檢測到前方有障礙物時發(fā)給控制器單片機一個信號來控制轉向。選用三個傳感器的目的是在前方和左右兩側都可以進行檢測來更好的控制前進方向。 避障模塊電路
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