【導(dǎo)讀】出了嚴(yán)格的要求，也提供了一個(gè)良好的理論聯(lián)系實(shí)際的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。本論文主要在機(jī)器人領(lǐng)域的以下三個(gè)方面。定機(jī)器人周圍環(huán)境的信息，并根據(jù)路徑規(guī)劃出決策行進(jìn)運(yùn)動(dòng)。利用火焰?zhèn)鞲衅魈綔y火焰，火焰?zhèn)鞲衅骼眉t。外敏感型元件對(duì)紅外信號(hào)強(qiáng)度的檢測并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可以識(shí)別的信號(hào)，從而來檢測火焰信號(hào)。多個(gè)傳感器的合理運(yùn)用，使機(jī)器人對(duì)室內(nèi)環(huán)境分析更加細(xì)致，對(duì)工作提供更加有利的條件。理流程也是如此。有了傳感器對(duì)的環(huán)境的感知，便需要有程序讓機(jī)器對(duì)實(shí)際情況作出反應(yīng)，程序的選擇和編。寫也就變得至關(guān)重要。通過對(duì)多個(gè)方案的對(duì)比和分析，我們選擇使用對(duì)程序進(jìn)行編寫。與編程語言）是用于能力風(fēng)暴智能機(jī)器人系列產(chǎn)品的軟件開發(fā)系統(tǒng)，具有基于流程圖的編程語言和C語言?；?、避開障礙等多方面有出色的表現(xiàn)?；鹪炊ㄎ弧⒖拷鹪醇皽缁鸬葎?dòng)作；行走機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直行進(jìn)退、左右拐彎、避開障礙物等動(dòng)作。分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，保證機(jī)器人動(dòng)作的可靠性和準(zhǔn)確性。

　　

【正文】 每一個(gè)模塊都可以完成一定的功能。只要按清晰的思路連接這些模塊，就可以很快地完成第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 15 一個(gè)程序的編寫。 一般的程序甚至是復(fù)雜的滅火程序都能夠用流程圖實(shí)現(xiàn)。 二 、 方形走法的程序開發(fā) （一） 、 編程思路 機(jī)器人走四邊形，就是讓機(jī)器人完成“前進(jìn)～轉(zhuǎn)彎～前進(jìn)～轉(zhuǎn)彎～前進(jìn)～轉(zhuǎn)彎～前進(jìn)～轉(zhuǎn)彎”的動(dòng)作，也就是說機(jī)器人需要完成四個(gè)“前進(jìn)～轉(zhuǎn) 彎”動(dòng)作。 而要讓機(jī)器人完成一個(gè)“前進(jìn)～轉(zhuǎn)彎”，需要啟動(dòng)電機(jī)，使機(jī)器人以一定的速度向前運(yùn)行一段路程，然后停下，旋轉(zhuǎn) 90176。 ，再停下。這樣就走完了四邊形的一邊。要讓機(jī)器人走四個(gè)邊，有一個(gè)簡便的方法，這就是循環(huán)。上述步驟循環(huán) 4 次，機(jī)器人就能夠走出一個(gè)四邊形了。 （二） 、 程序 的編寫 進(jìn)入 的流程圖編輯界面，編寫此程序的步驟如下： 用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左邊“控制模塊庫”，從中選擇“多次循環(huán)”模塊。將它拖到流程圖生成區(qū)，與“主程序”相連，如圖 53（ a） 所示。鼠標(biāo)左鍵雙擊此模塊，就會(huì)出現(xiàn)圖 53（ b） 所示對(duì)話框，在對(duì)話 框中將循環(huán)次數(shù)寫為 4 ，這意味著下面的循環(huán)體要重復(fù)執(zhí)行 4 次。 圖 53 機(jī)器人 多次循環(huán) 程序圖 點(diǎn)擊“執(zhí)行器模塊庫 ” ，從中選擇“移動(dòng)”模塊（圖 54（ a） ）所示，連接在流程圖中。在模塊上左鍵雙擊鼠標(biāo)，打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框（圖 54（ b） ）。在對(duì)話框中可設(shè)置平移速度，旋轉(zhuǎn)速度和時(shí)間，根據(jù)要求選擇合適的值，機(jī)器人就可以完成走一條邊的任務(wù)。 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 16 圖 54 機(jī)器人 直行 動(dòng)作程序圖 再點(diǎn)擊“執(zhí)行器模塊庫 ” ，選擇“移動(dòng)”模塊（圖 55（ a） ），連接在流程圖中，在模塊上雙擊鼠標(biāo) 左鍵打開參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，在“旋轉(zhuǎn)速度”和“時(shí)間”狀態(tài)欄內(nèi)，分別填寫適當(dāng)?shù)闹担箼C(jī)器人向右旋轉(zhuǎn) 90（圖 55（ b） ）。 （ a） （ b） 圖 55 機(jī)器人 轉(zhuǎn)彎 動(dòng)作程序圖 最后，打開程序模塊庫，將“結(jié)束”模塊添加上去，放在循環(huán)體外，就完成了走四邊形的流程圖的編寫 （圖 45（ a） ） 。 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 17 三 、 對(duì)機(jī)器人避障的研究 （一） 、機(jī)器人的避障原理 在機(jī)器人本體上有二個(gè)紅外發(fā)射二極管，分布在機(jī)器人的兩側(cè)和中間。一個(gè)接 收傳感器在中間。三個(gè)發(fā)射管輪流發(fā)射紅外線。當(dāng)紅外光遇到在其探測范圍內(nèi)的障礙物，并與障礙物構(gòu)成一定角度時(shí)，便有光反射到接收傳感器。紅外線探測即離 IOcm 一 SOcm 900 范圍內(nèi)的比ZIOmmxl5Omm 面積大的障礙物。在傳感器的卜有一個(gè)可變電阻可以通過調(diào)節(jié)電阻來調(diào)節(jié)紅外線發(fā)射距離。碰撞傳感器在接觸到障礙物時(shí)，會(huì)向 CPU 發(fā)送一個(gè)電平信號(hào)，而光敏電阻在避障時(shí)只是做為一個(gè)輔助判斷。 （二） 、傳感器的分析 紅外傳感器：紅外傳感器一般成對(duì)使用，由紅外發(fā)射和紅外接收傳感器構(gòu)成。紅外發(fā)射二極管顧名思義就是發(fā)射紅外線 的二極管。紅外接收管就是對(duì)紅外光這個(gè)波段很敏感的光電二極管。它的光譜范圍 700nm 一 IOO0nm , 94Onm 時(shí)光敏度最高。因其只對(duì)特定波段的光敏感，所以有較好的分光靈敏度，可避免受到靈敏度以外光信號(hào)的干擾。同理，遠(yuǎn)紅線傳感器對(duì)波長在～ 1000μ m 光較敏感。 光敏電阻：是一種對(duì)特定波長光照敏感的電阻。在光照下產(chǎn)生載流子，經(jīng)外加電場作用形成漂移運(yùn)動(dòng)，電子和空穴分別向電源正極和負(fù)極移動(dòng)參與導(dǎo)電，從而是電阻值下降。阻值受溫度影響較大，一般低溫下敏感度較高，高溫下敏感度較低。常用的制作材料為硫化 鎘 （ CDS ) ，用此材料做成的光敏電阻它感受光的波段和 人眼相近。 碰撞傳感器：實(shí)際上就是一個(gè)行程開關(guān)，它通過接觸碰撞產(chǎn)生一個(gè) 開關(guān)量。 （三） 、 編程思路 機(jī)器人避障流程圖如 圖 56所示。 圖 56 機(jī)器人避障流程圖 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 18 （四） 、程序的編寫 程序如圖 57所示： 圖 57 機(jī)器人避障程序團(tuán) 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 19 四 、 對(duì)機(jī)器人尋跡的研究 （一） 、 綜合敘述 在自主式智能導(dǎo)航系統(tǒng)中，機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)引功能就必須要感知引導(dǎo)線，即常說的“尋跡”，這相當(dāng)于給機(jī)器人一個(gè)視覺功能。他能沿引導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo) 線采用與地面顏色有較大差別的線條作引導(dǎo)。尋跡傳感器安裝在機(jī)器人的底部，用來探測引導(dǎo)線的位置信息，并把它傳輸?shù)紺PU 中處理， CPU 根據(jù)傳感器傳回引導(dǎo)線的位置信息來調(diào)整電機(jī)的運(yùn)行速度，從而達(dá)到調(diào)整機(jī)器人運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的目的。在引導(dǎo)線上某些位置加上特定的標(biāo)記，使機(jī)器人能在這些點(diǎn)能夠停卜來，播放一段音樂或是語音后繼續(xù)。語音部分通過外接一個(gè) MP3 播放卡來實(shí)現(xiàn)。 （二） 、尋跡 傳感器 尋跡傳感器是一對(duì)光電二極管。一個(gè)發(fā)射管，一個(gè)接收管。當(dāng)發(fā)射光照射到不同顏色物體上時(shí)所吸收強(qiáng)度不一樣，導(dǎo)致反射光 強(qiáng)度不一樣，這樣對(duì)不同顏色接 收管接收的光強(qiáng)度也不一樣。尋跡傳感器如 圖 58： 圖 58 尋跡傳感器 傳感器上的可變電阻，可以調(diào)節(jié)發(fā)射紅外線的強(qiáng)度。 （三） 、編程思路 在白色的地面上，貼黑色引導(dǎo)線，在黑色引導(dǎo)線上做一些位置標(biāo)記，這里的位置標(biāo)記為一條比兩傳感器位置寬的黑線，這樣當(dāng)兩個(gè)傳感器同時(shí)檢測到黑線時(shí)，機(jī)器人就認(rèn)為這是一個(gè)停留點(diǎn)。機(jī)器人沿著黑色引導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)，并在標(biāo)記處停留并 圖 59 機(jī)器人 尋跡流程圖 第 五 章 自動(dòng)控制和程序的編寫 20 播放語音信號(hào)。這個(gè)程序我們把它分成兩部分來做，一部分是尋跡部分，另一部分為與 MP3 通信部分，即 MP3 播放卡的控制。 流程圖如圖 59。 （四） 、程序的編寫 程序如圖 510所示： 圖 510 機(jī)器人尋跡程序圖總 結(jié) 21 總 結(jié) 針對(duì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)滅火機(jī)器人的 要求， 經(jīng)過一個(gè)多月的分析和研討，我們 在已有平臺(tái)上 設(shè)計(jì)并 改進(jìn) 了這個(gè)機(jī)器人 。機(jī)器人要有合理的空間機(jī)構(gòu)、靈敏的外界感知能力、靈活的行走底盤、穩(wěn)定的行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、快速準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等等，才能在 實(shí)際情況下真正做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)火源、準(zhǔn)確消滅火源 。 這次設(shè)計(jì)，我們從 整體概念構(gòu)思，使機(jī)器人在具備 滅火 功能的 同時(shí)具有優(yōu)美的藝術(shù)造型，綜合體現(xiàn)了物質(zhì)技術(shù)和藝術(shù)欣賞的完美結(jié)合。 在機(jī)器人對(duì)外界環(huán)境的感知上，我們 采用多傳感器融合技術(shù) 。采用多傳感器融合技術(shù) 大大增加機(jī)器人的計(jì)算工作量，減緩機(jī)器人響應(yīng)時(shí)間。 值得一提的是， 我們選擇了 VJC 編程軟件對(duì)機(jī)器人控制程序進(jìn)行編寫。 VJC 具有基于流程圖的編程語言和 C 語言。 VJC 操作簡便，有活潑明快的圖案和簡短的文字說明。我們可以使用形象化的模塊，由頂向下搭建流程圖，搭建流程圖的同時(shí)，動(dòng)態(tài)生成無語法錯(cuò)誤的 C 語言代碼。流程圖搭建完畢，程序就已經(jīng)編寫完成，可以立即下載到機(jī)器人中運(yùn)行 。 整個(gè)編程的過程簡單、快捷，大大的降低了我們?cè)诰幊躺系碾y度，提高了我們對(duì)機(jī)器人的控制效率。 滅火 機(jī)器人能夠代替人類在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下從事危險(xiǎn)、復(fù)雜勞動(dòng)的自動(dòng)化機(jī)器，是集機(jī)械學(xué)、力學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、控制論、計(jì)算機(jī)、人工智能和系統(tǒng)工程等多學(xué)科知識(shí)于一身的高新技術(shù)綜合體。 今天，我們的技術(shù)還不夠硬朗，機(jī)器人的設(shè)計(jì)并不能做到面面俱到，但 走向成熟的工業(yè)機(jī)器人，各種用途的特種機(jī)器人的 多 用化，昭示著機(jī)器人技術(shù)燦爛的明天 ，我們也會(huì)繼續(xù)完善著機(jī)器人的功能，開創(chuàng)一片美好的未來。參考文獻(xiàn) 22 參考文獻(xiàn) 編寫組編， 機(jī)械 設(shè)計(jì)師手冊(cè) ，機(jī)械工業(yè)出版社 ， 蔣新松 ， 機(jī)器人與工業(yè)自動(dòng)化 [M]， 石家莊河北教育出版社 ,2021. 萬永倫 丁杰雄 ， 一種機(jī)器人尋線控制系統(tǒng) [J]， 電子科技大學(xué)學(xué)報(bào) ， 2021,32(1) 林建，李湍，實(shí)用電子電路大全 (一 二 三 )[D]，電子工業(yè)出版社， 1993. 蔡自興，機(jī)器人學(xué) [M]，北京清華大學(xué)出版社， . 滅火機(jī)器人設(shè)計(jì)技巧， 滅火機(jī)器人設(shè)計(jì)與改造 ， 舞蹈機(jī)器人論文， 基于移動(dòng)滅火機(jī)器人的研究與設(shè)計(jì) ， 1 偵察滅火機(jī)器人研 制的若干問題的探討 1 智能滅火機(jī)器人硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1 智能滅火機(jī)器人系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 1工業(yè)機(jī)器人技術(shù)概念，