基于單片機(jī)的滅火機(jī)器人設(shè)計(jì)(參考版)
2025-06-30 19:42本頁面
【正文】 通過以上三個(gè)方案對(duì)比，方案三相對(duì)比較適合。只有當(dāng)這路檢測(cè)到火焰，滅火電機(jī)才啟動(dòng)。同時(shí)在火焰?zhèn)鞲衅髂K的設(shè)計(jì)中，在車體的前頭離地大約10－15cm（相當(dāng)于火焰高度）處安裝5個(gè)遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅?，各個(gè)傳感器之間呈45度角隔開。利用它可以制作滅火機(jī)器人、足球機(jī)器人等。外界紅外光越強(qiáng)，數(shù)值越??；紅外光越弱，數(shù)值越大。l 紅外接收二極管識(shí)別火焰方案 圖 27 紅外接收二極管原理圖紅外接收二極管可以用來探測(cè)波長在700nm ~ 1000nm范圍內(nèi)的紅外線，其中紅外線波長在880nm附近時(shí)，其靈敏度達(dá)到最大。具有靈敏度高，檢測(cè)及時(shí)準(zhǔn)確、抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。光敏電阻在燈光下，易受干擾在一定范圍內(nèi)空氣溫度變化非常小，熱敏電阻幾乎不發(fā)生變化，光敏電阻受外界干擾比較大，抗干擾能力極差，誤差偏大，不能準(zhǔn)確測(cè)定火源位置[5][6]。l NTC熱敏電阻和光敏晶體管測(cè)量方案 圖 25 NTC熱敏電阻和光敏電阻測(cè)量系統(tǒng)圖 如圖25所示，利用熱敏或光敏電阻的阻值隨溫度光亮變化的特性，將熱敏或光敏電阻與線性電阻構(gòu)成分壓電路，當(dāng)溫度光亮變化時(shí)其阻值變化，進(jìn)而分壓變化，然后將這電壓信號(hào)經(jīng)過運(yùn)放放大調(diào)理成0—5V的電壓信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號(hào)送給單片機(jī)。綜合論證這幾種傳感器，因本設(shè)計(jì)使用蠟燭模擬火源，對(duì)環(huán)境溫度影響小，煙霧少，排除了煙霧傳感器。為了使用方便，便于操作和調(diào)試，我們最終選擇了方案2。當(dāng)沒有光線反射回來時(shí)，輸出高電平[4][7]。紅外光電開關(guān)操作簡單，使用方便。 圖 23 超聲波傳感器原理圖方案2：用紅外光電開關(guān)進(jìn)行避障。而用單片機(jī)來作方波發(fā)生器未免有些浪費(fèi)資源。超聲波傳感器在避障的設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用[2]。超聲波傳感器的原理如圖3所示：超聲波由壓電陶瓷超聲波傳感器發(fā)出后，遇到障礙物便反射回來，再被超聲波傳感器接收。 滅火機(jī)器人模型的測(cè)量方案避障及火焰測(cè)量是滅火機(jī)器人最重要部分之一，它是實(shí)現(xiàn)其他功能的基本條件，這一部分性能好壞將關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的性能，所以設(shè)計(jì)一個(gè)成本低、可靠性高、滅火效率高、調(diào)試簡便的測(cè)量方案是該設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。 圖 22 滅火機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 圖22中，數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)障礙物方位、火焰數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并將數(shù)據(jù)送給MCU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。圖21 系統(tǒng)原理圖方框圖 滅火機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)滅火機(jī)器人由四部分組成：（1）數(shù)據(jù)采集模塊，主要由火焰采集模塊和避障模塊構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了滅火機(jī)器人的對(duì)各類參數(shù)的采集，是控制器核心部分；（2）信息處理單元，用單片機(jī)作為信息處理單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的采樣及數(shù)據(jù)分析運(yùn)算，
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