滅火機(jī)器人競(jìng)賽報(bào)告書-展示頁
2024-08-17 21:16本頁面
【正文】 次，這種電動(dòng)車一般都是前輪轉(zhuǎn)向后輪驅(qū)動(dòng)，不能適應(yīng)該題目的方格地圖，不能方便迅速的實(shí)現(xiàn)原地保持坐標(biāo)轉(zhuǎn) 90 度甚至 180 度的彎角。 車體設(shè)計(jì) ■方案1：購買玩具電動(dòng)車。系統(tǒng)設(shè)計(jì)2. 1 模塊方案比較與論證 根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)主要由控制器模塊、電源模塊、尋跡傳感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅?、直流電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)模塊、滅火風(fēng)扇及其驅(qū)動(dòng)模塊、語音模塊、車載顯示模塊、以及液晶顯示模塊等模塊構(gòu)成。（3）能夠自動(dòng)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行聲光報(bào)警。發(fā)揮部分（1）能夠自動(dòng)記錄和顯示撲滅的火源數(shù)和啟動(dòng)后到滅掉第一、第二個(gè)火源所用的時(shí)間。以蠟燭模擬火源，隨機(jī)分布在場(chǎng)地中，場(chǎng)地如圖 1所示：180cm安全區(qū)障礙物180cm30cm30cm圖 1 滅火比賽場(chǎng)地示意圖 任務(wù)指標(biāo)要求基本要求和要求分析（1）要求顯示秒表功能，分辨率為十分之一秒，所以系統(tǒng)必須采用精確的時(shí)間處理；（2），所以系統(tǒng)中必須采用地面灰度檢測(cè)或者是紅外傳感器等配合主控單片機(jī)的處理進(jìn)行尋跡。使得該系統(tǒng)成為一個(gè)具有尋跡、壁障、滅火、顯示、語音播報(bào)、秒表、里程顯示、行程管理等多重功能的智能電動(dòng)車。.. . . ..案例1：競(jìng)賽用滅火機(jī)器人硬件設(shè)計(jì)摘要：本消防智能電動(dòng)車是以第二代圓夢(mèng)小車為底盤，以STC12XX（8051內(nèi)核）系列單片機(jī)為控制核心，加以直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)、紅外傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、顯示模塊和電源電路以及其他電路構(gòu)成。系統(tǒng)總體采用分層控制結(jié)構(gòu)，下層系統(tǒng)由STC12LE5410AD通過IO口控制和采用RPR220型光電對(duì)管實(shí)現(xiàn)小車的尋跡功能及返回功能，在行進(jìn)過程中由上層控制板的STC12C5A60S2（8051內(nèi)核）單片機(jī)通過IO口搭配SSL01遠(yuǎn)紅外火焰?zhèn)鞲衅骷由螮18D80NK壁障傳感器進(jìn)行火源掃描，發(fā)現(xiàn)火源后在規(guī)定時(shí)間之內(nèi)滅火排險(xiǎn)，同時(shí)用WT588D語音單片機(jī)進(jìn)行語音播報(bào)當(dāng)前狀態(tài)，使用LCD1604字符液晶顯示小車行駛參數(shù)。關(guān)鍵字：STC12XX 尋跡 壁障 消防 智能 火焰?zhèn)鞲?語音播報(bào) 1．競(jìng)賽題目 設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)任務(wù)和地圖設(shè)計(jì)制作一個(gè)帶有時(shí)間記錄、顯示和啟動(dòng)的消防智能小車模型，能到指定區(qū)域進(jìn)行搶險(xiǎn)滅火工作。（3）要求智能小車從上圖中安全區(qū)域啟動(dòng)，自動(dòng)尋找到火源（距火源距離小于40厘米）并報(bào)警，所以必須應(yīng)用火焰?zhèn)鞲衅饕约罢Z音播報(bào)模塊；（4）要求智能小車能夠發(fā)現(xiàn)并撲滅第一和第二個(gè)火焰，所以要考慮風(fēng)扇的使用和驅(qū)動(dòng)以及單片機(jī)控制設(shè)計(jì)。（2）搶險(xiǎn)完畢后智能小車能夠返回到安全區(qū)域（原位）。（4）能夠自動(dòng)記錄和顯示所走過的路程。本系統(tǒng)的方框圖如圖 2所示上層STC12C5A60S2單片機(jī)控制單元下層STC12LE5410AD單片機(jī)控制單元通訊火焰?zhèn)鞲屑t外壁障秒表里程顯示滅火電機(jī)尋跡壁障路線尋跡前進(jìn)地圖記憶圖2 系統(tǒng)方框圖為較好的實(shí)現(xiàn)各模塊的功能，我們分別設(shè)計(jì)了幾種方案并分別進(jìn)行了論證。一般的說來，玩具電動(dòng)車具有如下缺點(diǎn)：首先，這種玩具電動(dòng)車由于裝配緊湊，使得各種所需傳感器的安裝十分不方便。再次，玩具電動(dòng)車的電機(jī)多為玩具直流電機(jī)，力矩小，空載轉(zhuǎn)速快，負(fù)載性能差，不易調(diào)速。因此我們放棄了此方案。經(jīng)過考慮論證，自己制作電動(dòng)車其配件非常不容易選配，而且機(jī)體改動(dòng)工作量大，耗時(shí)多，因此我們放棄了此方案。這樣，當(dāng)兩個(gè)直流電機(jī)轉(zhuǎn)向相反同時(shí)轉(zhuǎn)速相同時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車的原地旋轉(zhuǎn)，由此可以輕松的實(shí)現(xiàn)小車坐標(biāo)不變的 90度和 180度的轉(zhuǎn)彎。為了防止小車重心的偏移，后萬向輪起支撐作用。物圖如圖 3所示：圖 3 ■ 方案1：采用可編程邏輯期間 CPLD 作為控制器。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心?！?方案2：采用凌陽公司的16位單片機(jī)，它是16位控制器，具有體積小、驅(qū)動(dòng)能力高、集成度高、易擴(kuò)展、可靠性高、功耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中斷處理能力強(qiáng)等特點(diǎn)。但是當(dāng)凌陽單片機(jī)應(yīng)用語音處理和辨識(shí)時(shí)，由于其占用的CPU 資源較多而使得凌陽單片機(jī)同時(shí)處理其它任務(wù)的速度和能力降低?！?方案3：采用宏晶公司的STC12XX系列單片機(jī)為主控制器而用凌陽單片機(jī)作為輔助控制器。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10路AD轉(zhuǎn)換，針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。因此，從系統(tǒng)的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)的角度考慮，我們選擇了方案 3。 ■ 方案1：采用12V 蓄電池為系統(tǒng)供電。但是蓄電池的體積過于龐大，在小型電動(dòng)車上使用極為不方便。 ■ 方案2：采用 3節(jié) ，經(jīng)過 7805的電壓變換后為單片機(jī)，傳感器和舵機(jī)供電?！?方案3：采用 3 ，用 2節(jié)鋰電池經(jīng)過7805 的電壓變換為單片機(jī)和傳感器供電。采用此種供電方式后，單片機(jī)和傳感器工作穩(wěn)定，滅火風(fēng)扇和直流電機(jī)工作互不影響，且電池的體積較小，能夠滿足系統(tǒng)
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