機器人設(shè)計與制作課程設(shè)計報告(2011)-框架

1、鼓卻層芯工餐孝晚Ctiengdu UnivergitY qf Information Technolggy“機器人設(shè)計與制作”課程設(shè)計報告特種作業(yè)機器人專業(yè)：樓宇自動化班級： 08 級2班 設(shè)計人及學(xué)號：張峰豪2008073066指導(dǎo)教師：王國江完成日期： 2011 年11月一、設(shè)計目的：利用機器人平臺進行具體的項目實施。在這次設(shè)計過程中主要是要求機器人在特殊情況下的運用，運用情況是在不知道著火地點的 情況下進行探測，探測出火源所在地，并啟動滅火程序和機械進行滅 火?？紤]到現(xiàn)有裝備和條件，不要求在機器人實現(xiàn)的時候?qū)崿F(xiàn)滅火， 但要求機器人在尋找到火源的時候能夠及時有效的報警， 并提供火源 位置。

2、二、設(shè)計任務(wù)：首先對機器人進行選擇根據(jù)實驗室現(xiàn)有設(shè)備和實驗的需要我們 先選取了實驗小車，小車經(jīng)過行進假想是按照房屋建筑的內(nèi)邊緣也就 是房屋的內(nèi)壁進行行進，行進過程是挨個房屋一個接一個的搜索。 如 果查找到火源的所在則停下來并且報警。如果不停下來則繼續(xù)行進。 在行進過程中如果小車碰到了房屋的墻壁這自動矯正方向繼續(xù)行進。三、設(shè)計要求：綜合分析了小車的各項性能以及我們本次課程所需要達到的要求得出一下設(shè)計中必須注意的環(huán)節(jié)和要求。1小車的報警的處理，小車的目的是發(fā)現(xiàn)火源并報警滅火。因為實 驗設(shè)備限制以及自身學(xué)習(xí)的原因故不能實現(xiàn)滅火這項功能但是要實 現(xiàn)報警。2:小車行進的設(shè)計，在小車運動過程中肯定會碰到房

3、屋墻角或者墻壁，而小車碰撞之后的方向矯正以及行進速度等一系列問題必須考3:小車初始行進路線的考慮，因為沒有無線遙控系統(tǒng)，則在給小車 的初始設(shè)計時就要是小車能夠按照預(yù)定的速度預(yù)定的方向進行行走。4:程序編寫的代碼和相關(guān)傳感器的編好及選擇，因為我們使用的小 車有5個碰撞傳感器和兩個紅外傳感器?？紤]到多個傳感器的使用和 配合以及紅外傳感器探測熱源的使用。 須詳細諒解各個傳感器所對應(yīng) 的編號以及對應(yīng)的使用范圍和方法，以便于編輯程序時把控好程序。5:小車的拐彎弧度，因為設(shè)計到小車有 90度，270度以及360度的 轉(zhuǎn)彎情況，所以要根據(jù)車身大小和間出口寬度以及轉(zhuǎn)角讀書綜合考慮 設(shè)計出小車的轉(zhuǎn)角弧度，亦隨之

4、設(shè)計出小車的左右輪轉(zhuǎn)向的速度以此 來達到控制小車轉(zhuǎn)向弧度的目的。四、系統(tǒng)設(shè)計：1、介紹所使用的硬件情況及工作原理。擴展支架圖一機器人小車全圖圖二碰撞傳感器示意圖Anode圖三 紅外傳感器示意圖小車我們選用實驗室已有的小車，該小車有碰撞傳感器5個我們 所需要用的是前面3個；紅外傳感器2個我們所需用全部以便于精確 的發(fā)現(xiàn)著火的火源位置。小車通過碰撞來使傳感器改變參數(shù)下達轉(zhuǎn)向 指令，又通過左右輪速度的不同來實現(xiàn)左右轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向后繼續(xù)行進， 直到紅外傳感器找到火源位置發(fā)出報警為止。2、介紹編程思路和程序流程框圖。編程的思路是利用小車本身行進就不斷的與房屋墻壁進行碰撞 來達到逐個房屋探測的目的，暨小車初始

5、行進速度的左右輪就不一 樣，然后始終碰撞，碰撞的過程中紅外傳感激繼續(xù)工作尋找熱源也就 是火災(zāi)火源。具體來說既給定小車初速度，然后設(shè)定三個碰撞傳感器 的參數(shù)和初始值，以及兩個紅外傳感器的參數(shù)和初始值， 然后設(shè)計小 車在行車過程中分別碰到三個傳感器的處理情況既兩個輪子的運轉(zhuǎn) 情況來控制轉(zhuǎn)向和前進。在這個過程中紅外傳感器由于已經(jīng)給定了初 始值并且一直在工作搜尋火源，當搜尋到火源是，小車報警并且停留 原地不動。此時完成任務(wù)。3、記錄調(diào)試中的技術(shù)問題、記錄現(xiàn)象，分析原因和解決方法及 效果。在調(diào)試的過程中遇到的主要問題就是小車轉(zhuǎn)彎弧度和行進弧度。 主要有以下幾個方面可以改變。1) 小車在碰撞后的后退時間和

6、速度，這確定了小車的后退路程，在其他不變的路程大則小車運動的弧度大，半徑小。2) 小車初始時候設(shè)定的左右輪初速，首先左輪初速大于右路 初速，這樣可以保證小車一直在向右有弧度的轉(zhuǎn)彎，但 是如果左右輪差距過大則可能導(dǎo)致小車在原地畫圓而停 止不前，所以左右輪轉(zhuǎn)速差不應(yīng)過大。有一定的弧度即 可。3) 地面摩擦，在真是的情況中摩擦阻力可能過大不容易發(fā)生，不容易發(fā)生打滑的情況但是試驗場地經(jīng)過多次實驗發(fā)現(xiàn) 打滑的情況存在所以需要在速度相對較小的情況下進行 實驗。4) 轉(zhuǎn)彎的時候左右輪的速度差以及時間這也確定了轉(zhuǎn)彎的弧度大小，所以時間和速度要搭配合適這個需要經(jīng)過多次 調(diào)試才能達到。4、實驗結(jié)果及結(jié)果分析。經(jīng)過

7、多次實驗調(diào)試后小車基本能夠達到行進要求，但是在某些方 面還是做的不夠好，主要就是在小車行進弧度的大小上， 這樣為了達 到要求只要多次實驗，或者精確的計算，由于時間的原因這能達到現(xiàn) 在這個結(jié)果，基本能夠符合設(shè)計要求。小車在最后能夠沿著一定的弧度貼著墻壁邊沿行走，也能夠通 過各個角度的入口，以及能夠方便的通過出口。實驗結(jié)論是完成這個實驗除了在實驗程序編寫，傳感器選擇等方 面做好以外，主要的是要要把握好小澤轉(zhuǎn)彎和行進的弧度， 這個如果 沒有經(jīng)過精確的測量和計算就只有通過多次重復(fù)的改變參數(shù)來實現(xiàn)。 而這又是完成這次實驗的重中之重。5、實驗源程序清單Vindude <stnlo.h> ffi

8、ndude Ingenious.h*1t t t t t n n n n n fcLUB rf hmr/oid mainQ(DI I =01(1)：01 2 = DI 紗Dl_3 = Dip)；AD_1 二 AD ；AD4 = AD非move(400r 300d 0)； while(AD_<-00|AD<-40JfDL?=1moyej-300, -300, D|； sleepSOft；move -200, 200, 0)；sleep flOD)；movejQB, 300)；else訓(xùn)DI 3=1)move(-30O, -3D0t Q|； sleep move sleep move5

9、00)；200, -ISB, Dp 800)；4IML 300, 0)；elsemove sleep move sleep8D0)；-300, -300, D|； 500)； 150,200, 0|；moveHOO, 3QD. 0)；elsemoveOO, 300, 0)：( move(-100.1 DO, 0)； sleep|BOO)； move(400r 300. Op1else(i妙 D>=100)( movefl VO. -1 DO, UJ; £kep(8noj： move400f 3呱辱 else move|4BQ, 300, 0；Jmove(D, 0, 0； slopD；五、課程設(shè)計總結(jié)本次課題完成以后我認為由于現(xiàn)實和實驗的差距， 在以后的改進 中有以下的幾個方面1. 我們可以將數(shù)字圖像處理技術(shù)與這個課題相結(jié)合在設(shè)備上運用到攝像頭對行進過程中的各個方位進行視頻探測與 溫