初中滅火機(jī)器人套裝模擬

1、密級(jí)：機(jī)密初中滅火機(jī)器人套裝設(shè)計(jì)方案杭州納英特電腦電子工程有限公司二六年八月目 錄第一章 三輪滅火機(jī)器人概述31.1方案配件清單31.2 功能描述51.3 機(jī)器人的使用5第二章 機(jī)器人的搭建和程序設(shè)計(jì)62.1 機(jī)器人測(cè)試62.2 機(jī)器人的搭建6馬達(dá)安裝6底板的安裝7紅外傳感器的安裝8萬向輪的安裝9灰度傳感器的安裝9滅火風(fēng)扇的安裝10火焰?zhèn)鞲衅鞯陌惭b11電池盒的安裝11整體效果圖122.3 機(jī)器人的程序設(shè)計(jì)14積木程序的實(shí)現(xiàn)（程序及函數(shù)說明見具體程序）14語言的實(shí)現(xiàn)及命令解釋14第三章 常見問題分析213.1 傳感器故障213.2 機(jī)器人常遇問題213.3 其他注意事項(xiàng)21第一章 三輪滅火機(jī)器人

2、概述1.1 方案配件清單本方案整體效果圖如圖所示（注意機(jī)器人在擺放的時(shí)候不要讓滅火風(fēng)扇擋住火焰?zhèn)鞲衅鳎罕痉桨杆枧浼簷C(jī)器人平臺(tái)一個(gè)，馬達(dá)兩個(gè)，滅火風(fēng)扇馬達(dá)一套，大輪寬胎兩個(gè)，萬向輪一個(gè)，火焰?zhèn)鞲衅魉膫€(gè)，紅外測(cè)障傳感器六個(gè)，底部灰度傳感器兩個(gè)，聲控傳感器一個(gè)，滅火套裝基板一套，積木套件一套。序號(hào)部件內(nèi)容數(shù)量部件外觀作用A1納英特積木式機(jī)器人平臺(tái)1套處理機(jī)器人的程序和傳感器獲得的信息A2積木套件1套提供搭建各種機(jī)械結(jié)構(gòu)的配件C1-2紅外（測(cè)障）傳感器（數(shù)字）6個(gè)檢測(cè)障礙物（迷宮擋板和家具）C6火焰?zhèn)鞲衅鳎M）4個(gè)檢測(cè)火焰C9底部（灰度）傳感器（模擬）2個(gè)檢測(cè)地面白色標(biāo)志線C8聲控傳感器（數(shù)字

3、）1個(gè)檢測(cè)聲音E13-4滅火套裝基板1塊搭建滅火機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)E5“Z”字型減速馬達(dá)（6V）250轉(zhuǎn)2個(gè)為機(jī)器人提供動(dòng)力E10-1大輪寬胎套件2個(gè)使機(jī)器人正常運(yùn)動(dòng)（滾動(dòng)）D3-4鎳氫電池包（6節(jié)）1塊為機(jī)器人提供電源D4-2電源適配器1個(gè)給電池包充電1.2 功能描述對(duì)于滅火機(jī)器人來說，它需要解決的主要問題是如何去走迷宮？如何尋找火源并順利的滅火？在本方案中（迷宮采取左手法則，所謂左手或是右手法則是指機(jī)器人一直貼著左墻壁或是右墻壁運(yùn)動(dòng)）采取的是計(jì)白線的方式，滅火順序是一、二、三、四號(hào)房間，并且四號(hào)房間是通過火焰?zhèn)鞲衅鱽砼袛?，四?hào)房間沒有火的時(shí)候不進(jìn)房間。機(jī)器人在走迷宮的同時(shí)開啟計(jì)數(shù)進(jìn)程，如果在

4、滅火完之后，計(jì)數(shù)進(jìn)程值小于等于二的話，機(jī)器人必定是在一號(hào)房間，此時(shí)機(jī)器人調(diào)用右手法則直接回家，其他房間滅火和回家都是左手法則，和無火不進(jìn)房間其他思路相同。我們把離停止區(qū)域最近的一號(hào)房間做了處理，滅完火之后直接用右手法則回家，這樣縮短了回家時(shí)間。 1.3 機(jī)器人的使用把機(jī)器人安裝好之后，根據(jù)本方案提供的參考程序（請(qǐng)注意各傳感器與機(jī)器人的接口一定要與程序接口相符，如果調(diào)整接口就必須修改程序中的相應(yīng)接口）或用戶自編程序進(jìn)行調(diào)試無誤后，編譯下載到機(jī)器人（具體的下載方法請(qǐng)參閱機(jī)器人用戶說明書的軟件部分）。然后打開電源開關(guān)，按start鍵或聲控啟動(dòng)就可以運(yùn)行程序了。第二章 機(jī)器人的搭建和程序設(shè)計(jì)2.1 機(jī)

5、器人測(cè)試在機(jī)器人的搭建過程中，首先需要對(duì)機(jī)器人各部件包括機(jī)器人控制主板、減速馬達(dá)、傳感器等進(jìn)行測(cè)試（各配件的測(cè)試方法及其技術(shù)參數(shù)，請(qǐng)參閱各配件用戶說明書），以保證在使用時(shí)部件的可靠性。同時(shí)每搭好一個(gè)主要的部件，也必須進(jìn)行一個(gè)檢測(cè)的過程，同樣是保證機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理性。機(jī)器人的檢測(cè)方法請(qǐng)參見用戶手冊(cè)（硬件部分）1112頁。2.2 機(jī)器人的搭建滅火機(jī)器人的整體效果圖如圖所示：（注意機(jī)器人在擺放的時(shí)候不要讓滅火風(fēng)扇擋住火焰?zhèn)鞲衅鳎C(jī)器人的搭建主要分為這樣幾個(gè)部分：動(dòng)力部分的安裝（馬達(dá)和萬向輪），機(jī)械結(jié)構(gòu)的搭建（滅火結(jié)構(gòu)件的安裝），傳感器的安裝（紅外傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、灰度傳感器和聲控傳感器），電池盒的?/p>

6、裝。整機(jī)效果圖 馬達(dá)安裝本方案機(jī)械結(jié)構(gòu)為三輪結(jié)構(gòu)，具體馬達(dá)的安裝，請(qǐng)參見以下各圖例說明。A、寬胎與馬達(dá)的安裝如圖1-1所示：大輪寬胎Ø3*6圖1-1B、馬達(dá)安裝如圖1-2所示：安裝時(shí)注意螺絲不能太長（Ø3*6），以免頂壞電池包和主板。注意螺絲的安裝位置（從圖示擺放位置自左至右第三排開始安裝）第三排圖1-2右邊馬達(dá)安裝和左邊相同，位置也是從圖示位置自左至右第三排開始安裝。馬達(dá)與機(jī)器人接口：左馬達(dá)接機(jī)器人馬達(dá)驅(qū)動(dòng)0口，右馬達(dá)接機(jī)器人馬達(dá)驅(qū)動(dòng)1口。馬達(dá)檢測(cè)：馬達(dá)裝好后，用檢測(cè)程序里面的馬達(dá)檢測(cè)子菜單（即motor子菜單）來檢測(cè)馬達(dá)是否正常。 底板的安裝底板安裝如圖1-3所示：底板

7、固定右孔在第二排第四孔。對(duì)應(yīng)左孔在左邊第二排 圖1-3在安裝底板之前，仔細(xì)閱讀板上標(biāo)注的文字信息。按圖示位置將底板上的兩個(gè)安裝孔固定在主機(jī)第二排最左和最右孔（圖示位置由外向里看的第二排）。注意：在安裝時(shí)，請(qǐng)將底板標(biāo)有文字說明的板面朝上安裝。 紅外傳感器的安裝紅外傳感器的安裝如圖1-4所示： 圖1-4注：本方案一共用了6個(gè)紅外傳感器，安裝的方位是左面3個(gè)，右面3個(gè)。具體方位如圖1-5所示。紅外傳感器的安裝位置在滅火底板上有標(biāo)注。只需按對(duì)應(yīng)位置安裝即可。紅外傳感器整體安裝如圖1-5所示：接數(shù)字15口，檢測(cè)距離20CM左右接數(shù)字11口，檢測(cè)距離10CM左右接數(shù)字10口，檢測(cè)距離20CM左右接數(shù)字7口

8、，檢測(cè)距離20CM左右接數(shù)字8口，檢測(cè)距離10CM左右接數(shù)字14口，檢測(cè)距離10CM左右圖1-5注：從左至右紅外傳感器編號(hào)依次為L1、L2、L3、R4、R5、R6（編號(hào)和接口都與程序一致）。紅外傳感器檢測(cè)調(diào)節(jié)見紅外傳感器使用說明書。萬向輪的安裝萬向輪的安裝如圖1-6所示：第一排萬向輪用扎帶固定，朝向正前方，防止運(yùn)行中萬向輪擺動(dòng)萬向輪用緊固螺絲固定萬向輪上銅柱固定孔 圖1-6 灰度傳感器的安裝灰度傳感器的安裝如圖1-7所示：底部灰度傳感器2安裝孔底部灰度傳感器1安裝孔 圖1-7注：灰度傳感器探頭部分離地面的高度為5毫米時(shí)檢測(cè)效果最好，灰度傳感器探頭部分可以裝在銅柱上，灰度傳感器的安裝位置在底板的

9、左側(cè)第一行第四列孔和第三行第四列孔。第一行的灰度傳感器1接模擬2口，第三行的灰度傳感器2接數(shù)字9口?；叶葌鞲衅鞯闹翟诎咨臅r(shí)候設(shè)置為80至100之間即可。具體檢測(cè)調(diào)節(jié)見灰度傳感器的使用說明書。 滅火風(fēng)扇的安裝滅火風(fēng)扇的安裝如圖1-8所示：圖1-8注：注意滅火風(fēng)扇的高度。滅火風(fēng)扇接口為馬達(dá)接口3，注意風(fēng)扇馬達(dá)線的接法，檢測(cè)風(fēng)扇是吹分還是吸風(fēng)，如果是吸風(fēng)，將風(fēng)扇馬達(dá)黑線紅線位置交換即可。 火焰?zhèn)鞲衅鞯陌惭b火焰?zhèn)鞲衅鞯陌惭b如圖1-9所示：圖1-9注：中間火焰?zhèn)鞲衅髡龑?duì)前方，左右火焰?zhèn)鞲衅靼惭b的時(shí)候要保持一定的夾角，度數(shù)在三十度左右（與中間傳感器的夾角）。以正對(duì)圖片從左向右依次接模擬3、4、5口。底板

10、下面的火焰?zhèn)鞲衅髟谧竺妫ㄕ龑?duì)機(jī)器人的情況下）,接模擬6口。 電池盒的安裝電池盒的安裝如圖1-10所示：圖1-10電池盒用膠槍或螺絲固定在機(jī)器人機(jī)身上，電池盒黑線（負(fù)極）接外接電源接口的最左端，紅線（正極）接最右端。 整體效果圖俯視圖 后視圖側(cè)視圖 前視圖2.3 機(jī)器人的程序設(shè)計(jì)2.3.1積木程序的實(shí)現(xiàn)（程序及函數(shù)說明見具體程序）2.3.2 C語言的實(shí)現(xiàn)及命令解釋程序?qū)崿F(xiàn)思路：在本方案中，機(jī)器人由灰度傳感器判斷沖出白色起始區(qū)（在開機(jī)的時(shí)候計(jì)數(shù)進(jìn)程也開啟了），出起始區(qū)后進(jìn)入滅火程序。如果發(fā)現(xiàn)火源調(diào)用滅火子程序，沒有發(fā)現(xiàn)調(diào)用迷宮子程序（注意：優(yōu)先考慮滅火子程序），滅火完畢后調(diào)用回家子程序。在走迷宮的

11、時(shí)候，機(jī)器人如果碰到白線則開始退房（注意：機(jī)器人在此時(shí)是沒有發(fā)現(xiàn)火的，如果發(fā)現(xiàn)火的話，機(jī)器人已經(jīng)執(zhí)行滅火子程序了，就不會(huì)去判斷門口的白線了）不論機(jī)器人是貼左墻壁走還是右墻壁走，迷宮子程序只有三種情況，比如用左手法則（就是機(jī)器人一直貼左墻壁走），機(jī)器人只有直走、左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)三種情況。對(duì)于滅火子程序，發(fā)現(xiàn)火后，機(jī)器人開始調(diào)整方向，當(dāng)對(duì)準(zhǔn)火后，機(jī)器人前進(jìn)，到達(dá)滅火圈后開始滅火?；饻缤旰?，看計(jì)數(shù)結(jié)果，主要是針對(duì)“一號(hào)”房間回家（機(jī)器人從一號(hào)房間回終點(diǎn)區(qū)時(shí)，如果讓機(jī)器人右邊靠墻壁，則可以大大縮短回終點(diǎn)區(qū)域的時(shí)間），由計(jì)數(shù)結(jié)果判斷是否在一號(hào)房間，如果是則調(diào)用右手法則回家（機(jī)器人右邊貼著墻壁走），不是的話，走

12、一段時(shí)間迷宮后（目的是讓機(jī)器人走出房間門口白線），判斷是否檢測(cè)到門口白線，沒有檢測(cè)到，走普通迷宮，檢測(cè)到則調(diào)用退房程序（因?yàn)榛亟K點(diǎn)的時(shí)候機(jī)器人整個(gè)機(jī)身不能完全進(jìn)入房間）。本方案參考程序：/czmh.cint p;int i;#define L analog(5) /*左火焰*/#define M analog(4) /*中火焰*/#define R analog(3) /*右火焰*/#define R2 analog(6) /*2號(hào)房間檢測(cè)火焰*/#define D1 analog(2) /*檢測(cè)地面白線灰度*/#define D2 digital(9) /*計(jì)數(shù)與回家白線檢測(cè)灰度*/#def

13、ine L1 digital(15) /*左邊紅外*/#define L2 digital(11) /*左45度紅外*/#define L3 digital(10) /*左前紅外*/#define R4 digital(7) /*右前紅外*/#define R5 digital(8) /*右45紅外*/#define R6 digital(14) /*右邊紅外*/#define SK digital(13) /*聲控*/void main() /主程序 p=start_process(test(); /開啟計(jì)數(shù) while(!SK=1) /聲控啟動(dòng)和顯示計(jì)數(shù)及火焰值 printf("

14、%d %d %d %d% n",i,L,M,R);/i為計(jì)數(shù)值 sleep(0.1); kill_process(p); /關(guān)閉計(jì)數(shù) i=0; /計(jì)數(shù)置0 while(D1<130) /走出起始區(qū) motor(0,100); motor(1,100); p=start_process(test(); /開啟計(jì)數(shù) while(1) if(R<180|M<210)&&L3=0) /進(jìn)入滅火程序條件 f();/滅火程序 c else mg_tuifang(); /無火不進(jìn)房間迷宮 void f() /滅火程序 while(1) if(M<10 &am

15、p;& D1<120) /啟動(dòng)滅火電機(jī)條件 motor(0,-90); motor(1,-90); sleep(0.01); ao(); motor(3,100); /啟動(dòng)3號(hào)電機(jī) sleep(1.00); ao(); printf("%dn",i); /顯示計(jì)數(shù)值 while(i=2|i<2) /當(dāng)在1號(hào)房間滅火 while(digital(14)=1|digital(7)=1) motor(0,-60); motor(1,60); while(digital(14)=0) motor(0,100); motor(1,100); back1(); /1

16、號(hào)回家程序 kill_process(p); /關(guān)閉計(jì)數(shù) m234(); /234房間滅火回家（走出房間白線前的迷宮） back234();/235房間滅火回家停止程序（走出房間白線后的迷宮） if(R-L>15)|(R4=1|R5=1)&&R>200&&(M<200|L<200) while(R4=1|R5=1) motor(0,-65); motor(1,65); if(L-R>15) motor(0,65); motor(1,-65); motor(0,95); motor(1,95); void mg_tuifang() /

17、無火不進(jìn)房間迷宮程序 if(D1<125&&R>230&&M>230&L>200&&R2>220) motor(0,00); motor(1,20); sleep(0.05); while(D1>110) motor(0,-50); motor(1,-50); motor(0,-80); motor(1,-80); sleep(0.3); while(R6=0) motor(0,50); motor(1,-50); motor(0,-60); motor(1,60); sleep(0.05); whil

18、e(L1=0&&L3=0) if(R6=1) motor(0,40); motor(1,100); else motor(0,100); motor(1,100); else Lmg(); void mg_back() /回家不進(jìn)房間迷宮 if(D1<125) motor(0,-60); motor(1,-60); sleep(0.1); while(D2=0) motor(0,-50); motor(1,-50); motor(0,-80); motor(1,-80); sleep(0.2); while(R6=0) motor(0,50); motor(1,-50);

19、 motor(0,-60); motor(1,60); sleep(0.05); while(L1=0&&L3=0) if(R6=1) motor(0,30); motor(1,100); else motor(0,95); motor(1,100); else Lmg(); void back1() /1號(hào)房間滅火回家程序 kill_process(p); /關(guān)閉計(jì)數(shù) while(L3=1|R4=1) motor(0,-60); motor(1,60); while(1) if (D2=1&&D1<110) end(); else Rmg(); void m234() /234房間滅火回家（走出門白線的迷宮） reset_system_time(); while(mseconds()<3000L) Lmg(); void back234() /234房間滅火回家及停止程序 while(1) if(D1<110&&D2=1) end(); else mg_back(); void Lmg()/左手迷宮 if( L2=1|L3=1 ) motor(0,50); motor(1,-50);