智能灭火机器人驱动结构设计

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智能灭火机器人设计第2部分

4.6阶段3子程序流程图图4-6 阶段3子程序流程图4.7调整1子程序流程图图4-7 调整1子程序流程图4.8调整2子程序流程图图4-8 调整2子程序流程图4.9前进子程序流程图图4-9 前进子程序流程图4.10后退子程序流程图图4-10 后退子程序流程图4.11左转子程序流程图图4-11 左转子程序流程图4.12右转子程序流程图图4-12 右转子程序流程图4.13 FIQ中断子程序流程图图4-13 FIQ中断子程序流程图4.14 IRQ4中断子程序流程图图4-14 IRQ4中断子程序流程图4.15 IRQ5中断子程序流程图图4-15 IRQ5中断子程序流程图4.16 电机控制子程序流程图图4-16 电机控制子程序流程图4.17 A/D转换子程序流程图图4-17 A/D转换子程序流程图4.18避障子程序流程图图4-18 避障子程序流程图4.19避崖子程序流程图图4-19避崖子程序流程图4.20灭火子程序流程图图4-20 灭火子程序流程图4.21延时子程序流程图图4-21 延时子程序流程图4.22 51系统主程序流程图图4-22 51系统主程序流程图4.23 DS18B20测温子程序流程图图4-23 DS18B20测温子程序流程图4.24温度显示子程序流程图图4-24 温度显示子程序流程图4.25报警子程序流程图图4-25 报警子程序流程图5 系统调试1 在场地用黑色胶布围一个长方形区域，里面先没有放置蜡烛，将小车随意放置到区域里启动。

小车在线框内随意走动，碰到黑线时则绕开继续行走，小车不会报警也不会启动风扇，如此一直走，车盖上的4位7段温度显示器显示此时的室温。

2 在场地用黑色胶布围一个长方形区域，里面任意位置放置一根蜡烛，将小车随意放置进去，小车先沿一定路线行走，一检测到火源蜂鸣器立即产生蜂鸣声，并调整车身快速向火源前进，接近火源时降慢车速直到到达距火源一定距离后启动风扇灭火。

为保证结果正确进行反复测试结果都能将火源吹灭。

灭火机器人课程设计报告

灭火机器人课程设计报告灭火机器人课程设计报告一、引言随着技术的发展，人工智能机器人已经逐渐融入我们的日常生活，成为解决问题的重要工具。

在这个课程设计中，我们将开发一款基于机器学习技术的灭火机器人。

通过模拟真实的火灾救援场景，机器人需要学会识别火源、规划安全路径，并采取正确的灭火策略。

这个项目将综合运用机器学习、路径规划、机械设计等多方面的知识，旨在提高学生的创新思维和实践能力。

二、机器人硬件设计1、移动平台：为了能让机器人移动到指定的位置，我们选择使用轮式移动平台。

通过配置多个传感器，机器人可以感知周围环境，确保在复杂地形中稳定移动。

2、机械臂与灭火装置：为了实现抓取和操作灭火设备的功能，我们设计了一款具有多个自由度的机械臂。

在机械臂的末端，安装了一个可以喷射灭火剂的装置。

3、传感器系统：机器人配备了火焰传感器、温度传感器和烟雾传感器，以检测火灾位置和程度。

此外，还安装了红外摄像头，用于识别和避开障碍物。

三、机器学习算法我们采用深度学习算法来训练机器人的火灾识别模型。

首先，我们从大量火灾图片中提取出特征，然后使用卷积神经网络（CNN）进行训练。

通过训练，模型能够根据摄像头捕捉的图像，准确判断是否存在火源。

四、路径规划算法机器人需要从起点到达火灾地点，期间需要避开障碍物。

为此，我们采用了基于A算法的路径规划方法。

A算法是一种启发式搜索算法，能够根据当前状态和启发式信息，寻找最短路径。

通过定义每个节点的代价，算法能够计算出从起点到目标点的最短路径。

五、控制系统机器人的行为由嵌入式控制系统控制。

该系统包括一个主控制器和多个从控制器。

主控制器负责接收用户的指令和传感器数据，从控制器负责执行主控制器的命令，控制机器人的移动和机械臂的操作。

主控制器通过无线通信与从控制器进行数据交换。

六、实验与结果为了验证机器人的性能，我们在实验室环境下进行了一系列测试。

测试中，机器人成功识别了火源，并根据路径规划算法避开了障碍物，最终到达火灾地点，成功执行了灭火任务。

智能灭火机器人的设计与实现

第１８卷第３期电子设计工程２０１０年３月Ｖ０１．１８Ｎｏ．３ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＤｅｓｉｇｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｒ．２０１０智能灭火机器人的设计与实现李小燕，陈帝伊，马孝义（西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气系，陕西杨凌７１２１００）摘要：根据国际灭火机器人的比赛规则，给出灭火机器人的软硬件设计。

该系统硬件设计是以嵌入式ＡＲＭ９６６Ｅ．Ｓ为核心，科学布置６个红外测距传感器，实现远红外火焰传感器组．能够快速精确检测环境。

并采用双电源供电，直流电机驱动。

而系统软件设计采用优化的避障、灭火算法。

实验证明．该设计大大提高系统的实时性、快速性和可靠性。

机器人搜寻４个房间并完成灭火用时８Ｓ左右．达到国际先进水平。

关键词：机器人；嵌入式系统；传感器；灭火机器人中图分类号：ＴＰ３１ｌ文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－６２３６（２０１０）０３—００５ｌ—０４Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆｉｒｅ－ｎｇｈｔｉｎｇｒｏｂｏｔＬＩＸｉａｏ－ｙａｎ。

ＣＨＥＮＤｉ－ｙｉ，ＭＡＸｉａｏ－ｙｉ（ＥｌｅｃｔｒｉｃＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＷｅｓｔＡ＆ＦＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙａｎｓｔｉｎｇ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｕｌｅｏｆｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｆｉｒｅ—ｆｉｇｈｔｉｎｇｒｏｂｏｔｒａｃｅ．ｔｈｅｈａ”ｄｗ呲ａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｆｉｒｅ－ｆｉｇｈｔ－ｉｎｇｒｏｂｏｔａ地ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．’ｎｌｅｈｌＬｒｄｗａｌ陀ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｂａｓｅｄｅｍｂｅｄｄｅｄＡＲＭ９６６Ｅ－Ｓ．Ｓｉｘｉｎｆｒａｒｅｄｄｉｓｔａｎｃｅｓｅｎ￥ｏｌ暗ａ弛ｄｉｓ—ｔｒｉｂｕｔｅｄｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃａｌｌｙａｎｄｔｈｅｓｅｃｔｉＯＨｏｆｆａｒ－ｉｎｆｒａｒｅｄｆｌａｍｅｓｅｎｓｏｌｔ篙ｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｃｒｅａｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｄｅ－ｔｅｅｔｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｑｕｉｃｋｌｙａｎｄａｃｃｕｒａｔｅｌｙ．Ｄｕａｌｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙｓｏｌｕｔｉｏｎｉｓａｄｏｐｔｅｄ，ａｎｄＤＣｍｏｔｏｒｉｓｔａｋｅｎｄｒｉｖｅｒ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｆｏｒｏｂｓｔａｃｌｅ－ａｖｏｉｄａｎｃｅａｎｄｆｉｒｅ·ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｓｏｆｔｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅａｌ－ｔｉｍｅｃａｐａｂｉｌｉｔｙ，ｒａｐｉｄｉｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｈｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｌａｒｇｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｔｈｉｓｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅｒｏｂｏｔｔａｋｅｓｅｉｇｈｔｓｅｃｏｎｄｓｔｏｓｅａｒｃｈｆｏｒｆｏｕｒａｎｄｆｉｎｉｓｈｅｓｆｉｒｅ．ｆｉｇｈｔｉｎｇ．ｗｈｉｃｈｒｅａｃｈｅｓｔｈｅｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌａｄｖａｎｃｅｄｌｅｖｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｂｏｔ；ｅｍｂｅｄｄｅｄｓｙｓｔｅｍ；ｓｅｎｓｏｒ；ｆｉｒｅ－ｆｉｇｈｔｉｎｇｒｏｂｏｔ近年来。

智能灭火机器人的设计及制作研究

智能灭火机器人的设计及制作研究【摘要】智能灭火机器人的设计和实现对于改善消防安全有着十分重要的意义。

本文以ARM9处理器芯片为核心，并且结合多种红外传感器和火焰传感器，在大功率直流电机的驱动下完成功能。

分别对智能灭火机器人的功能需求、硬件设计以及软件设计进行了详细的描述，并且在此基础上对所设计的智能灭火机器人性能进行了研究，以期更好的改善目前的灭火机器人设计和应用现状。

【关键词】灭火机器人；设计；硬件；ARM90 引言近年来，随着建筑物的高度以及复杂程度的不断提高，对高层建筑内的消防工作提出了巨大的挑战，一旦发生火情就会迅速蔓延，并且很难快速实施有效的救助措施。

例如在高层建筑物发生火情时，消防官兵无法在极短的时间内达到火灾现场进行处置，加之高层建筑的环境极其复杂，处于地下的建筑物同样会由于潮湿的环境影响浓烟的扩散，给消防救援带来巨大的困难；在处置化学物品的火情时更是给消防人员的生命安全带来了巨大的安全隐患，极易导致消防人员的中毒。

因此，为了更好的解决目前消防救援中面临的问题，需要更多的研制具有较高智能程度的机器人，以更好的协助消防人员对火情进行控制，并且为被困人员的救治提供良好的导向。

作为人工智能的一种，机器智能主要是通过计算机模拟的方式实现机器对人类动作的模拟，智能机器人的研究大大的降低了一线工作人员的劳动强度和生产中的危险性，在很大程度上推动了人类经济社会的发展和进步。

作为智能化的机器人，需要满足以下基本的功能：一是机器人的动作机构与人类的某些器官在功能上具有较高的相似性，同时机器人的需要具有较高的通用性，即程序具有较高的灵活性；二是机器人还需要具备一定的记忆、感知以及学习的能力，真正的体现出人类智能化的特点；三是机器人在进行工作时需要具有较强的独立性，即无需人员的跟进就可以完成预先设置的功能。

实现以上这些功能首先要解决以下几个方面的问题。

首先，对智能机器人路径的规划和具体实施。

在对火情的侦查过程中，机器人需要对发生火灾附近的路径进行巡视，并且能够保证在整个巡视的过程中机器人的安全性。

可精准灭火的智能机器人设计

文章编号：1673-887X(2023)03-0027-03可精准灭火的智能机器人设计成慧翔，马艳娥，张强，陈宇光，王亦敏（晋中信息学院，山西太谷030800）摘要可精准灭火的智能机器人以单片机为控制核心，控制无刷电机实现机器人的行走功能，再通过多传感器及摄像头作为侦查火源的装置对现场数据信号进行采集并定位着火点，最终通过消防机器人的自主灭火或消防人员的远程控制机器人行进并自动搬取和抛扔灭火弹灭火，实现了自动寻找火源并灭火、自动避障等功能，对于保证农业农村消防安全，在发现火情后及时处置有重要作用。

文章阐述了可精准灭火的智能机器人的设计思路和实现方法，具备一定的实用价值和推广价值。

关键词STM32F407ZET6最小系统；激光测距；避障；灭火机器人中图分类号TP242.6文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.03.010Intelligent Robot That Can Put Out Fire AccuratelyCheng Huixiang,Ma Yan'e,Zhang Qiang,Chen Yuguang,Wang Yimin(Jinzhong College of Information,Taigu030800,Shanxi,China)Abstract：It can automatically find the fire source in the designated area and throw fire bomb to extinguish the fire.With the single chip processor as the core,the robot control the gear motor function of walking robot by multiple sensors and cameras as investiga‐tion of fire device for field data signal acquisition and positioning of ignition,eventually marched through remote control robot and automatically move and thrown grenade fire extinguishing,implements the automatic looking for fire and fire extinguishing,automat‐ic obstacle avoidance,and other functions.This paper describes the application status and prospect,design ideas and implementation methods of intelligent robot that can accurately fire.In the future,more fire fighting and rescue functions can be added on the basis of this design,which can play an important auxiliary role in the fire fighting process and has certain practical value and promotion value.Key words：STM32F407ZET6minimum system,laser ranging,obstacle avoidance,fire-fighting robot近年来，春耕农事生产用火增多，火情呈多发频发态势，农业农村防灭火形势严峻。

智能灭火机器人设计第1部分

摘要本系统以SPCE061A为控制核心，加以伺服电机、火焰传感器、光电传感器、CPU风扇和电源电路以及其他电路构成。

系统由SPCE061A通过I/O口控制小车的前进后退以及转向， E3F-DS10C4红外光电传感器进行避障，ST198A反射式光电传感器进行避崖，远红外火焰传感器进行火焰扫描。

用蜂鸣器进行报警以提示已经找到火源。

同时本系统还用51单片机控制18B20温度传感器进行室温的采集并且用数码管实时显示出来。

通过软硬件结合实现在一个独立空间中能够自由行走、检测火源和自动靠近并扑灭火源的智能机器人。

关键词：SPCE061A ；伺服电机；光电传感器；火焰传感器；温度传感器AbstractThis system take SPCE061A as the control core, performs the servo electrical machinery, the flame sensor, the photoelectric sensor, the CPU ventilator and the power circuit as well as other electric circuit constitution. The system controls car's advance by SPCE061A through the I/O mouth to retrocede as well as to change, the E3F-DS10C4 infrared light electric pickup carries on evades the cliff, the ST198A reflection type photoelectric sensor carries on evades the cliff, the far infrared flame sensor carries on the flame scanning. Carried on the warning with the buzzer to prompt already found the fire hazard. Simultaneously this system also uses 51 monolithic integrated circuits to control the 18B20 temperature sensor to carry on the room temperature gathering, and uses the nixietube real time display. Realizes through the software and hardware union in a space-independent can walk freely, the examination fire hazard and approaches and suppresses the fire hazard automatically the intelligent robot.Key words: SPCE061A ；Servo electrical machinery; Photoelectric sensor; Flame sensor; Temperature sensor1引言1.1本设计的目的和意义机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。

灭火机器人设计报告

灭火机器人设计报告灭火机器人设计系别：信息与控制系班级：自动0602班姓名：王健（06061065）孙祥勋（06061047）指导老师：赵勇2009年7月——2009年9月目录第一章引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2实现功能 (1)1.3模拟房子介绍 (1)第二章系统整体方案设计 (2)2.1系统硬件设计 (2)2.2系统软件设计 (2)第三章硬件设计 (3)3.1电源管理模块 (3)3.1.1稳压芯片LM7805CV、LM7812CV (3)3.1.2电源模块电路原理图 (3)3.2电机驱动芯片L298N (4)3.2.1 L298N的逻辑功能： (4)3.2.2外形及封装： (4)3.2.3 L298N电路原理图： (5)3.3避障检测传感器HS0038 (5)3.3.1 HS0038简介： (5)3.3.2 HS0038特点： (5)3.3.3 检测原理： (5)3.3.4 HS0038与单片机连接原理图： (6)3.4地面灰度检测传感器ST188 (6)3.4.1 ST188特点： (6)3.4.2 检测原理： (6)3.4.3 应用范围： (6)3.4.4 外形尺寸（单位mm）： (6)3.4.5 ST188原理图： (7)3.5火焰传感器 (7)3.5.1火焰传感器使用 (7)第四章软件设计 (8)4.1灭火机器人行进路线分析 (8)4.2软件流程图 (9)第五章调试记录及实验心得 (10)5.1调试记录 (10)5.2实验心得 (10)参考文献 (12)附录1: 程序清单 (13)附录2: 灭火机器人实物图及灭火场地 (26)第一章引言1.1课题背景随着社会的进步，机器人技术的不断发展使得机器人的应用领域不断扩展，从以往多应用于工业领域而渐渐融入人们的生活。

灭火机器人作为消防部队中的新兴力量，加入了抢险救灾的行列。

灭火机器人是一个集信号检测、传输、处理和控制于一体的控制系统，代表了智能机器人系统的发展方向。

灭火机器人

摘要随着社会的进步，机器人技术的不断深入使得机器人的应用领域不断扩展，从以往的多应用于工业领域而渐渐融入人们的生活，消防机器人作为消防部队中的新兴力量，加入了抢险救灾的行列。

而为了更好的为生产生活服务，灭火机器人技术的优化势在必行。

本设计中智能灭火机器人采用AT89S52单片机作为检测和控制的核心，实现机器人的智能控制，包括寻迹、寻找火源、躲避障碍接近火源、启用风扇灭火等功能。

火源探测使用红外传感器，障碍物判断采用集成红外传感器，电机采用直流电机。

电机控制核心采用AT89S52单片机，控制系统与电路用电耦合器完全隔离以避免干扰。

实现的功能是：从安全区域出发，自动寻找火源并选择路线灭火，避开障碍物接近火源，启用风扇吹灭火源后结束。

关键词：寻迹，寻找火源，躲避障碍，吹灭火目录第一章课题设计的目的、要求及意义 (1)1.1课题的目的 (1)1.2 要求及意义 (1)1.2.1 要求 (1)1.2.2 意义 (1)第二章系统整体方案设计 (2)2.1 设计思想 (2)2.2 系统硬件设计 (2)2.3 方案论证与比较 (2)2.3.1 车体 (2)2.3.2 寻迹 (2)2.4 系统软件设计 (3)第三章硬件设计 (4)3.1 外形设计 (4)3.2 检测黑线的设计 (4)3.3 避障电路 (4)3.4感光传感器 (4)3.5 火焰传感器 (5)3.6 电机驱动芯片L298N (5)3.6.1 外形及封装 (5)3.6.2 电机驱动电路 (6)3.7 单片机AT89S52 (6)3.8 电源部分设计 (7)3.9灭火部分设计 (7)3.10 灭火与报警 (7)3.10.1灭火驱动电路 (7)3.10.2声音报警电路 (8)3.11 火焰定位 (8)3.12灭火方式 (9)第四章软件设计 (9)4.1软件设计思路 (9)4.2 灭火机器人行进线路分析 (9)4.3 软件流程图 (10)第五章制作与调试 (11)5.1 制作流程 (11)5.2 系统调试 (11)第六章结论 (12)感想（个人心得） (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录一程序清单 (16)附录二实物图 (20)第一章课题设计的目的、要求及意义1.1课题的目的制作一个消防智能机器人模型，能在指定的区域进行抢险灭火工作。

灭火机器人结构与控制设计

灭火机器人结构与控制设计灭火机器人的结构设计主要包括机器人底盘、机械臂、传感器和灭火装置等部分。

底盘是机器人的基础，负责机器人的移动和平衡控制。

通常采用轮式底盘，具备足够的稳定性和机动性，可以在复杂的火灾现场进行灵活移动。

机械臂是机器人的“手臂”，用于操作灭火装置、搜救受困人员等任务。

传感器是机器人的“感知器官”，用于感知火灾现场的温度、气体浓度等信息，提供给控制系统做出智能决策。

灭火装置是机器人的关键部分，通常采用液态或气态灭火剂进行灭火，具备灭火效果好、灭火范围大的特点。

灭火机器人的控制设计主要包括传感器数据获取与处理、路径规划与导航、灭火装置控制等子系统。

传感器数据获取与处理是指通过传感器获取火灾现场的温度、气体浓度等信息，并进行数据处理与融合，提供给控制系统做出决策。

路径规划与导航是指通过路径规划算法确定机器人的移动路径，并通过导航控制机器人沿着规划好的路径移动到指定位置。

灭火装置控制是指根据火灾现场的实际情况，控制灭火装置的开启、关闭等操作，实现灭火任务的完成。

灭火机器人的控制系统通常采用分层结构，在不同层次上实现控制的任务。

最底层是底盘控制模块，负责底盘的运动控制和平衡控制，通过电机控制系统实现机器人的前进、后退、转弯等动作。

中层是机械臂控制模块，负责机械臂的运动控制和灭火装置的操作控制，通过电机控制系统实现机械臂的伸缩、旋转等动作。

最上层是智能控制模块，负责传感器数据的处理与决策，通过算法实现路径规划、导航和灭火装置的开启、关闭等操作。

灭火机器人的控制算法是实现自主控制的关键。

路径规划算法可以通过地图信息和传感器数据计算出机器人的最优路径，提高机器人的行动效率。

导航算法可以根据机器人的运动状态和传感器数据实现精确的导航控制，使机器人能够准确地达到指定位置。

灭火装置控制算法可以根据火灾现场的温度、气体浓度等信息，实时调整灭火装置的开启、关闭等操作，保证灭火效果和安全性。

综上所述，灭火机器人的结构设计和控制设计是灭火机器人性能和效果的关键。

灭火机器人结构与控制设计(全套图纸)

灭火机器人结构与控制设计（全套图纸）摘要面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等)，为了有效的避免人员伤亡，就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。

因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。

本系统采用68HC11单片机作为核心控制芯片，设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。

本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。

实际应用表明，该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源，自主识别路线，自主行进接近火源并灭火，最终完成灭火的任务。

关键词:单片机，小车，引导控制，传感器I柳辉灭火机器人结构与控制AbstractContent: Confronted with so many bad working environment (such asfire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses 68HC11 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection by infrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motormodule, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task.Keywords: Microcontroller , Car ,Control system, SensorsII柳辉灭火机器人结构与控制目录摘要 ..................................................................... (I)Abstract ........................................................... .. (II)第一章绪论 (1)1.1课题来源与意义...................................................................... (1)1.2课题背景 ..................................................................... .. (1)1.3课题研究方法 ....................................................................................................................... 2 第二章能力风暴机器人的基本构成 (3)2.1外形构造 ..................................................................... .. (3)2.2主板 ..................................................................... .. (4)2.3 68HC11的基本知识 ..................................................................... (4)2.4传动结构——齿轮箱 ..................................................................... .................................... 5 第三章方案设计与论证.. (6)3.1总体设计方案 ..................................................................... .. (6)3.2小车的制作方案设计与论证 ..................................................................... .. (6)3.3驱动电机模块的选定 ..................................................................... (7)3.4寻迹传感器模块的选定 ..................................................................... .. (7)3.5单片机控制模块的选定 ..................................................................... .. (8)3.6火源传感器模块的选定 ..................................................................... .. (8)3.7灭火模块的选定...................................................................... (9)3.8电源模块的选定...................................................................... (9)3.9最终方案 ..................................................................... .. (9)第四章灭火控制方案与策略 (11)4.1 灭火场地 ..................................................................... .. (11)4.2行走方案分析与确定 ..................................................................... . (11)4.3火焰定位 ..................................................................... (13)III柳辉灭火机器人结构与控制4.4传感器的布置 ..................................................................... ................................................ 14 第五章灭火机器人灭火装置及结构设计 (15)5.1灭火方案的确定...................................................................... . (15)5.2水泵灭火装置结构设计 ..................................................................... (16)5.3灭火机器人外形设计 ..................................................................... .................................. 19 第六章控制程序设计 (20)6.1智能灭火小车系统总体流程 ..................................................................... (20)6.2程序流程图 ..................................................................... .. (21)6.3部分功能代码 ..................................................................... ................................................ 24 结论 ......................................................................28致谢 ......................................................................29参考文献 .....................................................................30IV柳辉灭火机器人结构设计与控制第一章绪论1.1课题来源与意义随着时代的发展，机器人已经不是一个陌生的名词了，现在的电影大片中经常性的出现机器人，它们存在于工厂，普通人的家里，科技研究所，马路上等等，它们有智能的也有非智能的，有人型也有普通机械式的，其中对我们这代人来说印象最深刻的就要是风靡一时的好莱坞电影大片《变形金刚》，里面的机器人不但可以变身而且它们有自己的思想，是智能机器人但又高于智能机器人，它们近乎是一个个完整的独立的“人”。

基于Arduino控制器的智能灭火救援机器人的设计与开发

基于Arduino控制器的智能灭火救援机器人的设计与开发智能灭火救援机器人是一种能够利用先进技术进行灭火和救援操作的智能化机器人，它可以帮助救援人员减轻负担，提高救援效率，降低灾害事故的发生，对保护人员生命和财产具有重要意义。

本文将重点介绍基于Arduino控制器的智能灭火救援机器人的设计与开发。

一、智能灭火救援机器人的功能需求智能灭火救援机器人的功能需求主要包括以下几个方面：1. 灭火功能：具备灭火功能，可以有效扑灭起火点，保护人员和财产安全。

2. 救援功能：能够进行救援操作，例如搜救被困群众或救援受伤人员。

3. 智能化操作：具备自主识别、规划路径、智能避障等智能化操作能力。

4. 远程控制：支持远程控制操作，可以在危险环境下安全操作。

5. 多传感器监测：具备多传感器监测能力，实时监测环境数据，提供数据支持。

二、智能灭火救援机器人的设计方案为了满足上述的功能需求，我们设计了一种基于Arduino控制器的智能灭火救援机器人，其主要设计方案包括以下几个方面：1. 外观设计：智能灭火救援机器人采用轮式底盘设计，可以灵活移动，在火灾现场进行灭火和救援操作。

外壳采用防火材料制作，能够抵御高温和火焰侵袭。

2. 灭火装置：机器人装备有灭火装置，可以利用水、泡沫等灭火剂进行灭火操作，有效扑灭火灾。

3. 救援装置：机器人装备有机械手臂和夹爪，可以进行救援操作，搜救被困群众或救援受伤人员。

4. 控制系统：机器人采用Arduino控制器作为主控制系统，通过编程实现各种功能操作。

5. 传感器系统：机器人配备有距离传感器、温度传感器、烟雾传感器等多种传感器，可以进行环境数据的实时监测。

三、智能灭火救援机器人的开发过程智能灭火救援机器人的开发主要包括机械结构设计、电路设计、控制系统编程、传感器系统集成等多个方面。

在机械结构设计方面，我们采用了CAD软件进行三维建模设计，确定了机器人的外观和结构参数；在电路设计方面，我们设计了电源管理系统、传感器接口电路、执行器控制电路等多个电路模块；在控制系统编程方面，我们使用Arduino IDE软件进行编程，实现了机器人的各种操作功能；在传感器系统集成方面，我们进行了多次测试和调试，确保传感器系统的正常工作。

智能灭火机器人设计

智能灭火机器人设计
智能灭火机器人是一种能够在火场进行灭火、监测、和搜索任
务的智能机器人。

其基本设计原则是满足以下需求：
1. 安全性：机器人必须能够具备自身的安全保障，要求其在火
场内能够稳定运行，灭火过程中不对人员、物件造成二次损伤。

2. 灵活性：应用场景复杂，机器人需要能够适应各种火场环境，能够快速移动并转化。

3. 多功能性：机器人需要同时具备搜索、预警、监测、定位、
灭火及报警等多种功能，能够为灭火人员提供有效的辅助帮助。

4. 智能化：机器人核心技术应包含智能化算法系统、感知及控
制系统等，能够实现远程操控和自主决策，提高对火场的敏感度和
及时响应。

5. 续航性：机器人需要长时间在火场内稳定运行，其电池续航
时间应足够长。

基于以上设计原则，智能灭火机器人通常包括以下模块：
1. 硬件模块：机身、轮子、传感器、电池等。

2. 控制模块：控制芯片、通讯板、电机驱动等。

3. 传感器模块：烟雾传感器、红外传感器、温度传感器等。

4. 智能算法模块：深度学习、神经网络等算法优化。

5. 灭火系统模块：水泵、水箱、喷洒系统等。

智能灭火机器人是一种集多项核心技术于一身的高科技产品，
其设计需要多个领域协同努力，才能实现优秀的性能表现。

智能灭火机器人硬件电路设计及实现

智能灭火机器人硬件电路设计及实现经过50多年的发展，人工智能已形成极广泛的研究领域，并且取得了许多令人瞩目的成就[1]。

人工智能也称机器智能，是一门研究人类智能机理和如何用计算机模拟人类智能活动的学科。

智能机器人技术综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，集成了多学科的发展成果，代表高技术的发展前沿[2]。

智能机器人的研究，大大促进了人工智能思想和技术的进步，渐渐成为一个备受关注的分支领域经过50多年的发展，人工智能已形成极广泛的研究领域，并且取得了许多令人瞩目的成就[1]。

人工智能也称机器智能，是一门研究人类智能机理和如何用计算机模拟人类智能活动的学科。

智能机器人的研究，大大促进了人工智能思想和技术的进步，渐渐成为一个备受关注的分支领域，各种智能机器人比赛也成为国内外广泛推广和发展的一种竞技项目。

智能机器人灭火比赛由美国三一学院于1994年创办，目前已成为全球规模最大、普及程度最高的全自主智能机器人大赛之一。

硬件电路是智能灭火机器人整体的核心骨架，其参数性能及设计的合理性直接决定了智能灭火机器人的性能。

本文完成了基于ARM9内核[3]的智能灭火机器人的硬件电路的设计与实现。

1 硬件电路的总体设计灭火比赛的任务是在一封闭房间模型中，随机在其中一个房间里放置蜡烛代替的火源，要求机器人在尽可能短的时间里无碰撞地找到火源并完成灭火。

根据比赛要求及功能需要，灭火机器人的总体结构如图1所示，主要由控制器、传感器输入、驱动输出等模块组成。

2 硬件电路的主要部件分析与设计2.1嵌入式系统为实现机器人高速精确地按照规定路径行走，要求机器人的CPU能够实时迅速地读取多个传感器端口数值，并在较短的时间内完成对各端口数值的存储、运算和输出等多种任务。

智能灭火机器人设计方案

智能灭火机器人设计方案根据制造一个自主控制的机器人在一间平面结构房子模型里运动并找到一根蜡烛尽快将它熄灭的任务，利用开关二极管、滤波电容、电阻、光电耦合、L298N、LM2596等元器件，设计出稳压降压电路和L298N驱动模块的PCB板，并通过STC12C5A60S2单片机导入自己设计的一系列如寻墙、寻火、灭火、回家等子程序，合理布局地面灰度传感器、红外光电传感器并在不断改进和调试下成功制作出能够准确完成任务的灭火机器人。

标签：机器人；灭火；传感器；电机驱动；稳压电路1 系统的整体方案设计整体选定右手法则，即小车基本一直沿右墙走，当进入房间后，如果没有火，则寻找下一个房间；如果有火，则开始执行寻火程序，直到离蜡烛30cm的检测到白线，再利用风扇将蜡烛熄灭，完成灭火功能。

因此设计的小车要求能够及时调节前进的方向，以便快速进入房间，顺利找到火源。

系统总体设计框图如图1：2 硬件设计该方案是设计一个在规定区域能自主搜索火源并实施灭火的智能机器人小车，设计使用的主控芯片为STC12C5A60S2单片机，设计重点在传感器和电机驱动上2.1 DC-DC 降压电路采用LM2596s-5.0芯片。

输入端给入11.1V～12.8V电压，输出端输出5V 电压。

LM2596开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。

本方案采用LM2596s-5.0，输入端给入11.1V～12.8V电压，输出端输出5V电压。

该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。

由于该器件只需4个外接元件，可以使用通用的标准电感，这更优化了LM2596的使用，极大地简化了开关电源电路的设计。

2.2 避障传感器及其辅助电路本方案采用红外测距传感器来实现过程中的寻墙功能。

红外传感器是一种集发射与接收于一体的光电传感器。

具有受可见光干扰小、价格便宜、易于配装、使用方便的特点。

(完整版)灭火机器人

而为了更好的为生产生活服务，灭火机器人技术的优化势在必行。

本设计中智能灭火机器人采用AT89S52单片机作为检测和控制的核心,实现机器人的智能控制，包括寻迹、寻找火源、躲避障碍接近火源、启用风扇灭火等功能。

火源探测使用红外传感器，障碍物判断采用集成红外传感器，电机采用直流电机。

电机控制核心采用AT89S52单片机，控制系统与电路用电耦合器完全隔离以避免干扰。

实现的功能是：从安全区域出发，自动寻找火源并选择路线灭火,避开障碍物接近火源,启用风扇吹灭火源后结束。

关键词:寻迹,寻找火源,躲避障碍，吹灭火目录第一章课题设计的目的、要求及意义 (1)1.1课题的目的 (1)1.2 要求及意义 (1)1.2。

1 要求 (1)1。

2。

2 意义 (1)第二章系统整体方案设计 (2)2。

1 设计思想 (2)2。

2 系统硬件设计 (2)2。

3 方案论证与比较 (2)2。

3.1 车体 (2)2。

3.2 寻迹 (2)2.4 系统软件设计 (3)第三章硬件设计 (4)3.1 外形设计 (4)3。

2 检测黑线的设计 (4)3。

3 避障电路 (4)3.4感光传感器 (4)3.5 火焰传感器 (5)3。

6 电机驱动芯片L298N (5)3。

6。

1 外形及封装 (5)3.6。

2 电机驱动电路 (6)3。

7 单片机AT89S52 (6)3。

8 电源部分设计 (7)3.9灭火部分设计 (7)3。

10 灭火与报警 (7)3。

10。

1灭火驱动电路 (7)3。

10.2声音报警电路 (8)3。

11 火焰定位 (8)3。

12灭火方式 (9)第四章软件设计 (9)4.1软件设计思路 (9)4。

2 灭火机器人行进线路分析 (9)4。

3 软件流程图 (8)第五章制作与调试 (9)5.1 制作流程 (10)5。

智能灭火机器人驱动结构设计

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald71要设计灭火机器人的驱动结构，首先要分析机器人的运动机理。

灭火机器人在移动时，通过各种传感器对机器的位置、行动状态进行测量。

灭火机器人利用光的反射与接收，对自身的动态进行持续的监测，本设计的检测系统包括4个9013型三极管、4个红外对管，8个9012型三极管，一片LM339芯片，以及各类型电阻。

其中红外对管包括一个红外发光二极管和一个红外光敏三极管，在检测时，发光二极管持续发射一定强度的红外线，光敏三极管在接收到反射回来的红外线后导通，发出一个电平跳变信号。

电平跳变信号经过三极管的放大后，传送给电压比较器L M 339。

电压比较器的作用是比较两个电压的大小，当两个输入电压的高低关系不同时，比较器会分别输出高电平和低电平。

当电压大小关系发生改变时,电压比较器输出的电平就会发生改变。

根据点评的不同可以检测导盲道的方位。

上述设备组合成灭火机器人的红外传感装置，此套装置安装在机器人前部贴近地面的部位。

当机器人向前移动时，两个红外发光二极管发出的红外线会射在盲道上，根据上面的讨论，电压比较器此时会输出低电平信号；而当两边的发射管发射出的红外光照射地面时，光线被黑线吸收，所以接收传感器接收不到红外线的反射光线，此时，根据上面的讨论，电压比较器输出高电平信号。

发出的信号被单片机采集后，单片机通过运行运动控制程序来控制机器人的运动状态。

本设计采用的驱动芯片是L298N，内部包含4通道的逻辑驱动电路。

L298N可接受标准T TL逻辑电平信号VSS。

1号引脚和15号引脚下连接的发射极分别接入电流采样电阻，通过电流采样电阻形成电流传感信号。

运动控制芯片可驱动2个电动机。

5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。

下图是其与51单片机连接的电路图。

远红外传感器在检测到火焰时，其返回值跟环境值有明显的区别，机器人从而判断是否找到火源。

智能机器人灭火功能的实现

毕业设计（论文）题目智能机器人灭火功能的实现系别专业班级学生姓名学号指导教师年月智能机器人灭火功能的实现摘要：智能灭火机器人系统控制器模块以嵌入式微处理器ARM9为核心,传感器模块主要由红外测距传感器和远红外火焰传感器组构成,驱动器模块由大功率伺服直流电机和普通直流电机组成.依据沿墙行进规则和程序设计模块来完成机器人遍历房间、寻找火源并将其熄灭的程序编程.通过该设计完成的智能机器人系统可在8 s内完成任意房间的灭火,达到了国际先进水平,同时还提高了机器人运行的可靠性.我国科学家对机器人的定义是："机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器"。

智能机器人是 21 世纪新的热点,也是一个国家整体实力的显示。

智能机器人是一个多学科的综合，涉及机械设计和制造、传感器、控制与规划、电子电气、计算机与信息处理、通讯、能源、材料、系统工程。

AS-UII 是面向教育的新一代智能移动机器人。

AS-UII 有一个功能强大的微处理系统和传感器系统，而且它还能扩展听觉、视觉、和触觉，成为真正意义上的智能机器人。

关键词：智能机器人、灭火、AS-UIIThe realization of the function of intelligent robot fire Abstract:intelligent fire-extinguishing robot system controller module ARM9 processor with embedded microcontroller as the core, and sensor module mainly consists of infrared range-finding sensors and far-ir flame of sensor, the drive module by a high-power constitutes a servo dc motor and ordinary dc motor. According to travel along the wall design module rules and procedures to complete the robot to traverse the room, looking for fire and its out of the programming. Through the design of intelligent robot systems can be completed in August finish any room s. extinguishing, have reached the international advanced level, but also improve the operation reliability of the robot.The definition of Chinese scientists for robots is: "robot is a kind of automatic machines, what is different this machine has some of people or biological similar intelligence capabilities, such as perception and planning skills, action ability and synergy, is a kind of highly flexible automation machine". Intelligent robot is the 21st century new hot spot, also is a country overall strength display. Intelligent robot is a multidisciplinary integrated, involving mechanical design and manufacturing, sensor, control and planning, electrical and electronic, computer and information processing, communications, energy, materials, systems engineering.AS the UII is an education - a new generation of intelligent mobile robot. AS UII have a powerful - the micro processing system and sensor system, and it also can expand hearing, vision and touch, became a true sense of intelligent robot.Keywords:intelligent robot、put out the fire、AS UII目录前言 (6)第1章智能机器人AS-UII (7)1.1AS-UII的内部结构 (7)1.2AS-UII的控制按键部分 (7)1.3对AS-UII进行编程 (9)第2章传感器、微处理器与驱动器 (11)2.1智能机器人的三大要素 (11)2.2能力风暴的传感器及其处理电路 (12)2.2.1碰撞传感器 (12)2.2.2红外传感器 (15)2.2.3光敏传感器 (17)2.2.4麦克风 (17)2.2.5光电编码器 (18)2.2.6其他传感器 (19)第3章能力风暴编程 (21)3.1 让机器人动起来 (21)3.1.1在 VJC1.5 开发版窗口中编写流程图 (21)3.1.2保存源代码程序 (22)3.1.3程序下载 (22)3.1.4运行程序 (22)3.2让机器人感知环境信息 (22)3.2.1编写流程图 (23)3.2.2保存程序 (24)3.2.3程序下载 (24)3.2.4运行程序 (24)第4章能力风暴编程 (25)4.1 让机器人动起来 (25)4.2让机器人动起来 (26)4.3让机器人动起来 (27)致谢 (29)参考文献 (30)前言最近几十年中，大量的高层、地下建筑与大型的石化企业不断涌现。