消防机器人设计报告
家庭灭火机器人设计报告毕业设计
家庭灭火机器人设计报告毕业设计设计报告:家庭灭火机器人摘要:随着科技的发展,智能家居产品已经成为现代家庭中不可或缺的一部分。
然而,目前市场上尚缺乏能够进行灭火工作的智能家居产品。
因此,本报告提出了一种家庭灭火机器人的设计方案,旨在提供家庭火灾预防和紧急灭火的解决方案。
关键词:家庭灭火机器人、智能家居、火灾预防、紧急灭火1.引言1.1背景家庭火灾是一种常见的事故,可能造成人员伤亡和财产损失。
然而,由于人们对火灾的预防意识不足,火灾事故频发。
因此,迫切需要一种能够提供家庭火灾预防和紧急灭火功能的智能家居产品。
1.2目的本报告的目的是设计一种家庭灭火机器人,通过自主导航、火灾预警和自动灭火等功能,提高家庭火灾的预防能力和应对效率。
2.设计方案2.1硬件设计家庭灭火机器人包括主控制模块、导航模块、感知模块和灭火装置。
主控制模块用于控制机器人的运动和整体功能。
导航模块利用激光雷达等技术,实现机器人的自主导航和避障功能。
感知模块包括温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器,用于监测火灾情况并提供火灾预警。
灭火装置采用喷雾器和灭火泡沫剂,用于进行紧急灭火。
2.2软件设计家庭灭火机器人的软件设计包括路径规划、火灾预警和灭火控制。
路径规划算法基于环境地图和导航模块提供的数据,实现机器人的自主导航和避障功能。
火灾预警算法根据感知模块提供的数据,分析火灾情况并发出预警信号。
灭火控制算法实现灭火装置的自动开启和灭火泡沫的喷射。
3.测试与评估为了验证家庭灭火机器人的性能,我们将进行实际场景的测试。
首先,我们将在不同家庭环境中测试机器人的自主导航和避障功能。
然后,我们将模拟火灾情况,测试感知模块的火灾预警性能以及灭火装置的喷射效果。
最后,评估整体系统的可靠性和实用性。
4.结论家庭灭火机器人是一种有潜力的智能家居产品,能够提供家庭火灾预防和紧急灭火的解决方案。
通过自主导航、火灾预警和灭火控制等功能,可以有效地预防火灾事故的发生,并提供紧急灭火的支持。
灭火机器人报告
灭火机器人报告学院:主动化学院班级:姓名:指导师长教师:2010年9月——2010年11月目次第一章引言 01.1课题背景 01.2实现功能 01.3仿照房子介绍 0第二章体系整体筹划设计 (1)2.1体系硬件设计 (1)2.2体系软件设计 (1)第三章硬件设计 (2)3.1电源治理模块 (2)3.1.1稳压芯片LM7805CV (2)3.1.2电源模块电路道理图 (2)3.2电机驱动芯片L298N (3)3.2.1 L298N的逻辑功能: (3)3.2.2外形及封装: (3)3.2.3 L298N电路道理图: (4)3.3避障检测传感器HS0038 (4)3.3.1 HS0038简介: (4)3.3.2 HS0038特点: (4)3.3.3 检测道理: (5)3.3.4 HS0038与单片机连接道理图: (5)3.4地面灰度检测传感器ST188 (5)3.4.1 ST188特点: (5)3.4.2 检测道理: (5)3.4.3 应用范畴: (6)3.4.4 外形尺寸(单位mm): (6)3.4.5 ST188道理图: (6)3.5火焰传感器 (7)3.5.1火焰传感器应用 (7)第四章软件设计 (7)4.1灭火机械人行进路线分析 (7)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 (13)附录1: 法度榜样清单 (29)附录2: 灭火机械人什物图及灭火场地 (29)第一章引言1.1课题背景跟着社会的进步,机械人技巧的赓续成长使得机械人的应用范畴赓续扩大,从以往多应用于工业范畴而逐步融入人们的生活。
灭火机械人作为消防部队中的新兴力量,参加了抢险救灾的行列。
灭火机械人是一个集旌旗灯号检测、传输、处理和操纵于一体的操纵体系,代表了智能机械人体系的成长偏向。
1.2 实现功能制造一个自立操纵的机械人在一间平面构造房子模型里活动,找到一根蜡烛并尽快将它熄灭,那个工作受地面摩擦、机械人惯性、机械人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变更等多个身分阻碍,它仿照了实际家庭中机械人处理掉火的过程,蜡烛代表家里燃起的火源,机械人必须找到并熄灭它。
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。
课程设计灭火机器人设计报告.doc
课程设计灭火机器人设计报告目录1.概述1 2.作品的总体设计1 2.1系统功能及技术指标1 2.2系统的构成3 2.3主要设备及元器件选型3 2.4系统核心处理策略4 3.作品的详细设计5 3.1硬件设计5 3.1.1传感器与A/D转换5 3.1.2电机驱动7 3.1.3灭火9 3.1.4控制系统10 3.1.5电源11 3.1.6系统原理图及元器件清12 3.1.7 PCB设计13 3.1.8系统硬件资源清单15 3.2软件设计15 3.2.1程序流程图15 3.2.2传感器及A/D转换程序设计16 3.2.3电机驱动程序设计17 3.2.4完整程序代码18 3.3外形设计23 4.调试与测试25 5.结论25 6.感想(小组成员心得体会)26 7.参考文献27 1. 概述一直以来,恶劣环境下的工作一直影响着人们的身心健康,很多人希望用机器来取代人类在危险环境下作业,这种迫切的需要促使机器人诞生。
由于现代化都市生活火灾隐患处处存在,火灾也频繁发生。
在高度危险的火灾现场,即使是消防队员也无能为力,因此,迫切需要一种智能化灭火机器人来代替消防员执行高度危险的、高负荷的任务。
本作品具有智能化自动巡视寻找火源,智能避障的的特点,当它进入一个房间后,巡视整个房间以寻找火源,行进的过程中能够精确躲避障碍物。
发现火源后,本作品能自动校准行进方向,判断与火源的距离,进入有效灭火范围内自动启动灭火装置进行灭火。
本作品适用于危险火灾现场的灭火和对火灾现场进行火源排查。
2. 作品的总体设计2.1系统功能及技术指标本作品具有以下五个模块组成控制模块、驱动模块、传感器模块、灭火模块、电源模块。
1.控制模块采用Atmel89S52单片机作为本系统的核心控制芯片。
它能接收ADC0804转换的数字信号,对其进行一系列处理,根据处理结果,驱动电机做相应的运动,并能控制风扇转动进行灭火操作。
2.驱动模块驱动模块采用L298芯片与两个直流电机,该芯片能够接收单片机发出的控制信号,同时驱动两个直流电机运动。
毕业设计(论文)-履带式消防机器人设计
毕业设计(论文)-履带式消防机器人设计摘要本篇论文旨在设计一种履带式消防机器人,以提高消防工作的效率和安全性。
通过对消防机器人的需求分析和功能设计,结合现有的技术和方法,提出了一种具有远程控制、自动灭火和烟雾检测功能的履带式消防机器人。
通过实验验证,证明了该机器人在火灾现场的可行性和实用性。
第一章引言1.1 研究背景随着人口的增加和城市的扩张,火灾事故频繁发生,给人民的生命财产造成了巨大的损失。
目前消防工作主要依赖于人工进行,但存在一定的风险和局限性。
因此,设计一种能够自主执行消防任务的机器人对于提高消防工作的效率和安全性具有重要意义。
1.2 研究目的本毕业设计的目标是设计一种履带式消防机器人,具备远程控制、自动灭火和烟雾检测等功能。
通过对现有机器人技术和消防需求的分析,实现机器人在火灾现场的实用化。
第二章文献综述2.1 消防机器人的研究现状消防机器人技术的研究已有多年历史,目前已经取得了一定的成果。
国内外研究者主要从机器人的结构设计、控制系统和传感器技术等方面进行了研究。
2.2 已有的履带式消防机器人设计已有的履带式消防机器人设计多采用了液压驱动和电动驱动等方式,通过远程控制实现机器人在火灾现场的操作。
这些机器人具备一定的灭火能力,但大多数缺乏烟雾检测功能。
第三章系统设计3.1 需求分析根据消防工作的实际需求,本设计确定了履带式消防机器人的主要功能模块,包括远程控制模块、灭火模块和烟雾检测模块等。
3.2 系统结构设计本设计提出了一种基于嵌入式系统的履带式消防机器人结构设计。
该机器人由控制模块、运动模块、传感器模块和执行模块等组成。
3.3 系统流程设计本设计基于事件驱动的系统流程设计,通过编程实现机器人在不同情况下的自主决策和操作。
第四章硬件设计4.1 控制模块设计控制模块采用了单板计算机作为主控制器,通过串口和无线通信模块与操作员进行远程控制。
4.2 运动模块设计运动模块采用履带式结构,通过电机和减速器驱动履带的运动。
灭火机器人项目研制报告
灭火机器人项目研制报告宁夏吴忠市第三中学一、研制名称:灭火机器人研制报告二、研制目的: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。
通过组织学生参加机器人模型的设计、制作与演示,在学生中普及有关机器人技术的基础知识,使同学们在活动中发挥他们的创造性与能动性,培养学生利用机器人解决自然灾害的意识。
人们常说:“水火无情”,火灾的发生造成了人们的财产损失与人身安全伤害,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。
在消防现场存在着爆炸、有害气体泄露、建筑坍塌及核辐射等众多不安全因素,为了解决在如此复杂环境中消防人员亲临火场时的人身安全问题,我们设计了这个灭火机器人,它的主要目的是使机器人能在一个规定的区域内自主搜索火源并实施灭火。
灭火机器人的开发应用可以使消防人员不进入火场,通过消防机器人的自主灭火或消防人员的远程控制即可扑灭火灾。
三、研制内容、操作过程与步骤:(一)研制内容1、设计来源:火灾一直是人们面临的一大难题,各种各样的危险场所都会有不可避免的火灾出现,给社会以及人民群众的人身安全和财产安全造成了很多隐患,因此火灾的及时补救就成为了急需解决的问题。
救火早一秒就少一些伤亡,也会少一些财产损失。
尤其是对于一些封闭的场所,比如地下商场,消防车不易进入,消防人员在接到火灾报警时不能很快地到达现场,加之消防现场还存在着建筑坍塌,有害气体泄漏等不安全因素,对消防人员的人身安全造成了一定的危害。
我们设计的灭火机器人在地下商场的基地放置,当检测到火源后,发出警报,并立即寻找火源的位置,用风扇扑灭火源。
有些火灾区域对消防人员的生命可能造成危险的,消防人员可以通过远程控制扑灭火源进而减少人员伤亡。
2、设计思路:(1)设想制作内容:灭火机器人的开发应用可以让消防人员不进入火场,将信标放置在火源旁边,通过红外线感应器感应信标的位置,自动寻找到火源并利用风扇扑灭火源。
消防机器人毕业设计
消防机器人毕业设计消防机器人毕业设计在当今社会,随着科技的不断发展,机器人技术也得到了迅猛的进步。
机器人在各个领域发挥着重要的作用,其中之一就是在消防行业中的应用。
消防机器人作为一种新兴的技术,正在逐渐成为消防员的得力助手。
在我即将毕业的大学阶段,我选择了消防机器人作为我的毕业设计课题。
首先,我对消防机器人的功能进行了研究和分析。
消防机器人的主要任务是在火灾发生后,进入危险区域进行救援和灭火工作。
因此,我决定设计一个具备自主导航、火灾探测、灭火和救援等功能的消防机器人。
消防机器人需要具备自主导航的能力,能够根据预先设定的路径自动行走,并且能够避开障碍物。
为了实现这个功能,我使用了激光雷达和摄像头等传感器,以及路径规划算法,使机器人能够准确地找到火灾现场。
其次,我对消防机器人的火灾探测功能进行了研究。
火灾探测是消防机器人的核心功能之一,它能够及早发现火灾并报警,以便消防员及时采取措施。
为了实现这个功能,我使用了红外线传感器和烟雾传感器等设备,能够及时检测到火灾的存在。
同时,我还加入了图像识别技术,能够通过分析火灾现场的图像,判断火势的严重程度,为消防员提供更准确的信息。
另外,我还对消防机器人的灭火功能进行了研究。
灭火是消防机器人的重要任务之一,它需要具备喷水和喷雾等灭火装置。
为了实现这个功能,我设计了一个灭火装置,能够通过水泵将水喷射到火灾现场,迅速灭火。
同时,我还加入了温度传感器,能够实时监测火灾现场的温度变化,以便消防员根据情况调整灭火策略。
最后,我对消防机器人的救援功能进行了研究。
救援是消防机器人的另一个重要任务,它需要具备抓取和搬运等能力。
为了实现这个功能,我设计了一个机械臂,能够抓取受困人员并将其安全转移。
同时,我还加入了声音识别技术,能够通过分析声音,判断受困人员的位置和状态,为救援提供更准确的信息。
通过对消防机器人的功能进行研究和设计,我成功地完成了我的毕业设计。
这个消防机器人具备了自主导航、火灾探测、灭火和救援等功能,能够在火灾发生后及时进行救援和灭火工作,为消防员提供有力的支持。
灭火机器人课程设计报告
灭火课程设计报告正文:一.前言本文档是灭火课程设计报告,旨在介绍设计和开发一个能够自主进行灭火操作的。
本文档详细描述了该的设计需求、功能模块、系统架构、软硬件设计等关键内容,同时还包含实施计划、测试方案和项目进展等信息。
二.设计需求在城市中,火灾是一种常见的灾害,危及人们的生命和财产安全。
灭火的设计目标是能够在火灾发生时迅速到达现场进行灭火,保护人们的生命财产安全。
设计需求包括以下几个方面:1. 自主导航能力:需要具备能够在复杂环境中自主导航的能力,包括避障、寻路等。
2. 环境感知能力:需要能够感知周围环境,检测火灾状况,包括火源位置、火势大小等。
3. 灭火能力:需要能够进行灭火操作,包括喷水、喷雾等灭火手段。
4. 远程控制能力:需要能够远程控制,以便操作人员能够对进行指令控制。
三.功能模块基于上述设计需求,我们将的功能模块划分为以下几个部分:1. 导航模块:负责的自主导航功能,通过SLAM算法实现地图构建和路径规划。
2. 环境感知模块:负责的环境感知功能,包括火灾检测、温度检测等。
3. 灭火模块:负责的灭火操作,包括水源获取、喷水喷雾等。
4. 远程控制模块:负责的远程控制功能,操作人员可以通过遥控器或者方式App对进行控制。
四.系统架构基于以上功能模块,我们设计了如下的系统架构图:(插入系统架构图)五.软硬件设计在软硬件设计方面,我们将的核心控制模块采用嵌入式系统,利用ROS进行软件开发和控制。
同时,为了提高的稳定性和可靠性,我们选择使用高性能的电机和传感器,以及防火材料进行机械设计。
六.实施计划我们根据项目需求和资源情况,制定了如下的实施计划:1. 第一阶段:设计需求分析,完成系统设计和功能规划。
2. 第二阶段:软硬件开发和集成测试,实现各个功能模块的开发和测试。
3. 第三阶段:系统集成与调试,完成系统整体集成和测试。
4. 第四阶段:性能测试和优化,对系统性能进行测试和优化。
5. 第五阶段:项目总结和报告撰写,撰写课程设计报告并进行项目总结。
灭火机器人设计报告.doc
灭火机器人设计报告灭火机器人设计系系别信息与控制系别信息与控制系班班级自动级自动06020602 班班姓姓名王健(名王健(0606106506061065)孙祥勋)孙祥勋((0606104706061047))指导老师赵勇指导老师赵勇20092009 年年7 7 月月20092009 年年9 9 月月目目录录第一章第一章引言引言.1 1.1 课题背景.1 1.2 实现功能.1 1.3 模拟房子介绍.1 第二章第二章系系统统整体方案整体方案设计设计.2 2.1 系统硬件设计.2 2.2 系统软件设计.2 第三章第三章硬件硬件设计设计.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 第四章第四章软软件件设计设计.8 4.1 灭火机器人行进路线分析.8 4.2 软件流程图.9 第五章第五章调试记录调试记录及及实验实验心得心得.10 5.1 调试记录.10 5.2 实验心得.10 参考文献参考文献.12 附附录录 1 程序清程序清单单.13 附附录录 2 灭灭火机器人火机器人实实物物图图及及灭灭火火场场地地.26 第一章第一章引言引言 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。
(智能制造)灭火机器人报告
(智能制造)灭火机器人报告灭火机器人设计学院:自动化学院班级:姓名:指导老师:2010年9月——2010年11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 (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: (4)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): (7)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 (8)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 (10)第五章调试记录及实验心得 (11)5.1调试记录 (11)5.2实验心得 (11)参考文献 (14)附录1: 程序清单 (29)附录2: 灭火机器人实物图及灭火场地 (29)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。
1.2 实现功能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,找到一根蜡烛并尽快将它熄灭,这个工作受地面摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变化等多个因素影响,它模拟了现实家庭中机器人处理火警的过程,蜡烛代表家里燃起的火源,机器人必须找到并熄灭它。
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。
灭火机器人课程设计报告
智能机器人课程设计设计题目:灭火智能机器人的设计和实现目录第1章机器人系统总体方案设计 (3)1.1 设计目标 (3)1.2 机器人功能设计及指标要求 (3)1.3 机器人系统总体结构设计 (4)第2章机器人系统硬件详细方案设计 (5)2.1 传感器选型 (5)2.1.1 超声波测距传感器 (5)2.1.2 红外避障传感器 (5)2.1.3 火焰传感器 (5)2.2 机器人系统硬件连接图 (6)2.2.1 STM32单片机最小系统 (6)2.2.2 电源模块 (7)2.2.3 红外避障传感器 (7)2.2.4 超声波测距传感器 (8)2.2.5 火焰传感器 (8)2.2.6 电机驱动模块 (8)第3章机器人系统软件详细方案设计 (9)3.1 主函数 (9)3.2 超声波测距程序 (10)3.3 红外避障引脚设置程序 (12)3.4 电机驱动程序 (12)3.5 火焰检测程序 (12)第4章机器人系统开发调试步骤 (13)4.1 传感器选型和引脚分配 (13)4.2 传感器独立测试 (13)4.2.1 超声波测距传感器测试 (13)4.2.2 红外避障传感器测试 (13)4.2.3 火焰传感器测试 (13)4.3 电机独立测试 (14)4.4 综合测试 (14)第5章实验中遇到的故障及解决方法 (15)第6章收获与体会 (16)第1章机器人系统总体方案设计1.1 设计目标本次课程设计的目标是:在一辆两驱智能小车的基础上,搭载各种传感器,设计出一款具有自动避障和搜寻火点功能的智能机器人,可以完成简易的灭火功能。
设定的实验环境为带有隔板障碍的4*4方格迷宫,如图1-1所示。
起火点随机放置在其中一个方格中。
机器人需要从起点开始搜寻火点,躲避障碍,最终靠近火点一定距离时,小车停止运动,进行接下来的灭火操作。
图1-1 机器人灭火场地布局图本课设旨在通过一类典型智能机器人的设计、调试,掌握各环节和整个智能机器人系统的调试步骤与方法,加强基本技能训练,培养灵活运用所学理论解决控制系统中各种实际问题的能力。
家庭灭火机器人设计报告设计15页word
名称:家庭灭火机器人设计报告学院:电子与信息工程学院目录第一章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2实现功能 (1)第二章系统整体方案设计 (1)2.1系统硬件设计 (1)2.2系统软件设计 (1)第三章硬件设计 (2)3.1电源管理模块 (2)3.1.1电源模块电路原理图 (2)3.2电机驱动芯片L298N (2)3.2.1.L298N电路原理图: (2)3.3避障检测传感器HS0038 (3)3.3.1 HS0038简介: (3)3.3.3 检测原理: (3)3.3.4 HS0038与单片机连接原理图: (3)3.4地面灰度检测传感器ST188 ............................. 错误!未定义书签。
3.4.2 检测原理: (3)3.4.3 应用范围:...................................... 错误!未定义书签。
3.4.5 ST188原理图: (3)3.5火焰传感器 (4)3.5.1火焰传感器使用 (4)第四章软件设计 (4)4.1灭火机器人行进路线分析 (4)4.2软件流程图 (5)第五章调试记录 (5)5.1调试记录 (5)第六章实验心得 (5)参考文献 (6)附录1: 程序清单 (6)附录2: 灭火机器人实物图及灭火场地 (12)第一章绪论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。
1.2 实现功能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,找到一根蜡烛并尽快将它熄灭,这个工作受地面摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变化等多个因素影响,它模拟了现实家庭中机器人处理火警的过程,蜡烛代表家里燃起的火源,机器人必须找到并熄灭它。
简易消防机器人
表2.1直流电机参数
2.2.4光源(火焰)传感器模块
传感器技术是现代科技的前沿技术,是现代信息技术的三大支柱之一,因此传感器的种类也繁多。用于检测火焰的传感器如有红外传感器、烟雾传感器、温度传感器、紫外传感器、光敏电阻以及CCD图像传感器等等。我综合论证了一下几种传感器,制定了如下几种方案。
方案1:温度传感器如热电偶,热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。测量精度高,构造简单,使用方便,但是热电偶感应的范围太广,而且由于火焰只是周围温度稍高且范围较窄。试验验证用热电偶检测火焰精度不高,因此我放弃了此方案。
消防救援机器人的研究开发及应用,日本最为领先,其次是美国、意大利和英国等发达国家。国际上对消防救援机器人的研究,在控制技术上可分为三个阶段:第一代是遥控消防救援机器人,第二代是具有感觉功能的计算机辅助遥控消防救援机器人,第三代是自适应智能化消防救援机器人。第一代和部分第二代消防救援机器人已开始服役,但其结构和功能在各个国家都各有特点和独到之处。目前发达国家正在加快开发不同功能的第二代实用型消防救援机器人,而第三代智能型消防救援机器人尚在探索之中,日本、美国和意大利已开始进入预研和论证阶段。
灭火机器人的设计实验报告
motor( 2 , 20 );
}
else
{
printf( "ir_1 =%d\n" ,ir_1);
motor( 1 , 20 );
motor( 2 , 30 );
}
tim_1 =seconds();
if( tim_1 > 60.000000)
{
gi_2 = 2 ;
}
motor( 2 , 0 );
motor( 3 , 100 );
gi_3 = 0 ;
}
}
return;
}
void SubRoutine_3( )
{
if(gi_1 == 1)
{
ir_1 =ir_detector();
if( ir_1 == 2)
{
printf( "ir_1 =%d\n" ,ir_1);
灭火机器人的设计
一、项目任务
在能力风暴机器人AS-UII的基础上,组装一个灭火机器人,并编写程序,让其能完成灭火任务。(任务的详细内容请参见《国际灭火比赛规则2010》)
二、项目要求
设计的机器人能在5分钟内把灭火场地中的蜡烛熄灭。每次运行时,蜡烛被任意放置在不同的房间内。
其它详细要求请参见《国际灭火比赛规则2010》
{
photo_1 =(photo(1)+photo(2))/2;
if(photo_1 < 200)
{
stop();
photo_1 =(photo(1)+photo(2))/2;
while(photo_1 != 255)
{
motor( 1 , 0 );
灭火机器人课程设计报告
操控稳定性
测试机器人在人为干扰下的稳定性,例如在受到外力冲击或突然改变方向时,机器人的反应和恢复能力。
工作稳定性
长时间运行测试,观察机器人在连续工作状态下的性能衰减情况,以评估其工作寿命和可靠性。
总结与展望
06
功能实现:本次设计的灭火机器人成功实现了自动识别火源、规划灭火路径以及执行灭火任务的功能。通过红外传感器和烟雾传感器,机器人能够快速准确地定位火源,并通过机械臂和喷水装置进行灭火。
灭火机器人课程设计报告
汇报人:
202X-01-07
引言灭火机器人概述灭火机器人系统设计灭火机器人实验测试灭火机器人性能评估总结与展望
contents
目录
引言
01
当前,随着城市化的快速发展,火灾事故频发,灭火救援工作面临巨大挑战。传统灭火方式存在人员伤亡风险,因此需要研发高效、安全的灭火装备。
机器人技术不断发展,为灭火救援领域提供了新的解决方案。灭火机器人能够代替人类进入危险区域,有效降低人员伤亡,提高灭火效率。
通过对比实验数据和预期目标,分析机器人在灭火和避障方面的性能表现。
根据分析结果,对机器人进行优化改进,包括改进喷射方式、增加传感器数量等。
改进措施
结果分析
灭火机器人性能评估
05
灭火效率
评估机器人在不同火源类型(如固体燃料火、液体燃料火等)下的灭火效率,记录从启动灭火程序到完全扑灭的时间。
灭火剂使用量
人机交互优化
为了提高机器人的易用性和用户体验,可以进一步优化人机交互界面,使其更加直观、易操作。同时,研究如何通过语音识别、手势控制等技术简化人机交互过程,提高机器人的实用性。
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消防机器人设计报告基于ATmega2560单片机的智能避障灭火小车一、设计方案:1、控制系统:Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板,具有54路数字输入输出,适合需要大量IO接口的设计。
处理器核心是ATmega2560,同时具有54路数字输入/输出口(其中16路可作为PWM输出),16路模拟输入,4路UART接口,一个16MHz晶体振荡器,一个USB口,一个电源插座,一个ICSP header和一个复位按钮。
Arduino Mega2560也能兼容为Arduino UNO设计的扩展板。
该核心电路板能提供大量IO接口,因此为以后的传感器和功能拓展提供了便捷,同时搭配传感器拓展板,在使用和调试便捷性上优于其它单片机。
Arduino2560原理电路:2、传感器:方案一:光电循迹传感器+火焰传感器+红外线测距传感器光电开关在一般情况下,由三部分构成,它们分为:发送器、接收器和检测电路。
它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器,但前方没有反光板。
正常情况下发光器发出的光受光器是接收不到的,当有物体通过时挡住了光,并把光反射回来,受光器就接收到了光信号,输出一个开关信号。
当遇到黑色线格的时候,由于黑色吸收了大部分光线,因此光电开光就会输出电平变化,单片机接收到信号以后做出相应的动作。
火焰传感器的基本构成及原理:火焰传感器由红外线接收管、电平比较电路、灵敏度调节电位器三部分组成。
通过红外线接收管探测周围环境,当接收到较强的红外线的时候,由电平比较器反馈给单片机电平变化信号。
可通过电位器调节火焰传感器的灵敏度。
红外测距传感器:红外测距传感器由四部分构成,红外线二极管,红外线接收管,电平比较器,距离调节电位器。
通过红外线二极管发射出红外线,接收管收到物体反射的红外线,通过电平比较器后输出一个变化电平信号。
通过电位器调节,可以控制接收管给电平比较器的信号,而达到控制探测距离的目的。
但由于红外线测距模块对火焰比较敏感,因此用在消防机器人上面不是很合适。
方案二:光电循迹传感器+火焰传感器+超声波传感器该方案使用了超声波测距模块,利用超声波发射和接收模组,通过一定频率的超声波并接收该频率的反射波,通过两者的时差进行计算,准确得出障碍距小车的距离,屏蔽了火焰对测距模块的影响,能有效应用于避障机构。
3、动力机构:方案一、四线二相步进电机*2该方案中,步进电机能够按照特定的步进角进行运转,设定好步数,电机则运行相应的角度以下图为例:虽然步进电机能很准确的对小车进行控制,但是由于其功耗和控制电路的因素,该方案未采用。
方案二、直流减速电机*2使用L298N驱动两个直流电机,L298N驱动电路如下图:该驱动电路可两路直流电机或一路步进电机,控制直流电机时,IN1、IN2、IN3、IN4分别接单片机数字IO口,通过IO口控制电机的转动方向,ENA、ENB接单片机PWM输出口,控制电机的转速。
该方案电路简单,控制方便,故采用该方案。
4、灭火风扇:方案一:采用模块化设计,在调试和安装上方便快捷。
用两个直流小电机作为灭火装置,由单片机IO口控制,并通过三极管扩流,由L7805将12V 锂电池电压稳压为5V,供全部系统使用,在测试过程中发现,当火焰传感器探测到火焰,电机转动时使得系统板电压骤降,导致单片机不断复位,达不到灭火的效果。
方案二:通过给单片机系统单独供电,用IO口控制两个继电器来间接控制灭火小电机,电机电源采用电机驱动板上的5V电源接口。
该方案解决了单片机因电压不足而无限重启的现象,使得单片机系统能够稳定运作。
因此我采用该方案。
5、电源模块:现有2200mah航模锂电池一块,输出电压11.1V,最大放电能力30C,完全满足小车需要。
采用两路L7805单独给单片机系统和电机驱动系统供电,传感器由单片机系统电源供电,灭火风扇由电机驱动系统供电。
电源模块电路原理图如下:6、 数据交互模块:传感器的数据除了传递给小车系统之外,还需要通过显示屏呈现出来,同样的,有两套方案,方案一:系统接收到数据之后直接处理,然后显示到LCD1602。
该方案使用到1602液晶,在arduino 上使用液晶来显示数据参数不是很困难,但是由于小车所使用到的单片机系统为8位单片机,虽然已经有很丰富的IO 接口,但数据处理能力着实一般,在使用液晶和单总线的DIS18B20温度传感器时,会使得系统的操作显得很慢,导致程序不能够正常运行。
而且1602液晶只能显示两行、16个字符,对于该小车来说着实有点紧张。
方案二:单片机在处理传感器数据的同时,将数据通过串口转发给另一单片机,在另一单片机进行处理后,将参数显示到2004液晶上面,将控制信号反馈给主控单片机,最大限度的使主控单片机的速度不受影响。
由于本系统采用集成串口的mega2560单片机与mega328p 单片机,只需要通过TXD 和RXD 两根线进行通信。
而且能将部分控制指令直接分配给mega328p ,因此,提高了系统的稳定性和工作效率。
因此我采用方案二。
二、 小车结构:三、 程序设计:小车从安全位置出发,无固定路线,在火焰传感器的引导下自行选择靠近火源的路线行走,距离火源一定距离时停下,进行灭火操作。
灭火完成后继续前往下一个火源。
途中遇到障碍物时能够自行避开障碍物,寻找离火源最近的路线前进。
小车能够自行判断自己在场地中的位置,防止走出场地,其位置判断与火源计数以及报警部分由mega328p 进行。
部分程序://mega2560部分//int Motor_L=4;int Motor_R=5;int Track_L=30; 灭火小车系统板 电源模块电机驱动模块 四路循迹模块火焰传感器模块 灭火模块 数据交互模块int Track_0=31;int Track_1=A4;int Track_R=32;int Flame_L_D=40;int Flame_R_D=41;int Flame_L_A=A0;int Flame_R_A=A1;int Relay_L=A10;int Relay_R=A11;int F_L_A=0;int F_R_A=0;char D;void setup(){pinMode(4,OUTPUT);pinMode(5,OUTPUT);pinMode(22,OUTPUT);pinMode(23,OUTPUT);pinMode(24,OUTPUT);pinMode(25,OUTPUT);//Motor_L&&Motor_R. pinMode(30,INPUT);pinMode(31,INPUT);pinMode(A4,INPUT);pinMode(32,INPUT);//Track_L&&Track_0&&Track_R pinMode(40,INPUT);pinMode(41,INPUT);pinMode(A0,INPUT);pinMode(A1,INPUT);//Flame Digital&&Analog Input pinMode(A10,OUTPUT);pinMode(A11,OUTPUT);//Relay L&RSerial.begin(9600);}void loop(){F_L_A=analogRead(A0);F_R_A=analogRead(A1);while(1){ //**********Flame******//if(digitalRead(40)==0){stop();relay_L_H();}else{straight();relay_L_K();}if(digitalRead(41)==0){stop();relay_R_H();}else{straight();relay_R_K();}//***********Track Start**********//if(analogRead(A4)>500&&digitalRead(31)==1&&analogRead(A0)<870) {left();straight();Serial.print("A");}else{straight();}if(digitalRead(31)==1&&analogRead(A4)>500&&analogRead(A1)<870) {right();straight();Serial.print("B");}else{straight();}}} //*******************Main End***********************////*******************************************************// //********************Motor Control**********************// //*******************************************************// //***********Straight**********//void straight(void){if(digitalRead(30)==1&&digitalRead(32)==1){digitalWrite(22,HIGH);digitalWrite(23,LOW);digitalWrite(24,HIGH);digitalWrite(25,LOW);analogWrite(4,255);analogWrite(5,240);}else if(digitalRead(30)==0){digitalWrite(22,HIGH);digitalWrite(23,LOW);digitalWrite(24,HIGH);digitalWrite(25,LOW);analogWrite(4,255);analogWrite(5,0);}else if(digitalRead(32)==0){digitalWrite(22,HIGH);digitalWrite(23,LOW);digitalWrite(24,HIGH);digitalWrite(25,LOW);analogWrite(4,0);analogWrite(5,240);}}//************Stop*************//void stop(void){digitalWrite(22,HIGH);digitalWrite(23,LOW);digitalWrite(24,HIGH);digitalWrite(25,LOW);analogWrite(4,0);analogWrite(5,0);}//************Back***************//void back(void){digitalWrite(22,LOW);digitalWrite(23,HIGH);digitalWrite(24,LOW);digitalWrite(25,HIGH);analogWrite(4,250);analogWrite(5,230);}//***********Left**************//void left(void){digitalWrite(22,LOW);digitalWrite(23,HIGH);digitalWrite(24,HIGH);digitalWrite(25,LOW);analogWrite(4,240);analogWrite(5,255);delay(700);}//**********Right*************//void right(void){digitalWrite(22,HIGH);digitalWrite(23,LOW);digitalWrite(24,LOW);digitalWrite(25,HIGH);analogWrite(4,255);analogWrite(5,255);delay(600);}//***************************************************// //********************Relay**************************// //***************************************************// //*****************Relay_L***********************// void relay_L_H(void){digitalWrite(A10,HIGH);delay(600);}void relay_L_K(void){digitalWrite(A10,LOW);}//*******************Realay_R***********************//void relay_R_H(void){digitalWrite(A11,HIGH);delay(600);}void relay_R_K(void){digitalWrite(A11,LOW);}//mega328p串口通讯及LCD测试程序//#include <Wire.h>#include <LiquidCrystal_I2C.h>char D;LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,20,4); // set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line displayvoid setup(){lcd.init(); // initialize the lcdlcd.backlight();lcd.print("X=");lcd.setCursor(0,1);lcd.print("Y=");Serial.begin(9600);}void loop(){D=Serial.read();lcd.setCursor(3,0);if(Serial.read()=='A') {lcd.print("X");}lcd.setCursor(3,1); if(Serial.read()=='B') {lcd.print("Y");}}。