智能机器人灭火功能的实现.docx

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1、智能机器人灭火功能的实现题目智能机器人灭火功能的实现系另IJ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操纵器模块以嵌入式微处理器ARM9为核心，传感器模块要紧由红外测距传感器与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与普通直流电机构成.根据沿墙行进规则与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8s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，所不一致的是这种机器具备一些与人或者生物相似的智能能力，如感知

2、能力、规划能力、动作能力与协同能力，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，涉及机械设计与制造、传感器、操纵与规划、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与传感器系统，而且它还能扩展听觉、视觉、与触觉，成为真正意义上的智能机器人。关键词：智能机器人、灭火、AS-UIITherea1izationofthefunctionofinte11igentrobotfireAbstract：inte11igentfire

3、-extinguishingrobotsystemcontro11ermodu1eARM9processorwithembeddedmicrocontro11erasthecore,andsensormodu1emain1yconsistsofinfraredrange-findingsensorsandfar-irf1ameofsensor,thedrivemodu1ebyahigh-powerconstitutesaservodemotorandordinarydemotor.Accordingtotrave1a1ongthewa11designmodu1eru1esandprocedur

4、estocomp1etetherobottotraversetheroom,1ookingforfireanditsoutoftheprogramming.Throughthedesignofinte11igentrobotsystemscanbecomp1etedinAugustfinishanyrooms.extinguishing,havereachedtheinternationa1advanced1eve1,buta1soimprovetheoperationre1iabi1ityoftherobot.ThedefinitionofChinesescientistsforrobots

5、is:robotisakindofautomaticmachines,whatisdifferentthismachinehassomeofpeop1eorbio1ogica1simi1arinte11igencecapabi1ities,suchasperceptionandp1anningski11s,actionabi1ityandsynergy,isakindofhigh1yf1exib1eautomationmachine.Inte11igentrobotisthe21stcenturynewhotspot,a1soisacountryovera11strengthdisp1ay.I

6、nte11igentrobotisamu1tidiscip1inaryintegrated,invo1vingmechanica1designandmanufacturing,sensor,contro1andp1anning,e1ectrica1ande1ectronic,computerandinformationprocessing,communications,energy,materia1s,systemsengineering.AStheUIIisaneducation-anewgenerationofinte11igentmobi1erobot.ASUIIhaveapowerfu

7、1-themicroprocessingsystemandsensorsystem,andita1socanexpandhearing,visionandtouch,becameatruesenseofinte11igentrobot.Keywords：inte1Iigentrobot、putoutthefire、ASU1I目录前言6第1章智能机器人AS-U1171.1 AS-UII的内部结构71.2 AS-UII的操纵按键部分71.3 对AS-UI1进行编程9第2章传感器、微处理器与驱动器112.1智能机器人的三大要素112. 2能力风暴的传感器及其处理电路121. 2.1碰撞传感器122.

8、 2.2红外传感器153. 2.3光敏传感器174. 2.4麦克风175. 2.5光电编码器186. 2.6其他传感器19第3章能力风暴编程217. 1让机器人动起来213. 1.1在VJC1.5开发版窗口中编写流程图213. 1.2储存源代码程序223. 1.3程序下载223. 1.4运行程序223. 2让机器人感知环境信息223.2. 1编写流程图233.3. 2储存程序243.4. 2.3程序下载243 .2.4运行程序24第4章能力风暴编程254 .1让机器人动起来255 .2让机器人动起来266 .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

9、石化企业不断涌现。由于这些建筑的特殊性，发生火灾时，不能快速高效的灭火。为熟悉决这一问题，尽快救助火灾中的受害者，最大限度的保证消防人员的安全，消防机器人研究被提到了议事日程。而机器人技术的进展也为这一要求的实现提供了技术上的保证，使得消防机器人应运而生。从二十世纪八十年代开始，世界许多国家都进行了消防机器人的研究。美国与苏联最早进行消防机器人的研究，而后日本、英国、法国等国家都纷纷开展了消防机器人的研究，目前已有多种不一致类型的消防机器人用于各类火灾场合。从功能上划分，目前的消防机器人有下列几类：灭火机器人、侦察机器人、攀登营救机器人与救护机器人。从操纵方式来分，消防机器人可分为遥控消防机器

10、人与自主消防机器人。我国从八十年代末期开始消防机器人的研究，公安部上海消防研究所等单位在消防机器人的研究中取得了大量的成果，”自行式消防炮”已经投入市场，”履带轮式消防灭火侦察机器人”也于2000年6月通过了国家验收。但是，我国消防机器人的研究还处在初级阶段，还有许多有待研究的问题。比如，高层建筑发生火灾时，消防人员不可能在短时间内到达高处的火灾发生地点，在地下建筑中，由于环境比较潮湿，烟气不易扩散，消防人员不容易快速的判定火源位置；而在石化企业发生火灾时，将产生大量的毒气，消防人员在灭火时极易中毒。研制能够用于这些场合的侦察灭火机器人，协助消防人员进行火灾的定位与灭火，将有极大的社会意义。第

11、1章智能机器人AS-U111.1 AS-UII的内部结构AS-U1I是能力风暴大学版机器人，II-表示第二版本。AS-UII是专门为大学进行课程教学、工程训练、科技创新与研究服务的新型移动智能机器人。AS-UII的内部结构参见图17oAS-UII结构简图：液晶显示器主板传感器底盘该机器人是广茂达公司生产的能力风暴智能机器人，它是一款用于寻找火源并灭火的智能机器人。能力风暴智能机器人的执行器有：二只高性能直流电机；一只喇叭；一只2*16字符的液晶显示器。1.2 AS-UII的操纵按键部分看见AS-U11背后的操纵按键部分了吗？其结构如图1-2o在这个部分有2个小灯，它们指示AS-UII所处的状态

12、。开关按钮操纵AS-U11电源开关的按钮，按此按钮能够打开或者关闭机器人电源。”电源”指示灯按下AS-U11的开关后，这个灯会发绿光，这时能够与机器人进行交流了！”充电”指示灯当你给机器人充电时，”充电”指示灯发红光。“充电口”将充电器的相应端插入此口，再将另一端插到电源上即可对机器人充电。具体使用方法见1.4AS-UII的充电”。“下载口”“充电口”旁边的“下载口”用于下载程序到机器人主板上，使用时只需将串口连接线的相应端插入下载口，另一端与计算机连接好，这样机器人与计算机就连接起来了。复位/ASOS”按钮这是个复合按钮，用于下载操作系统与复位。当串口通信线接插在下载口上时，按击此按钮，机器

13、人系统默认为此操作为下载操作系统；假如你想使用其复位功能则需要将通信线拔下，按击此按钮，机器人系统认为此操作为系统复位。“运行”键打开电源后，按击“运行“键，机器人就能够运行内部已存储的程序，按照你的“指令”行动。”通信”指示灯“通信”指示灯位于机器人主板的前方，在给AS-UII下载程序时，这个黄灯会闪烁，这样就说明下载正常，程序正在进入机器人的“大脑”即CPUo1.3 对AS-UI1进行编程图形化交互式C语言（简称VJC）是用于AS-UII的专用开发系统。VJC1.5开发版运行在WindOWS95/98与WindowsNT4.0以上版本的操作系统上。VJC1.5开发版是由图形化编程界面与JC

14、代码编程界面构成的，具体应用参考第三章。双击桌面上的VJC图标，进入流程图程序编程界面（如图1-4）能够看到VJC1.5开发版的图形化编程界面是由这样几个部分构成：菜单栏、工具栏、模块库（包含执行器、传感器、操纵、程序模块库）、垃圾箱、流程图生成区、JC代码显示区。通过点击图形化编程界面工具栏中的编辑JC代码程序”快捷按钮就能够切换到JC代码编程界面（如图1-5）图1-5JC代码编程界面能够看到VJC1.5开发版的JC代码编程界面是由这样几个部分构成：菜单栏、工具栏、编辑窗口、JC信息窗口。通过点击JC代码编程界面工具栏中的”流程图窗口“快捷按钮就能够切换到图形化编程界面。首先我们先看看图形化

15、编程界面:新建程序：使用模块搭建流程图的形式进行编程。要编写流程图程序，能够在点击桌面上VJC1.5开发版图标之后出现的初始界面中选择新建“流程图”，这样就进入了一个图形化编辑界面。假如编辑过之后，还想再新建一个程序，那么能够选择菜单栏中“文件“一“新建”，也能够利用工具栏里的“新建“快捷按钮，直接新建一个新程序。打开程序：能够选菜单上“文件“一“打开（或者点击工具栏中的“打开”按钮），来查看或者编辑往常储存的程序。下载程序：写好的应用程序务必下载到AS-UII上运行。能够选择菜单栏中“工具“一“下载当前程序”来下载当前窗口里的应用程序（或者点击工具栏中的”下载”按钮）。VJC1.5开发版的全面操作方法请参见VJC1.5开发版操作手册或者直接查询VJC1.5开发版的帮助。第2章传感器、微处理器与驱动器2.1.智能机器人的三大要素人对周围环境的反应过程要紧是感受大脑思考作出反映，机器人的信息处理流程也是如此。能力风暴智能机器人的配有5种十几个传感器，另外还能够根据需要扩展其他传感器，对环境的感知能力很强。感知环境的能力是产生智能行为的前提，因此能力风暴能产生许多智能性行为。能力风暴通过微操纵器（microcontro1Ier）来思维。我们使用的是Motoro1a公司8位单片机中功能最强、集成功