文档介绍：智能排爆机器人
指导老师:果莉欧阳斌林
姓名:张争宪
学校:东北农业大学
目录
1. 引言 - 1 -
2. 系统要求设计 - 1 -
任务 - 1 -
基本要求 - 2 -
发挥部分 - 2 -
说明 - 2 -
3. 方案论证及比较 - 3 -
- 3 -
模块设计及比较 - 3 -
寻迹模块 - 3 -
直流电机及其驱动模块 - 4 -
硬件抗干扰的实现 - 4 -
电源方案的选择和论证 - 5 -
车体元件选择与比较 - 5 -
车轮选择 - 5 -
排爆装置 - 5 -
4. 系统原理及理论分析 - 6 -
单片机最小系统组成 - 6 -
- 6 -
寻迹实现 - 6 -
电机驱动实现 - 7 -
显示模块实现 - 7 -
电源模块 - 8 -
软件抗干扰的实现 - 8 -
5. 系统程序设计 - 8 -
6. 结论 - 9 -
7. 参考文献 - 9 -
摘要
本课题组设计制作了一款自动排爆的机器人。机器人以直流电机为主驱动,通过传感器件采集信息,送入主控单元ATmage16;电机驱动电路采用四通道驱动集成芯片L298,并采用在车身上四个位置安装光电传感器使小车可以在固定区域内走动,进行障碍的排除;并在车头的位置安放九个金属传感器,用于探测铁磁材料薄片的位置,方便测量两次计数的时间,即从起始位置到找到障碍物从找到障碍物到返回起始位置;经不断的调试,此机器人实现了无人控制即可完成一系列动作,达到了赛题的基本要求。
关键字: 智能判断排爆机器人
1. 引言
设计一个具有排爆功能的智能小车,该小车在传统手动小车基础上作了改进,使之可以寻迹行驶到指定地点,找到任意放置的可疑铁磁材料薄片,搜索到可疑铁磁材料薄片后将其搬移到起点,机器人小车运行采取分段计时方式,从起点出发开始到搜索到可疑铁磁材料薄片计一次时,从搜索到可疑铁磁材料薄片到搬运回起点再计一次时。停止计时,整个排爆过程结束。返回、停止,相当于一个简易机器人。该技术可以应用于无人驾驶的机动车、服务机器人等领域,具有非常广泛的发展空间。
2. 系统要求设计
任务
设计并制作一个能模拟自动进入危险现场排除险情的简易排爆机器人小车。危险现场的通道起点距危险现场50cm,通道宽30cm,画有1cm宽的黑色中心线,危险现场为直径80cm的圆形平面,,现场所有边界均为宽2cm的黑线。
50cm
黑线宽1cm
30cm
起点
直径100cm
可疑金属片
图1 排爆机器小车的运行轨道
基本要求
(1)要求机器人小车进入现场找到任意放置的可疑铁磁材料薄片。在整个搜索和转移过程中机器人小车除探头和排爆工具外均不得接触边线和可疑铁磁材料薄片,搜索到可疑铁磁材料薄片后将其搬移到起点,整个过程要求在5分钟内完成。
(2)机器人小车运行采取分段计时方式,从起点出发开始到搜索到可疑铁磁材料薄片计一次时,从搜索到可疑铁磁材料薄片到搬运回起点再计一次时。停止计时,整个排爆过程结束。
发挥部分
(1)增加声、光报讯功能,用以区分运行状态
(2)用显示装置显示机器人小车运行状态及两次的计时数据
(3)其它
说明
(1)不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置;
(2)车辆(含在车体上附加的任何装置)外围尺寸的限制:长度<35cm,宽度≤20cm;
(3)测试场地由参赛队自行准备;
3. 方案论证及比较
方案一:采用各类数字电路来组成小车的控制系统,实现黑带检测信号及小车自动往返。本方案原理简单但控制电路复杂,灵活性不高,效率低,不利于小车向智能化拓展,对各路信号处理比较困难。
方案二:采用ATmage16,包含复位电路,电源、运行状态指示灯,直流5V单电源供电。处理速度快,反应灵敏,能很好的控制我们设计的这个智能自动排爆小车
因此我们采用方案二来实现。方案二的基本原理如图2所示。
CPU
ATmage16
光电传感器
金属传感器
驱动电路
电机
液晶显示
图2 智能排爆车运行系统框图
本方案以ATmage16为核心系统。黑带寻迹依靠安装在车底部中间二对光电传感器来对地面反射光感应,并将信息送到控制系统,实现对小车速度和转弯的控制。金属传感器用于检测可疑铁磁材料薄片的位置,通过传感器把信息传送到控制系统,两次实现记时和语音