2023學(xué)年完整公開課版機器人滅火

第十七課機器人滅火走迷宮公園中的迷宮一、硬件設(shè)計

滅火機器人的主要硬件部分是傳感器、電風(fēng)扇、機器人小車、單片機，硬件設(shè)計需要把他們進行合理的連接起來，實現(xiàn)滅火機器人的硬件部分。

(1)紅外傳感

利用物體的反射，在一定范圍內(nèi)發(fā)射紅外線，若有障礙物，被反射回傳感器的接收頭，傳感器對信號進行檢測后，傳給主機（單片機）進行一系列的信號處理，協(xié)調(diào)小車兩輪工作，進行避障(2)溫度傳感(3)小車部分電機驅(qū)動模塊我們知道伺服電機轉(zhuǎn)動的快慢，可用改變輸入脈沖信號的頻率來控制，因此運用這一原理，就可控制左右電機的速度，來實現(xiàn)小車做出不同的動作。程序中調(diào)用不同的延時函數(shù)實現(xiàn)對電機輸入不同的脈沖信號。二、滅火機器人實現(xiàn)方法實現(xiàn)的方法：首先是尋找火源。如果事先知道火源在哪個房間，可以通過走直線和轉(zhuǎn)彎的方法直接進入房間滅火。如果事先并不知道火源在哪個房間，就要用走迷宮的方法，逐個房間進行尋找。走迷宮可以遵循左手法則或右手法則，一邊走迷宮，一邊檢測火焰。接近火源時，火焰?zhèn)鞲衅鞯姆祷刂蹈h(huán)境值有明顯的區(qū)別，機器人從而來判斷是否找到火源。滅火機器人算法(1)滅火路徑的優(yōu)化順墻坐標(biāo)算法左手定則算法光敏導(dǎo)航算法

無論是樹型迷宮還是網(wǎng)孔型迷宮，要找到一條路徑并不難。如果采用“順墻摸”的辦法，肯定可以走出迷宮，但不一定是最短路徑。左手法則和右手法則

所謂左手法則就是機器人把左邊的墻壁看成是參照物，機器人貼迷宮左側(cè)的墻壁實現(xiàn)行走。

左手定則的基本法則就是：看到墻壁離開墻壁,看不到墻壁,接近墻壁。（2）火焰定位

火焰定位包括尋找火焰和火焰定位兩個部分。

機器人尋找火焰一般采用遠紅外火焰探頭作為探測工具。

火焰探頭的分散和集中：多個火焰探頭分布在機器人周圍不同地方，可快速定位火焰。要確定火焰位置即火焰定位，首先確定火焰方向，這樣發(fā)現(xiàn)火焰后可直接朝火焰方向前進，節(jié)省滅火時間。

確定尋找火焰方向一般可采用以下方法。

ａ．差動定位：根據(jù)左右兩個遠紅外探頭檢測值，調(diào)整機器人方向。ｂ．最小值定位：機器人發(fā)現(xiàn)火焰后旋轉(zhuǎn)一周，定下最小值（最亮點），然后通過朝向最小值方向前進，要求采用其它輔助裝置記住最小值位置（指南針等），當(dāng)然也可以實時判斷是否到達最小值，這樣可減少火焰方向定位時間。

滅火實際控制圖三、問題及對應(yīng)解決方法1．機器人在走直線過程中碰到兩側(cè)的墻壁

這說明機器人在走動過程中，左側(cè)紅外探測器不夠靈敏或過于靈敏，所以我們要調(diào)整左側(cè)紅外發(fā)射器的發(fā)射強度。如果機器人碰到左側(cè)墻壁，我們就必須加大左側(cè)紅外發(fā)射器的發(fā)射強度，使紅外探測器更加靈敏。如果機器人碰到右側(cè)墻壁，我們就必須減小左側(cè)紅外發(fā)射器的發(fā)射強度。紅外發(fā)射器的調(diào)整方法如下：用十字螺絲刀順時針方向轉(zhuǎn)動紅外發(fā)射器上的旋鈕，就能加大紅外發(fā)射器的發(fā)射強度；用十字螺絲刀逆時針方向轉(zhuǎn)動紅外發(fā)射器上的旋鈕，就能減小紅外發(fā)射器的發(fā)射強度。2．滅火風(fēng)扇要大一些，滅火時間要設(shè)置長一些。比賽中我們發(fā)現(xiàn)，有的機器人在發(fā)出滅火動作后3秒鐘就可將蠟燭熄滅，也有的機器人花了近30秒鐘才將蠟燭熄滅，這是風(fēng)扇大小的原因造成的。如果你的風(fēng)扇比較小，你可以考慮將滅火的時間設(shè)置長一些。3．機器人在向左拐彎時卡在左墻壁上

這說明機器人在左拐彎時轉(zhuǎn)動的弧度不夠