基于慧鱼系统的无人综合抢险车的设计

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1、基于慧鱼系统的无人综合抢险车的设计【摘要】以慧鱼创意组合模型为平台，设计出一种智能机器人识别小车。小车利用传感器进行循迹。控制软件为ROBOPro，可控制机器人完成一系列复杂动作：如寻找轨迹――沿轨迹行走――识别火源――自动灭火等。【关键词】慧鱼系统;智能机器人;创新设计【Abstract】AnintelligentvehicleisdesignedbasedontheFischerSysteminthisthesis.Thevehicletrackingthesignalsusessensorsandits

2、controlsystemisROBOpro，thusthevehiclecanrealizeaseriesofcomplicatedmovementssuchastracking，movealongthetrack，firerecognitionandself-extinguishautomatically.【Keywords】Fischersystem;Intelligentrobot;Creativedesign0引言慧鱼创意组合模型是由德国发明家Artur5Fisher博士于1964年发明的。它具有一

3、般机械所具有的零部件，如齿轮、电机、电气开关等，通过声、光、电和辅助技术的配合，能够模拟各种机械运动和机械设备的自动控制，而且有比较真实的功能。它利用工业标准的基本构件（机械元件、电气元件、气动元件），辅以传感器、控制器、执行器和软件的配合，运用设计构思和实践分析，可以实现任何技术过程的还原，更可以实现工业生产和大型机械设备操作的模拟。1基于慧鱼系统的无人综合抢险车的设计无人综合抢险车系统是一个典型的机电一体化系统。它由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成。这三大部分可分为驱动系统、机械结构系统、感知系统

4、、智能小车-环境交互系统、人-机交互系统、控制系统六个子系统。1.1无人综合抢险车的功能无人综合抢险车按功能可分为循迹功能、距离识别功能、火焰识别功能、自动喷水功能。循迹功能可分为寻找轨迹和循迹前进。智能小车主要任务要求为：先寻找轨迹→沿轨迹行走→遇到障碍停止→机械臂伸出寻找火源→喷水装置工作→继续判断火源→停止喷水→机械臂收回。功能分类如图1所示。1.2无人综合抢险车的A/D转换图1功能图和数字量输入返回1和0值不同，模拟量输入可以分辨连续的输入，所有的模拟量输入返回一个0～1023之间的值。而ROBO接口

5、板有各种不同的模拟量输入接口来测量不同的物理量。具体来说，模拟量输入可以适应用来测量电阻，测量电压和测量距离的不同的传感器。如表1所示。5通常的慧鱼传感器中，温度传感器和光电传感器将被测量转换成电阻值。所以必须将这些传感器接到AX和AY输入端。电压输入端A1和A2设计用来连接所有产生0到10V电压的传感器。在ROBO接口板上没有针对AV输入端的端口，它通常和接口板的电源电压相关联。距离传感器输入端D1和D2可以接到慧鱼特殊传感器，可以测量障碍物的距离。表1模拟量输入图2行走部分运动示意图2无人综合抢险车机械部

6、分设计过程2.1行走部分由两个9v/2.4w大功率马达带动履带上的两个驱动齿轮旋转，由驱动齿轮和引导齿轮带动履带运动，由于履带较长，中间部位需加支撑轮，如图2所示。2.2机械臂部分无人综合抢险车的机械臂由直流电机控制，当机械臂前端的红外传感器检测到火源，车辆就立刻停止，然后确定火源的准确位置，在机械臂上升的同时，机械臂向前伸出，但与火源保持安全距离，如图3（上升）、图4（伸出）所示。图3机械臂上升图4机械臂伸出2.3喷水装置设计5如图5所示，通过传感器检测火源，将检测信号传送给ROBO控制板，经处理后将信号发

7、送给气泵，气泵给储水罐加压，喷头喷水灭火。灭火结束，传感器将信息传给控制板，控制板控制气泵和电子气阀，将气罐中的高压气体放出，气泵停止工作。图5喷水装置功能图2.4控制板接线慧鱼智能接口板自带微处理器（如图6），通过串口与计算机相连。在机器人系统中，连接线就是其神经，它将输入、输出原件与主控器连接起来，起着传递信息的作用。为了保证机器人能够正常运行，质量可靠的连接线是必不可少的。为了保证控制面板的整洁美观，也防止散乱的连接线阻碍机器人的正常运动。图6ROBO控制板接线图3自动程序控制的设计自动控制是通过电脑将

8、编好的程序下载到控制器的微处理器内，它可以脱离计算机独立地处理程序的功能，使机器人在无人的情况下自动运行，也可以到达危险地方进行探测，但在突发情况时不易控制。如图7所示，自动控制程序控制简单，定位准确，灭火精度高。4作品5利用慧鱼模块，按照设计思路进行组装，经过调试，产品能完成预定功能，符合预定的设计要求。下面为作品的三维造型图（图8）和实物图（图9）。图7程序图图8三维造型图图9实物图5结束语该设