灭火机器人课程设计资料报告材料

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

第1章机器人系统总体方案设计 (4)

1.1 设计目标 (4)

1.2 机器人功能设计及指标要求 (4)

1.3 机器人系统总体结构设计 (5)

第2章机器人系统硬件详细方案设计 (6)

2.1 传感器选型 (6)

2.1.1 超声波测距传感器 (6)

2.1.2 红外避障传感器 (6)

2.1.3 火焰传感器 (7)

2.2 机器人系统硬件连接图 (7)

2.2.1 STM32单片机最小系统 (7)

2.2.2 电源模块 (8)

2.2.3 红外避障传感器 (9)

2.2.4 超声波测距传感器 (9)

2.2.5 火焰传感器 (9)

2.2.6 电机驱动模块 (10)

第3章机器人系统软件详细方案设计 (10)

3.1 主函数 (10)

3.2 超声波测距程序 (12)

3.3 红外避障引脚设置程序 (14)

3.4 电机驱动程序 (14)

3.5 火焰检测程序 (15)

第4章机器人系统开发调试步骤 (15)

4.1 传感器选型和引脚分配 (15)

4.2 传感器独立测试 (15)

4.2.1 超声波测距传感器测试 (15)

4.2.2 红外避障传感器测试 (15)

4.2.3 火焰传感器测试 (16)

4.3 电机独立测试 (16)

4.4 综合测试 (16)

第5章实验中遇到的故障及解决方法 (18)

第6章收获与体会 (18)

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。

1.2 机器人功能设计及指标要求

该智能机器人系统的主要功能包括：可以检测周围环境并发现障碍；可以灵活前后行进、停止和转向；可以根据障碍位置做出避障决策；可以准确搜寻到火焰位置并在火焰面前停止并进行灭火等。由于实验环境设定为方格迷宫，所以机器人的路径规划可以转化为迷宫的遍历问题，而且转向角度简化为90°和180°的组合问题。

整个搜寻过程中，小车尽量不碰撞到障碍物和墙壁，且从出发到找到火点的

时间应在3分钟。在成功灭火后可以继续进行其他火源的搜寻，即可以连续完成多点灭火。

1.3 机器人系统总体结构设计

本智能机器人系统的结构分为控制器（STM32单片机）、超声波测距传感器、红外避障传感器、火焰传感器、电源模块、电机驱动模块及直流电机等模块，总体结构框图见图1-2。

图1-2 总体系统框图

控制器采用STM32单片机，负责传感器数据的采集和电机等执行元件的控制，同时进行避障决策，对小车的运行方式和运行轨迹给出整体规划。

超声波测距传感器和红外避障传感器相互协调，负责小车周围障碍物的探知。主要负责探测小车的前、左、右三个方向是否有挡板遮挡，以及对小车的路径偏移进行纠正。

火焰传感器可以测量到传感器距离火焰的距离，可以用作起火点搜寻的依据。

电机驱动模块负责左右两轮电机的分别控制，可以实现电机的正反转和调速，从而完成小车的启停和转向。

电源模块负责给单片机和各传感器及电机驱动模块供电。

灭火设备可以选用风扇或者水泵等，依据实验室已有资源确定。

第2章机器人系统硬件详细方案设计

2.1 传感器选型

2.1.1 超声波测距传感器

超声波传感器包括超声波发射器、接收器与控制电路，主要用于距离检测，可测量2cm-400cm的非接触式距离，测距精度可达高到3mm。其测距原理为利用单片机引脚触发超声波发射器发送超声波，超声波在有阻挡的情况下，反射回超声波接收器，利用单片机中的计数器计算从发射到接收回波所用的时间，再将时间通过一定的换算转换为以厘米或者毫米为单位的距离值。

本机器人系统使用1个超声测距传感器，安装在小车正前方，用于检测小车正前方是否有挡板障碍。该传感器为HC-SR04，具有Vcc、Trig、Echo、Gnd四个引脚。

2.1.2 红外避障传感器

红外避障传感器利用物体的反射性质，具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，在一定围，如果没有障碍物，发射出去的红外线，随着传播距离变远而逐渐减弱，最后消失；如果有障碍物（反射面），红外线遇到障碍物（反射面），被反射到后由接收管接收；传感器检测到这一信号，就可以确认正前方有障碍物。经过电路处理后，信号输出接口输出数字信号，送给单片机。

本机器人系统共使用4个红外避障传感器。传感器感应障碍物的距离阈值可以通过调节传感器上的变阻器来改变。安装在小车左方和右方的传感器检测距离较大，用来检测正左正右侧是否有挡板障碍。由于直行时小车左右轮速不能做到完全一致，所以会出现偏离路径的情况，因此我们又加入了安装在小车左前方和

工业机器人设计(大四机器人课设作业)(DOC)

“工业机器人”设计大作业作品题目：货物装卸机器人专业：机械设计制造及其自动化姓名：班级：学号：姓名：班级：学号：姓名：班级：学号：指导教师：陈明

1 前言货物装卸作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。货物装卸机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件货物装卸工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的货物装卸机器人愈10 万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛货物装卸、集装箱等的自动货物装卸。部分发达国家已制定出人工货物装卸的最大限度，超过限度的必须由货物装卸机器人来完成。装卸货物装卸是物流的功能要素之一，在物流系统中发生的频率很高 2 设计方案论证本课题通过对货物装卸机器人工作对象及工作场所的分析研究，深入了解其工作是如何进行，各部分零部件应该如何运行以及如何紧密配合，先确定其总体结构再对主要零部件进行设计计算确定其尺寸大小以及确定电机型号。 2.1 基本思想（1）设计要考虑要求和工作环境的限制。（2）考虑到货物装卸货物时所需要精确度不是很高，为了简化结构，境地成本，采用角铁焊接结构。（3）为了满足设计要求，须设计三个独立的电机驱动系统，各部分之间通过计算机控制、协调工作。（4）本次设计只是该题目的机械部分，而对应控制部件的考虑较少。 3 仓库货物装卸机器人的设计计算 3.1 货物装载伸缩装置的设计 3.1.1 确定传动方案我们所学的传动方式有以下几种：带传动、链传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动和钢丝绳传动等，一般地说，啮合传动传递功率的能力高于摩擦传动；蜗轮传动工作的发热情况较为严重，因而传动的功率不宜过大；摩擦轮传动由于必须有足够的压紧力，故而在传递同一圆周力时，其压轴力比齿轮传动的大几倍，因而不宜用于大功率传动。带传

机器人灭火实验报告

“机器人设计与制作”课程设计报告机器人灭火实验专业：测控技术与仪器班级：测控081 设计人及学号：指导教师：完成日期：卷问作用与与带置调高中资

一、设计目的：通过本课程的学习和训练，应了解有关机器人技术方面的基本知识，掌握机器人学所涉及的技术的基本原理和方法，得到机器人技术开发的实践技能训练。 1、巩固相关理论知识，了解机器人技术的基本概念以及有关电工电子学、单片机、传感器等技术。 2、通过使用机器人模型，编程处理机器人运动过程，分析机器人的控制原理。通过对其具体结构的了解，利用开发工具实现行走控制，并可以按预定的轨迹行走。 3、培养自学能力和独立解决问题的能力二、设计任务：机器人自主绕迷宫，发现火源报警。编写程序，使机器人完成给定的任务。三、设计要求：机器人灭火：通过机器人的I/O 口控制机器人在迷宫内自主行走，并且能够自主寻找火源并实施灭火。编写程序，使机器人完成给定的任务。四、系统设计： 1、介绍所使用的硬件情况及工作原理。MT-UROBOT 概述 MT-UROBOT 是上海英集斯自动化技术有限公司设计制作的大学版机器人，它是专门为大学进行课程教学、工程训练、科技创新以及研究服务的新型移动智能机器人。 MT-UROBOT 结构开关按钮控制 MT-UROBOT 电源开关的按钮，按此按钮可以打开或关闭机器人电源。 “电源”指示灯按下 MT-UROBOT 的开关后，这个灯会发绿光，这时可以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。 “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/MTOS”按钮这是个复合按钮，用于下载操作系统和复位。当串口通信线接插在下载口上时，按击此按钮，机器人系统默认为此操作为下载操作系统；如果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，机器人就可以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MT-UROBOT 下载程序时，这个黄灯会闪烁，这样就表明下载正常，程序正在进入机器人的“大脑”即 CPU。 2、介绍编程思路和程序流程框图。编程思路：采用使车一直左转的方法，通过小车上的1，2,3碰撞传感器感应遇到障碍物使小车以一定角度左转，然后再前进，采取左转行走的方法，让小车一直左转行走，在碰到障碍物以后自动退一小段再右转几十度继续左转行走，总能在最后绕迷宫行走一圈，从而走出迷宫并寻找到迷宫中的火源。以下是流程图：

工业机器人课程设计

河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品设计说明书作品名称：多功能机械手专业：机电一体化技术班级：机电124班扣号：姓名：流星 2014 年 10 月 1 日

目录一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一

步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势

工业机器人课程设计说明书

工业机器人课程设计基于Matlab的工业机器人运动学和雅克比运动分析班级：学号姓名：

目录摘要 ..................................................................................................................................................... - 2 - PUMA560机器人简介 ...................................................................................................................... - 3 - 一、PUMA560机器人的正解 .......................................................................................................... - 4 - 1.1、确定D-H 坐标系 .................................................................................................................... - 4 - 1.2、确定各连杆D-H 参数和关节变量 ........................................................................................ - 4 - 1.3、求出两杆间的位姿矩阵 ......................................................................................................... - 4 - 1.4、求末杆的位姿矩阵 ................................................................................................................. - 5 - 1.5、M A TLAB 编程求解 .................................................................................................................. - 6 - 1.6、验证 ......................................................................................................................................... - 6 - 二、PUMA560机器人的逆解 .......................................................................................................... - 7 - 2.1、求1θ ........................................................................................................................................ - 7 - 2.2、求3θ ........................................................................................................................................ - 7 - 2.3、求2θ ........................................................................................................................................ - 8 - 2.4、求4θ ........................................................................................................................................ - 9 - 2.5、求5θ ........................................................................................................................................ - 9 - 2.6、求 6 θ ...................................................................................................................................... - 10 - 2.7、解的多重性 ........................................................................................................................... - 10 - 2.8、M A TLAB 编程求解 ................................................................................................................ - 10 - 2.9、对于机器人解的分析 ........................................................................................................... - 10 - 三、机器人的雅克比矩阵 ............................................................................................................... - 11 - 3.1、定义 ....................................................................................................................................... - 11 - 3.2、雅可比矩阵的求法 ............................................................................................................... - 11 - 3.3、微分变换法求机器人的雅可比矩阵 ................................................................................... - 12 - 3.4、矢量积法求机器人的雅克比矩阵 ....................................................................................... - 13 - 3.5、M A TLAB 编程求解 ................................................................................................................ - 14 - 附录 ................................................................................................................................................... - 15 - 1、M ATLAB 程序 ........................................................................................................................... - 15 - 2、三维图 ...................................................................................................................................... - 24 -

灭火机器人项目可行性研究报告

灭火机器人项目可行性研究报告第一章项目绪论第二章项目建设背景及必要性第三章项目选址科学性分析第四章总图布置第五章工程设计总体方案第六章原辅材料及能源供应情况第七章工艺技术设计及设备选型方案第八章环境保护第九章节能分析第十章组织机构及人力资源配置第十一章项目实施进度计划第十二章投资估算与资金筹措第十三章经济评价第十三章综合评价结论及投资建议

第一章项目绪论一、项目名称及提出背景（一）项目名称灭火机器人项目（二）项目建设单位项城某某股份有限公司（三）项目提出理由 2015年是全面完成“十二五”规划的收官之年，也是全面深化改革的关键之年和全面推进依法治国的开局之年，更需要继续坚持稳中求进工作总基调，保持稳增长和调结构平衡，坚持宏观政策要稳、微观政策要活、社会政策要托底的总体思路，主动适应经济发展新常态，为深化改革开放和经济结构调整创造稳定的宏观环境，为经济社会发展创造良好预期和新的动力。二、项目拟建地址及用地指标（一）项目拟建地址该项目选址在项城某某工业园区。（二）项目用地性质及用地规模 1、该项目计划在项城某某工业园区建设，用地性质为工业用地。 2、项目拟定建设区域属于工业项目建设占地规划区，建设区总用

地面积116667.3 平方米（折合约175.0 亩），代征地面积1050.0 平方米，净用地面积115617.3 平方米（折合约173.4 亩），土地综合利用率100.0%；项目建设遵循“合理和集约用地”的原则，按照灭火机器人行业生产规范和要求进行科学设计、合理布局，符合灭火机器人制造和经营的规划建设需要。（三）项目用地控制指标 1、该项目实际用地面积115617.3 平方米，建筑物基底占地面积79313.5 平方米，计容建筑面积130532.0 平方米，其中：规划建设生产车间106136.7 平方米，仓储设施面积14567.8 平方米（其中：原辅材料库房8786.9 平方米，成品仓库5780.9 平方米），办公用房5087.2 平方米，职工宿舍2890.4 平方米，其他建筑面积（含部分公用工程和辅助工程）1849.9 平方米；绿化面积7630.7 平方米，场区道路及场地占地面积28673.1 平方米，土地综合利用面积115617.3 平方米；土地综合利用率100.0%。 2、该工程规划建筑系数68.6%，建筑容积率1.1 ，绿化覆盖率6.6%，办公及生活用地所占比重5.2%，固定资产投资强度3000.0 万元/公顷，场区土地综合利用率100.0%；根据测算，该项目建设完全符合《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24号）文件规定的具体要求。三、项目建设的理由

机器人课程设计报告范例

**学校机器人课程设计名称院系电子信息工程系班级10电气3 姓名谢士强学号107301336 指导教师宋佳

目录第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析： (8) 3.1.2程序逻辑图： (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (10) 第四章总结 (12) 第五章参考文献 (13)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成．这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域，如汽车制造，医疗领域，如远程协助机器人，微纳米机器人，军事领域，如单兵机器人，拆弹机器人，小型侦查机器人（也属于无人机吧），美国大狗这样的多用途负重机器人，科研勘探领域，如水下勘探机器人，地震废墟等的用于搜查的机器人，煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为：横向上，应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制，只要能想到的，就可以去创造实现；纵向上，机器人的种类会越来越多，像进入人体的微型机器人，已成为一个新方向，可以小到像一个米粒般大小；机器人智能化得到加强，机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求设计一个机器人系统，该机器人可以是轮式、足式、车型、人型，也可以是仿其他生物的，但该机器人应具备的基本功能为：能够灵活行进，能感知光源、转向光源并跟踪光源；另外还应具备一项其他功能，该功能可自选（如亮灯、按钮启动、红外接近停止等）。具体要求如下： 1、根据功能要求进行机械构型设计，并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器； 3、设计追光策略及运动步态； 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序；

灭火机器人程序

红外传感器接法前红外：数字9 左红外：数字15 左45度角红外：数字10 右45度角红外：数字8 右红外：数字14 火焰传感器接法左火焰：模拟3 中火焰：模拟5 右火焰：模拟4 （底部）灰度传感器：模拟2 声控传感器：模拟6 程序说明 #define p 120 //定义火焰传感器检测到火焰的返回值int k,j,i=0,n,b=1,c=1; //程序控制变量，不必更改 int m=i; int pro,end=1; void main() //主程序 { while(analog(6)>100) //声控启动 { } while(!(analog(2)>100)) //走出白色超始区 { motor(0,80); motor(1,80); } pro=start_process(test()); //启动地面标志线检测进程 while(1) //灭火与迷宫程序切换 { if (analog(3) { fire(); } else //没有发现火焰，进入迷宫子程序 { migong(); }

} void migong() //迷宫子程序 { if(digital(8)==0 II digital(9)==0) //如果前方或右45度角红外检测到障碍物，左转 { motor(0,-70); //根据情况，调节功率参数，以下雷同 motor(1,70); } else if(digital(14)==0 && digital(9)==1 && digital(8)==1) //如果只右方有障碍物，直行 { motor(0,100); motor(1,100); } else //如果没有障碍物，右转 { motor(0,100); motor(1,-100); motor(1,10); motor(0,90); } if((i>2)&&(i>m)) //如果标志线数大于2且标志线有变化(针对1、2、3号房间) { stop(); while(analog(3)>150 && analog(5)>150 && analog(4)>150) //如果没有检测到火焰 { motor(0,70); //右转 motor(1,-70); if(digital(14)==0) //右红外检测到障碍物，停止转动 break; } m=i+1; //更改标志线的对比变量 } if(i==1 && b && (analog(3)>150 && analog(5)>150 && analog(4)>150)) //4号房间，检测到第1条标志线，且没有火焰 { while(digital(9)==0 II digital(8)==0 II digital(14)==0) //任意右手红外传感器有障碍物，右转

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。

消防机器人通用技术条件

前言本部分的第4、5、6、9章为强制性，其余为推荐性。 GAX X《消防机器人》目前拟分为9个部分：一一第1部分：消防机器人通用技术条件；一一第2部分：消防灭火机器人：一一第3部分：消防侦察机器人；一一第4部分：消防排烟机器人；一一第5部分：消防救援机器人；一一第6部分：消防洗消机器人；一一第7部分：消防照明机器人；一一第8部分：防暴机器人；一一第9部分：排爆机器人：本部分为GAXX的第1部分。根据国内目前消防机器人的生产、使用情况以及今后较长时期内我国消防机器人的发展规划，编制了本部分标准。本部分标准首次发布。本部分由中华人民共和国公安部提出。本部分由全国消防标准化技术委员会第四分技术委员会(SAC／TCll3／SC4)归口。本部分负责起草单位：公安部上海消防研究所。本部分主要起草人

消防机器人通用技术条件 General specification for fire robot GAXX.－XXXX 1 范围本标准规定了消防机器人的术语、分类、型号编制、功能、性能要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等。本标准适用于在陆地上行走的各类消防机器人，不适用于在空中或水面、水下等执行消防作业的其它特种机器人。 2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB／T 156—2007 标准电压 GB／T 191—2008 包装储运图示标志 GB／T 699—1999 优质碳素结构钢 GB／T 1173—1995 铸造铝合金 GB／T 1176—1987 铸造铜合金技术条件 GB／T 1348—1988 球墨铸铁件 GB／T 3766—2001 液压系统通用技术条件 GB 3836.1—2000 爆炸性气体环境用电器设备第一部分：通用要求 GB 4208—2007 外壳防护等级(1P代码) GB／T 4237—2007 不锈钢热轧钢板和钢带 GB 5083—1999 生产设备安全卫生设计总则 GB／T 7251.8—2005 低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求 GB 7258—2004 机动车运行安全技术条件 GB／T 7932—2003 气动系统通用技术条件 GB／T 9439—1998 灰铸铁件 GB 12325—2003 电能质量供电电压允许偏差 GB 14097—1999 中小功率柴油机噪声限值 GB 15540—2006 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB 17478—2004 低压直流电源设备的性能特性 GB 18296—2001 汽车燃油箱安全性能要求和试验方法 GB 20891—2007 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国I、II阶段) GB 50171—1992 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB 50257—1996 电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 GB／T 13384—1992 机电产品包装通用技术条件 JB／T 9773.2—1999 柴油机起动性能试验方法 3 术语下列术语适用于本标准： 3.1消防机器人fire robot

机器人灭火竞赛规则

附件一机器人灭火竞赛规则一、任务机器人灭火是模拟现实家庭环境中处理火警的过程。制作一个由计算机程序控制的机器人，在一套模拟平面结构的房间里运动，找到代表房间里火灾点的正在燃烧的蜡烛并尽快将它扑灭。二、标准 1.模拟房子平面结构和特性竞赛场地平面结构示意图见《规则附件》。示意图中的尺寸供练习和实践时参考，竞赛场地的实际尺寸与示意图给定尺寸基本相同，但允许有1cm范围内制作误差。模拟房间的墙壁高33cm，材质为木质。墙壁为白色。竞赛场地地板为黑色的光滑木制表面。地板允许有接口，接合处平整并为同样的黑色。有一些机器人可能采用泡沫、粉末或者其他物质来扑灭蜡烛火焰，所以每一场竞赛后应清理场地。但不保证每一个机器人在该次竞赛过程中，地板都能保持完全黑色。竞赛场地模拟房间里的整体地面是水平的，没有斜坡和楼梯。场地平整度要求：在不连续区域小于0.3cm水平误差。房间所有走廊和门框的宽度均不小于46cm。门框上没有门，在门框所在地面上用一条2.5cm宽的白线表示房间入口和门，白线本身的面积属于房间内的区域。机器人必须从竞赛场地中代表起始位置的白色正方形中开始启动。如示意图中标有“H”的正方形，代表起始位置。实际竞赛场地并不标记“H”。代表起始位置的白色正方形为30cm×30cm边长，正方形的对角线交点将设在46cm走廊的纵向中心线上。参赛选手可以用一些装置来校正机器人在正方形中的位置。一旦启动，它可以在竞赛场地中向所希望的方向横向或纵向运动。最终竞赛场地以当天现场提供为准。 2.场地照明竞赛场地周围的照明根据比赛实际场地条件确定。

参赛者在竞赛前将有时间了解场地及周围环境灯光。竞赛期间的照明条件是相对稳定不变的。机器人灭火竞赛的挑战性特点之一就在于机器人应能够在一个含不确定照明、阴影、散光等实际情况的环境中运行。 3.机器人机器人整体外形尺寸在静止和运动状态下，都应保持在30cm×30cm×30cm之内，包括机器人的触角、探测物及装饰物；机器人的触角、探测物及装饰物均属于机器人的一部分。对机器人的重量、制作材料、产品型号等不作限制。 4.蜡烛蜡烛的火焰代表房间内机器人试图找到并扑灭的火源。火源的火焰位置有效高度（指火焰底部距场地表面的距离）在15cm至20cm 之间，火焰本身高度将控制在2cm至3cm之间。否则，将会调整或更换蜡烛。蜡烛是直径1-2cm的白蜡烛。当蜡烛的火焰位置在上述的有效高度范围内，机器人启动之后，不管此后蜡烛火焰具体高度是多少，要求机器人能发现火焰。蜡烛被安装在一个7cm（长）×7cm（宽）×3cm（高）的半光泽黄色的木质基座上。 5.传感器在没有与其他规则和规范有抵触的情况下，对传感器的型号没有限制。 6.家具竞赛场地内有一件模拟家具。由抽签确定房间号之后，这件模拟家具将摆放在该房间的示意位置。机器人可以接触模拟家具。模拟家具是一个不大于12cm直径的半光泽黄色的木质圆柱，柱高30cm、重大于3公斤。三、规则 1.机器人运行机器人一旦启动必须在没有参赛选手的干预下自动控制，即：机器人必须是由计算机程序控制，而非人工现场控制。

工业机器人课程设计--多功能机械手-精品

《机器人应用技术》课程作品设计说明书作品名称：多功能机械手专业：机电一体化技术班级：机电124班 2014 年10 月1 日

一课题概述 1、选题背景随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，

家庭灭火机器人报告

名称：家庭灭火机器人设计报告学院：电子与信息工程学院指导老师：李东班级：电气二班姓名：曾凡时间：2013.6.23

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 (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电源模块电路原理图 (3) 3.2电机驱动芯片L298N (4) 3.2.1.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) 3.3.3 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) 3.4.2 检测原理： (6)

3.4.3 应用范围： (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 (10) 5.1调试记录 (10) 第六章实验心得 (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。第二章系统整体方案设计 2.1 系统硬件设计本次设计的目的是设计一个在规定区域能自主搜索火源并实施灭火的智能机器人小车，本次设计使用的主控芯片使用了STC89C52单片机，所以设计重点在传

机器人课程设计报告

智能机器人课程设计总结报告姓名：组员：指导老师: 时间:

一、课程设计设计目的了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论，并应用于实践。经过学习，具体掌握智能机器人的控制技术，并使机器人能独立执行一定的任务。基本要求：要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构，控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略（软件流程图）。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面：控制电路设计，传感器选择以及安放位置设计，程序设计二、总体方案 2.1 机器人的寻路算法选择将迷宫看成一个m*n的网络，机器人经过传感器反馈的信息感知迷宫的形状，并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中，再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右，每个网格具有4个方向，分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物，同时探测时按左侧规则，进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态：通路、不通或未知，探测得到不同状态后记记录，同时记录当前网

格的四个方向是否已被探测过。若某网格四个方向全部探测过则利用标志位表示该网格已访问。为了寻找到从起点到终点的最佳路径，记录当前网格在四个方向上的邻接网格序号，由此最后可在机器人已探测过的网格中利用Dijkstra算法找到最佳路径。并为计算方便，记录网格所在迷宫中行号、列号。并机器人探索过程中设置一个回溯网格栈记录机器人经过的迷宫网格序号及方向，此方向是从一个迷宫网格到下一个迷宫网格经过的方向。设置一个方向队列记录机器人在某网格内探测方向的顺序。设置一个回溯路径数组记录需要回溯时从回溯起点到回溯终点的迷宫网格序号及方向。考虑到迷宫比较简单，且主要为纵横方向的直线，可采用让小车在路口始终左转或者始终右转的方法走迷宫，也就是让小车沿迷宫的边沿走。这样最终也能走出迷宫。本次课程设计采用此方法。即控制策略为机器人左侧有缺口时，向左进入缺口，当机器人前方有障碍是，向右旋转180°，其余情况保持前进。 2.2 传感器的选择由于需要检测机器人左侧和前方是否有通路，采用红外传感器对机器人行进方向和左侧进行感知。红外避障传感器是依据红外线的反射来工作的。当遇到障碍物时，发出的红外线被反射面反射回来，被传感器接收到，信号输出引脚就会给出低电平提示信号。本机器人系统的红外避障信号采用直接检测的方式进行，直接读取引脚电平。传感器感应障碍物的距离阈值能够经过调节

灭火机器人设计

毕业设计论文题目灭火机器人专业名称机电一体化学生姓名赵志祥指导教师朱文琦毕业时间 1

目录第1章绪论 (2) 1.1 机器人产生的背景 (2) 1.2 灭火机器人设计的目的和意义 (3) 第2章系统设计方案研究 (4) 2.1 整体方案设计 (4) 2.2 硬件实现方案. (5) 2.3 软件总体设计方案......................................................................... (9) 第3章硬件单元电路设计 (10) 3.1 电源电路 (10) 3.2 微控制器模块的设计 (11) 3.3 电机驱动电路的设计 (15) 3.4 寻线电路的设计 (19) 3.5 火焰检测电路的设计 (24) 1

3.6 声音报警与灭火 (25) 第4章软件实现 (27) 4.1 软件开发平台介绍 (27) 4.2 主程序流程图 (28) 4.3 寻线程序流程图 (29) 4.4 灭火程序流程图 (29) 第5章统功能调试 (30) 结论 (33) 致谢 (34) 参考文献 (35) 1

附录 (36) 1

摘要本设计主要灭火机器人的制作与研究，小车以单片机为控制核心，加以电源电路，机电驱动，光电传感电路，灭火风扇以及其它电路构成。电源电路提供系统所需的工作电源,专用电机驱动芯片驱动电机控制小车的前后移动和左右转向光电对管完成循迹和避障，光敏电阻传感器检测火焰，灭火风扇进行灭火。本设计制作的小车具有灭火功能，达到了实验现场灭火的目的，较好的完成了课题目标关键词：传感器灭火机器人直流电机风扇 1

机器人灭火比赛规则

机器人灭火比赛规则 1.竞赛目的制造一个计算机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,那个蜡烛代表家里燃起的火源，机器人必须找到并熄灭它。 2.房子平面结构和特性附件A为比赛场地平面结构图，图中的尺寸是近似的，真实的尺寸与给定值可相差2cm以内。比赛场地的墙壁33cm高，由木头做成。墙壁刷成白色。比赛场地的地板将是被漆成黑色的光滑木制表面。地板的接合处要平整并漆上同样的黑色，不过不必非常平整，只要保证机器人可以处理0.3cm的不连续区域就可以了。场地中所有的走廊和门口宽都是46cm。门口并没有门，而是一个46cm的开口，将会有一个白色的2cm宽的白色带子或白漆印迹表示房间入口。比赛场地的地板是黑色的，但是有一些机器人可能用泡沫、粉末或者其他的物质来熄灭蜡烛的火焰，所以每一个机器人比赛后会尽可能清洗好场地，但是不能保证地板在整个比赛过程中都保持黑色。机器人将从一个标有“H”的代表起始位置的圆圈开始（见附件A）。真实的代表起始位置的白圈是实心的，不标记“H”。30cm直径的白色圆圈在46cm走廊的中心，也就是说在圆圈和墙壁之间将有8cm的空间。因此圆圈圆心在离两边墙壁24cm的地方。机器人必须在圆圈中启动。 3.场地照明比赛场地周围的照明等级在比赛时才能确定。参赛者在比赛期间有时间了解周围的灯光等级及标定机器人。在在第一天调试设定后，比赛的照明将不会再调整来满足个别竞赛者的要求。比赛的挑战之一就是要求机器人能够在一个含不确定照明、阴影、散光等实际情况的环境中运行。 4.机器人运行机器人一旦启动，机器人必须在没有人的干预下自己控制，也就是说是自主控制，而非人工控制。机器人在运行过程中可以碰撞或接触墙壁，但是不能标记和破坏墙壁，如果碰到墙壁将会受到处罚。机器人不能在比赛场地中留下任何可以帮助它运行的标记。如果裁判认为机器人故意破坏了比赛场地（包括墙壁），机器人将被取消资格，当然这不包括运动中意外的标记或刮擦。熄灭了蜡烛。机器人在熄灭蜡烛前必须已经找到了它，而不是碰巧喷出CO 2 5.熄灭蜡烛等,机器人不能运用任何破坏性的或危险的方法来熄灭蜡烛。它可以运用类似水、空气、CO 2 禁止使用任何危险的或可能破坏比赛场地的方法或物质。比如通过使燃放爆竹产生冲击来使蜡烛熄灭等，也不能通过碰倒蜡烛而使蜡烛熄灭。蜡烛在燃着时不允许被撞倒。为了使蜡烛不因水或空气而轻易倒下，我们把它放在木质基座上。机器人扑灭蜡烛的过程中的所造成的混乱（水、发酵粉、生奶油等）将在比赛间歇被裁判