DIY一個家庭滅火機器人，附軟硬件的系統(tǒng)解決方案

　　1.2電源模塊

　　采用直流電源，工作電壓為20V，可提供40 A的穩(wěn)定供電電流，是普通電池的lO倍。

　　1.3電機驅(qū)動模塊

　　機器人在運動過程中需要改變速度和方向.要求電機的驅(qū)動器具有良好的電壓調(diào)整特性。這里采用大功率MOS驅(qū)動器，在ll一25 V電壓下。可提供20 A的額定電流。此驅(qū)動器采用雙極性驅(qū)動。通過控制PWM的占空比實現(xiàn)電機調(diào)速，這樣機器人實現(xiàn)動態(tài)環(huán)境下快速準確達到目標速度川。4路PW信號驅(qū)動4臺大功率直流電機/控制輪子的轉(zhuǎn)動方向。滅火風扇直流電機由控制器的伺服電機輸出端口的信號驅(qū)動。

　　1.4其他模塊

　　滅火模塊主要包括微型電風扇和風扇直流電機。當機器人發(fā)現(xiàn)并趨近火源后?？刂破鲉语L扇滅火。

　　為提高比賽成績。采用聲音啟動模式，控制器的語音采集端口讀取聲音信號。當信號值大于某一值。

　　機器人啟動。

　　二、軟件設(shè)計

　　在軟件設(shè)計上根據(jù)實際地圖采用左手走規(guī)則，左手走規(guī)則是指機器人始終沿著左邊的墻壁行走，一直走完全程。該規(guī)則要求機器人能實現(xiàn)沿著墻壁前進,在場地轉(zhuǎn)彎處或是門口時，機器人能自動轉(zhuǎn)過去;當前方有障礙物時,機器人能自動躲避。機器人按如下路線搜索火源：H→一號房間→二號房間→三號房間→四號房間在搜索到火源并滅火后，再按所設(shè)路線返回，在一、二號房間滅完火后按右手規(guī)則返回，在三、四號房子滅完火后按左手規(guī)則返回，這樣設(shè)計的目的是為了節(jié)省時間。程序設(shè)計時，總體任務可劃分成四個模塊：啟動模塊、搜索火源模塊、滅火模塊、回家模塊(流程圖略)。啟動模塊,本模塊主要是采用各種不同的方法。(如手動啟動或聲音啟動)讓機器人從標有H的白圈出發(fā)。

　　搜索火源模塊，本模塊主要是對每個房間按預定順序進行搜索，當機器人到達某房間門口時，底部的灰度傳感器搜索到門口白線的存在，如果此時火焰?zhèn)鞲衅鳈z測到的亮度大于某一值(這一值由當時環(huán)境與火焰亮度的差值而設(shè)定)時，退出該房間繼續(xù)搜索其余房間，否則，切換到滅火模塊。滅火模塊，此模塊主要完成趨光、滅火等功能,當搜索到火源后即執(zhí)行完搜索火源模塊，機器人會趨向光強的方向(蠟燭)行走，當機器人底部的灰度傳感器檢測到蠟燭外圍的白線時，機器人停止前進，打開風，吹滅蠟燭?；丶夷K，滅火成功后紅外傳感器檢測到其亮度降到與外界差不多的時候,切換到回家模塊。根據(jù)搜索火源模塊檢測到的地面白線次數(shù)W，判斷機器人處于哪個房間，進而決定回家的方式。當W<=3時用右手定則回家,當W=4或等于5時用左手定則回家，當W為其他值時按右手定則回家。當進人白圈后,光敏傳感器檢測到地面灰度持續(xù)小于某一值超過一定時間則機器人停止。

　　三、系統(tǒng)調(diào)試

　　系統(tǒng)調(diào)試分模塊調(diào)試和系統(tǒng)總調(diào)試兩個階段。首先,分別對四個模塊進行檢測與調(diào)試,期間也遇到很多問題,特別是對搜索火源模塊的調(diào)試最為重要和繁瑣;單個模塊調(diào)試完畢后,需要根據(jù)場地具體情況進行系統(tǒng)總調(diào)試,在這個階段主要是考慮如何在保證滅火成功的情況下縮短滅火所需的時間,以爭取更好的成績。