目錄TOC\o"1-3"\h\u19025前言 5269691緒論 6240541.1選題的背景及意義 6280911.2國外發(fā)展 620251.3國內(nèi)發(fā)展 6129252滅火機器人相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ) 7142312.1滅火機器人相關(guān)理論 723612.2基本特征 7253942.2.1可行性 7214062.2.2有效性 816712.2.3國家主導 891372.2.4必要性 890083滅火機器人體系結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)組成 8301243.1電源模塊 9188123.2驅(qū)動模塊 9291073.3光電傳感器模塊 9158153.4火焰?zhèn)鞲衅髂K 9154443.5主控制模塊 10177923.6滅火風扇模塊 10108804滅火機器人安全技術(shù) 1199574.1報警技術(shù) 11261834.2火源探測技術(shù) 11143714.3安全可靠性 1171295滅火機器人的設(shè)計與實現(xiàn) 11327605.1滅火機器的設(shè)計 11139935.2材料的收集與功能 12192875.3滅火機器人電路圖的設(shè)計 13320585.4電路焊接 1423635.5滅火機器人的組裝 15276345.6滅火機器人的調(diào)試 1511405參考文獻目錄 1931147致謝 20智能滅火機器人的設(shè)計與實現(xiàn)摘要:在我國乃至世界經(jīng)濟發(fā)展的今天，機器人成為不可缺少的人類好幫手。而智能滅火機器人是一種新型的機器人。而本文就是針對滅火機器人制作與研究，機器人以AT89C52單片機為控制核心。主要以電源模塊、電機驅(qū)動模塊、避障傳感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、滅火風扇模塊等電路組合而成。用電機驅(qū)動芯片驅(qū)動通過避障傳感器控制小車前進、后退、左右轉(zhuǎn)。火焰?zhèn)鞲衅鲗鹧嫣綔y實現(xiàn)風扇對準火源。來實現(xiàn)滅火風扇進行滅火。本設(shè)計制作的滅火機器具有準確、有效、簡易的滅火功能，從而實現(xiàn)了現(xiàn)場滅火的目的。關(guān)鍵詞：滅火；傳感器；電機驅(qū)動前言在經(jīng)濟高速發(fā)展的時代社會，現(xiàn)在城市到處都是高樓大廈。如果在幾十層或更高層出現(xiàn)火災或無法接近的火災現(xiàn)場，這都給消防隊員帶來了巨大的救援工作。這個時候消防部門需要一種特殊的滅火與救援設(shè)備，而智能滅火機器人正是兩者兼具的設(shè)備。我的論文就此對智能滅火機器人的設(shè)計與實現(xiàn)進行闡敘。第一部分是對滅火機器人國內(nèi)外發(fā)展狀況進行簡單的介紹，在從的理論與技術(shù)基礎(chǔ)方面進行概況。第二部分對智能滅火機器人的可行性、有效性、國家主導，必要性等方面進行分析，第三部分對智能滅火機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)組成、安全技術(shù)方面進行層層分析。最后是對智能滅火機器人的組裝與調(diào)試方面的成果全文總結(jié)。

1緒論1.1選題的背景及意義滅火機器人屬于特種機器人范疇內(nèi)，作為一種特殊消防設(shè)備它可以替代消防員無法接近火災現(xiàn)場實施有效而快速的滅火救援作業(yè)，開展各種火場現(xiàn)場偵察，尤其是在危險性很大地方或者消防隊員不易或無法接近的火災現(xiàn)場，滅火機器人的應(yīng)用將大大提高消防部門撲滅惡性火災的能力，對減少國家財產(chǎn)損失和滅火救援人員的傷亡具有重要的作用。一旦事故發(fā)生,假如沒有有效的方法、裝備及設(shè)施，救援人員將無法進入事故現(xiàn)場,而要冒然采取行動，往往只會造成無辜生命的犧牲,付出慘重代價，在我國消防部門配備消防機器人的問題非常迫切了。消防機器人的應(yīng)用將大大提高消防部門撲滅惡性火災的能力。

1.2國外發(fā)展國際上較早開展消防機器人研究的是美國和前蘇聯(lián)，稍后，英國、日本、法國、德國、等國家也紛紛開始研究該類技術(shù)。目前已有很多種不同功能的消防機器人用于救災現(xiàn)場。

國際上對消防機器人的研究可分為三個階段(三代)，第一代是程序控制消防機器人，第二代是具有感覺功能的消防機器人，第三代是智能化消防機器人。1.3國內(nèi)發(fā)展國內(nèi)消防機器人還處于發(fā)達國家80年代水平。我國在經(jīng)濟高速發(fā)展的今天，對滅火機器人非常迫切。現(xiàn)在我國正在高速發(fā)展滅火機器人的時代，來應(yīng)對復雜多變的火災情況。在滅火機器人的市場正處于成倍增長。

2滅火機器人相關(guān)理論與技術(shù)基礎(chǔ)在二十一世紀科技發(fā)展的今天，微電子技術(shù)已經(jīng)被廣大人們所熟知。智能芯片、微電子是當今的科技標志。像這種微電子產(chǎn)品已經(jīng)進入尋常百姓家，逐步領(lǐng)著人們走向智能家居。在發(fā)達國家滅火機器人的技術(shù)已經(jīng)相當成熟，在國內(nèi)還處起步階段，國家在這方面非常重視。在這方面提供了大量的技術(shù)與相關(guān)理論的支持，為我們的研究提供一個很好地平臺。2.1滅火機器人相關(guān)理論像美國，日本這樣的發(fā)達把研究開發(fā)滅火機器人列入國家技術(shù)發(fā)展規(guī)劃，將它作為經(jīng)濟發(fā)展的一個重要保證手段。他們在微電子技術(shù)與理論方面有相當豐富的經(jīng)驗，我們可以借鑒他們的經(jīng)驗豐富我們的知識，滅火機器人的出現(xiàn)挽救了廣大人民的生命與財產(chǎn)，帶來了不可估量的價值。也為國家消防部門帶來了新的曙光，同時也推動科技與經(jīng)濟的發(fā)展，成各國的發(fā)展戰(zhàn)略。2.2基本特征如自動行駛滅火機器人、視覺滅火機器人、智能滅火機器人，這類機器人多以電動機作為動力，驅(qū)動輪或履帶行駛機體，能爬坡、越障礙；裝有較大噴射的消防水槍，轉(zhuǎn)向快；有氣體檢測器和攝像等智能設(shè)備；有無線與智能控制兩大類。它們能對火災現(xiàn)場的視頻傳送、定點滅火。2.2.1可行性在設(shè)計方面我采用的是Atmel公司AT89C52單片機為主控制器，采用的是CMOS工藝制造的高性能的8位單片機。性能較為穩(wěn)定對簡易的滅火機器人控制相當好。為滅火機器人的可行性奠定堅實的基礎(chǔ)。2.2.2有效性智能滅火機器人在滅火方面，使用的是最新的火焰?zhèn)鞲衅鳌Ｔ诨鹪刺綔y方面可以遠距離準確接受火源溫度信號，從而進行有效滅火。2.2.3國家主導在我國滅火機器人起步較晚，很多技術(shù)方面與發(fā)達國家相比還一定差距。但隨我國經(jīng)濟高速發(fā)展，成為了世界制造中心，工廠到處都是。各種復雜的火災不斷出現(xiàn)，借鑒國外的經(jīng)驗，滅火機器人是一個很不錯的選擇。國家大力支持滅火機器人的研發(fā)。并且獎勵滅火機器人優(yōu)秀設(shè)計獎，來鼓勵廣大感興趣的機器人制作者。2.2.4必要性在當今的社會，智能滅火機器人作用是越來越大，現(xiàn)在的火災情況比以前要嚴峻多了。如化學廠火災、高樓火災、燃氣廠火災等等？這種火災現(xiàn)場消防員的救援工作是很艱難，而滅火機器人就沒啥大問題。它們不怕有毒氣體、易燃氣體等復雜的火災現(xiàn)場。它的出現(xiàn)不僅減少了人員的傷亡，也給救援工作帶來了快速、有效的方法。滅火機器人是消防必不可少的好幫手，他的出現(xiàn)給消防部門帶來了一片光明。3滅火機器人體系結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)組成重點研究滅火機器人,然而,在研究智能滅火機器人的過程中,驅(qū)動設(shè)計是非常重要的一部分。智能滅火機器人的工作方式,并提出了一種適用于滅火機器人工作的驅(qū)動結(jié)構(gòu)。在該文所涉及的驅(qū)動結(jié)構(gòu)中,采用了L9110驅(qū)動芯片,這是一種廉價高效的驅(qū)動芯片,十分適合使用在滅火機器人上。主要是由電源模塊、電機驅(qū)動模塊、避障傳感器模塊、火焰?zhèn)鞲衅髂K、滅火風扇模塊、主控制模塊構(gòu)成的體系結(jié)構(gòu)。3.1電源模塊在電源模塊方面，是以四節(jié)1.5電池組成的6V電源。來進行對主芯片與電機供電，來保證整個電路模塊的電源供應(yīng)。3.2驅(qū)動模塊驅(qū)動模塊主要以三塊L9110驅(qū)動芯片，來驅(qū)動左右電機與滅火電機。使它們能正常的工作，避免供電不足。3.3光電傳感器模塊本設(shè)計中，使用兩個光電傳感器，作用是為滅火機器人避障，避免了滅火機器人的橫沖直撞，是機器人智能化。光電傳感器3.4火焰?zhèn)鞲衅髂K在滅火機器人中，使用了一個火焰?zhèn)鞲衅鳎脕硖綔y溫度信號，從而啟動滅火馬達進行準確滅火。火焰?zhèn)鞲衅?.5主控制模塊主控制器主要是一塊AT89C52單片，控制整個電路。是整個電路模塊按編寫程序的代碼進行運轉(zhuǎn)。主電路模塊的元件圖3.6滅火風扇模塊滅火模塊主要是滅火，通過火焰?zhèn)鞲衅鞯男盘杺魉?。來啟動滅火馬達工作，來達到滅火的目的。滅火馬達4滅火機器人安全技術(shù)4.1報警技術(shù)溫度報警與燈光報警，當滅火機器人在溫度很高的地區(qū)，會觸發(fā)蜂鳴器引發(fā)報警。當滅火機器人遇到障礙，會有燈光報警。這兩項報警保證了滅火機器人的安全，同時也能提醒人們的注意。4.2火源探測技術(shù)本設(shè)計的滅火機器人，采用的是比較好的火焰?zhèn)鞲衅?。具有遠距離、高準確的探測能夠?qū)鹪从行У臏缁?，大大提高滅火機器人的滅火性能。4.3安全可靠性在安全可靠性方面，主芯片是Atmel生產(chǎn)的AT89C52芯片穩(wěn)定好，采用光電傳感器避障，溫度傳感器報警。避免功能的絮亂，碰撞帶來的損壞，保證滅火機器人的安全可靠性5滅火機器人的設(shè)計與實現(xiàn)5.1滅火機器的設(shè)計在設(shè)計方面我采用模塊設(shè)計，每個模塊分開，最后組裝在一起。這樣的設(shè)計好處就是那個模塊出問題，就卸下那個模塊。解決了維修難的問題，保證滅火機器人的耐用性。創(chuàng)新點：1.在滅火機器人前面加了LED燈，可以夜間工作。2.通過光電傳感器的信號來對小車進行傳向。3.加了對火的大小的報警器。技術(shù)路線與研究方法：通過查找文獻來了解滅火機器人的發(fā)展趨勢到圖書館查閱相關(guān)理論知識網(wǎng)絡(luò)上查資料優(yōu)化電路設(shè)計3.通過別人的經(jīng)驗與自己的想法結(jié)合起來設(shè)計出更好的產(chǎn)品其大致路線如下：滅火機器人的趨勢國外的發(fā)展機器人的調(diào)試機器人的組裝機器人的設(shè)計機器人的滅火機器人的趨勢國外的發(fā)展機器人的調(diào)試機器人的組裝機器人的設(shè)計機器人的理論國內(nèi)的發(fā)展國內(nèi)的發(fā)展5.2材料的收集與功能火焰?zhèn)鞲衅魈綔y火源光電傳感器避障馬達小車動力與滅火電池電源控制芯片AT89C52單片機驅(qū)動芯片驅(qū)動馬達排插方便導線連接LED燈照明與提示電阻調(diào)控電流與分擔電壓防止燒壞零件螺絲與導線電路連接與組裝開關(guān)撥動開關(guān)電烙鐵焊接電路蜂鳴器溫度報警電容使晶振的頻率更穩(wěn)定與復位晶振計時小車平臺5.3滅火機器人電路圖的設(shè)計Proteus是一個完整的嵌入式系統(tǒng)軟件、硬件設(shè)計仿真平臺。Proteus電路設(shè)計是在功能強大的原理布線工具ProteusISIS環(huán)境中進行繪制的。ProteusISIS編輯環(huán)境具有友好的人機交互界面，使用方便，易于上手。Proteus構(gòu)成（1）原理圖輸入系統(tǒng)ISIS（2）混合模型仿真器（3）動態(tài)器件庫（4）高級圖形分析模塊（5）處理器方針模塊VSM（6）布線/編輯ARES在ProteusISIS軟件中，設(shè)計的電路圖可以直接仿真，來測試電路。5.4電路焊接電路焊接是一個手工技術(shù)活，要求精細，每條線都要細細分開避免短路。在元件布局方面要合理，這樣才能使電路焊接簡單，焊接的美觀。電烙鐵的好壞決定焊點的美觀，像我的焊點就不美觀，就是電烙鐵的導熱性不好。在焊接電路的時候，一定要用好的焊接工具，這樣才焊接出更好的產(chǎn)品。5.5滅火機器人的組裝滅火機器人的組裝方面，電路模塊與各類原件模塊組合而成。本設(shè)計簡單、有效。在滅火功能方面，基本上都有。5.6滅火機器人的調(diào)試滅火機器人調(diào)試程序如下：#include<reg52.h>#include<math.h>#include<ntrins.h>#definedintunsignedint#definecharunsignedcharin1=P1^0;//左馬達前進in2=P1^1;//左馬達后退in3=P1^2;//右馬達前進in4=P1^3;//右馬達后退in5=P1^4;//滅火馬達//in6=P1^5;////in7=P1^6;////in8=P1^7;//en1=P0^0;//左光電傳感器en2=P0^1;//右光電傳感器en3=P0^2;//火焰?zhèn)鞲衅?/en4=P0^3;//intk,,num2,num1;#define{in1=1,in2=0;}//左馬達前進#definewithout{in1=0,in2=1;}//左馬達后退#defineouthitting{in1=0,in2=0;}//左馬達停止#define{in3=1,in4=0;}//右馬達前進#define{in3=0,in4=1;}//右馬達后退#define{in3=0,in4=0;}//右馬達停止#define{en3=1,in5=1;}//滅火馬達工作#define{en3=0,in5=0;}//滅火馬達停止#define{en1=1;}//右光電有信號#defineyouguangdian0{en1=0;}//右光電無信號#define{en2=1;}//前光電有信號#defineqianguangdian0{en2=0;}//前光電無信號#define{en3=1;}//火焰?zhèn)鞲衅饔行盘?definehuoyan0{en3=0;}//火焰?zhèn)鞲衅鳠o信號/********延時函數(shù)***************/voiddelay(k){x,y;for(x=0;x<k;x++)for(y=0;y<2000;y++);}voidrun0(){;//右光電有信號;//左馬達前進;//右馬達前進}voidrun1(){;//前光電有信號;//左馬達后退;//右馬達后退}voidrun2(){youguangdian0;//右光電無信號;//左馬達前進;//右馬達后退//(3000);}voidrun3(){;//右光電有信號qianguangdian0;//前光電無信號;//左馬達后退;//右馬達前進//(3000);}voidrun4(){;//火焰?zhèn)鞲衅饔行盘?//滅火馬達工作;//右馬達停止;//左馬達停止}//voidrun5()//{//qianguangdian0;//前光電無信號//youguangdian0;//右光電無信號//;//左馬達前進//;//右馬達前進//}voidroute(){if(num2==0)run0();if(num2==1)run1();if(num2==2)run2();if(num2==3)run3();if(num2==4)run4();//if(num2==5)run5();}voidinit(){TMOD=0x01;//T0為方式1TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;//初值EA=1;ET0=1;TR0=1;}voidmain(){init();while(1){route();}}voidtimer0()interrupt0{TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;num2++;if(num1==100){num2=0; num2++;}}在調(diào)式方面，我們進行單個單個的調(diào)試。對滅火機器人的穩(wěn)定性、可行性。進行多次的測試。測試的結(jié)果做的一個表格。測試物件次數(shù)結(jié)果火焰?zhèn)鞲衅魇翁綔y距離為7~8cm光電傳感器十次探測距離5~6cm滅火風扇二十次滅火距離最遠為10cm滅火機器人二十次成功15次參考文獻目錄1、傳感器及應(yīng)用技術(shù)北京理工大學出版社主編黃鴻吳石增2、單片機應(yīng)用技術(shù)北京理工大學出版社主編潘定遠郭穩(wěn)濤3、C程序設(shè)計清華大學出版社主編譚浩強4、電工技術(shù)人民郵電出版社主編王金花5、數(shù)字電子技術(shù)人民郵電出版社主編周忠6、單片機課程設(shè)計教學改革與實踐[C].實驗技術(shù)與管理，