灭火机器人课程设计

沈 阳 工 程 学 院 课 程 设 计 设计题目： 灭火机器人设计 系 别 自控系 班级 测控本091 学生姓名 庄国庆 学号 指导教师 祝尚臻 职称 讲师 起止日期：2023年 7 月 9日起——至 2023 年 7 月13 日止 沈阳工程学院 课程设计任务书 课程设计题目： 灭火机器人设计 系 别 自动控制工程系 班级 测控本091 学生姓名 庄国庆 学 号 指导教师 祝尚臻 职称 讲师 课程设计进行地点： F430 任 务 下 达 时 间： 2023 年 7 月9日 起止日期：2023 年 7 月9日起——至 2023 年 7 月13日止 教研室主任 年 月 日批准 灭火机器人设计 1 设计重要内容及规定 1.1 设计目的： 1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。 2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。 3通过学习，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。 1.2 基本规定 1规定设计一个能灭火的机器人（灭火的环境布局参考国际灭火机器人大赛的环境布局）； 2规定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。 3要有寻找火源的策略（软件流程图）。 1.3 发挥部分 可以增长其它的功能。 2 设计过程及论文的基本规定： 2.1 设计过程的基本规定 1基本部分必须完毕，发挥部分可任选； 2符合设计规定的报告一份，其中涉及总体设计框图、电路原理图各一份； 3设计过程的资料、草稿规定保存并随设计报告一起上交；报告的电子档需全班统一存盘上交。 2.2 课程设计论文的基本规定 1参照毕业设计论文规范打印，涉及附录中的图纸。项目齐全、不许涂改，不少于3000字。图纸为A4，所有插图不允许复印。 2装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思绪、设计框图、各部分电路及相应的具体的功能分析和重要的参数计算、工作过程分析、元器件清单、重要器件介绍）、小结、参考文献、附录（总体设计框图与电路原理图）。 3 时间进度安排 顺序 阶段日期 计 划 完 成 内 容 备注 1 2023.7.9 讲解重要设计内容，学生根据任务书做出原始框图 打分 2 2023.7.10 检查框图及初步原理图完毕情况，讲解及纠正错误 打分 3 2023.7.11 检查逻辑图并指犯错误及纠正；讲解原理图绘制及报告书写 打分 4 2023.7.12 继续修正逻辑图，指导原理图绘制方法，布置答辩 打分 5 2023.7.13 答辩、写报告 打分 2023-7-9 沈 阳 工 程 学 院 机器人技术及其应用 课程设计成绩评估表 系（部）： 自控系 班级： 测控本091班 学生姓名： 庄国庆 指 导 教 师 评 审 意 见 评价 内容 具 体 要 求 权重 评 分 加权分 调研 论证 能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。 0.1 5 4 3 2 工作能力 态度 工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良好，可以独立完毕设计工作， 0.2 5 4 3 2 工作量 按期圆满完毕规定的设计任务，工作量饱满，难度适宜。 0.2 5 4 3 2 说明书的质量 说明书立论对的，论述充足，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。 0.5 5 4 3 2 指导教师评审成绩 （加权分合计乘以12） 分 加权分合计 指 导 教 师 签 名： 年 月 日 评 阅 教 师 评 审 意 见 评价 内容 具 体 要 求 权重 评 分 加权分 查阅 文献 查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力 0.2 5 4 3 2 工作量 工作量饱满，难度适中。 0.5 5 4 3 2 说明书的质量 说明书立论对的，论述充足，结论严谨合理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，图表完备，书写工整规范。 0.3 5 4 3 2 评阅教师评审成绩 （加权分合计乘以8） 分 加权分合计 评 阅 教 师 签 名： 年 月 日 课 程 设 计 总 评 成 绩 分 中 文 摘 要 控制器是智能机器人解决和控制信息的主体，它直接决定了机器人的行为和性能。近几年来随着高性能微控制器和嵌入式系统技术的不断进步，为各类实时控制应用提供了解决方案。 嵌入式系统(ES)是计算机技术、通信技术、半导体技术、微电子技术、语音图像数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的系统，其是硬件和软件紧密捆绑在一起的系统。将嵌入式系统应用于灭火机器人的设计中，对机器人的性能智能化、网络化、小型化都有了明显提高。 比赛用灭火机器人需要机器人有智能较高的自动控制性能与可靠的机械控制性能的同时保证，才干在短时间内准确寻找到火源并灭火回家。在此以ARM9解决器为核心，对基于嵌入式系统的智能灭火机器人进行了设计。本文将从硬件和软件方面讲述智能灭火机器人控制器的实现方法，并且给出了机器人灭火的具体实验，验证了方案的可行性，为智能灭火机器人的进一步研究提供了平台。 目 录 中 文 摘 要V 1设计任务描述1 1.1 设计题目1 1.2 设计重要内容及规定1 1.2.1 设计目的：1 1.2.2 基本规定1 1.2.3 发挥部分：1 2 设计思绪2 3 软件流程图3 4 ARM9系统与辅助单片机4 5 电源的电路设计5 6 直流电机的驱动设计6 6.1大功率伺服电机6 6.2 普通直流电动机8 6.3 H桥及直流电动机简介：8 6.3.1 H桥：8 6.3.2 直流电机：8 7 传感器设计10 7.1 红外测距传感器10 7.2 远红外火焰传感器组13 7.3 地面灰度传感器16