第三届“微芯杯”电子设计大赛F题:灭火救援机器人

第三届“微芯杯”电子设计大赛F题:灭火救援机器人
第三届“微芯杯”电子设计大赛F题:灭火救援机器人

灭火救援机器人

一、任务

设计制作一个灭火机器人,能到指定区域进行抢险灭火工作和救援受困人员工作,以红灯模拟真实火源,绿灯模拟虚假火源,随机分布在场地中,某一火源处有受困人员,以任意材质的方形物件模拟受困人员,场地如图所示:

二、要求

1、基本要求

(1)自制灭火机器人和火源(2个真实火源和1个虚假火源)。

(2)灭火机器人能够进入车库,然后自动识别真实火源并扑灭(即熄灯)。机器人停车灭火时,轮子不能触碰车库任何黑线。灭火过程中,机器人上应有灯光指示。

(3)能够显示路程、时间和扑灭的火源数。

(4)抢险完毕后机器人能够返回出发点。

2、发挥部分

(1)自制模拟受困人员的方形物件,灭火完成后(灭火之后可越过黑线进入火源处),机器人可以在火源处正确发现受困人员,并发出声光提示信号。

(2)将受困人员救援出火灾现场(灭火之后可越过黑线进入火源处),并安置于车库入口处附近,救援过程中,模拟物件不能掉落。

(3)从救援机器人发现受困人员到将将受困人员救起,时间不得超过30s。(4)救援过程效果逼真,整体制作精良,创新点多。

(5)其他。

三、评分标准

项目满分

设计报告设计与总结报告:方案比较、设计与论证,理论分

析与计算,电路图及有关设计文件,测试方法与仪

器,测试数据及测试结果分析。

30

基本要求完成第(1)项5完成第(2)项30完成第(3)项15完成第(4)项10

发挥部分完成第(1)项25完成第(2)项10完成第(3)项10完成第(4)项10完成第(5)项5

四、说明

1、引导轨迹宽度2cm,可以涂墨或粘黑色胶带,引导轨迹形状在竞赛时临时指

定。轨迹曲率半径不小于30cm。

2、场地随机出现1~3个真实火源和0~2个虚假火源。

3、前轮越过起跑线开始计时,再次越过停止计时。时间越短得分越高。

4、小车尺寸小于30cm×30cm。火源可用普通灯源或LED。

5、灭火方式不限。提示:灭火可采用机械手或无线通信等模式。

6、救援方式不限,方形物件大小不限,材质不限。

7、小车不能开出场地。

8、允许一次重启动机会。

9、车库大小为40X40。

10、整个过程不能有人工干预。

11、推荐使用比赛赞助商“Microchip”PIC系列单片机完成,有加分。

模拟电子技术课程设计

模拟电子技术课程设计 ——线性F/v转换1.设计任务和要求 ------------------2 2.总体方案选择的论证 ------------------3 3.单元电路的设计 ------------------7 4.绘出总体电路图 ------------------14 5.组装与调试 ------------------15 6.所用元器件的购买清单 ------------------16 7.列出参考文献 ------------------16 8.收获、体会和建议 ------------------17

一.课程设计与要求 (1)设计任务 选取基本集成放大器 LF353、555定时器、二极管和电阻、电容等元器件,设计并制作一个简易的线性F/V转换器。首先,在EWB软件平台环境下进行电路设计和原理仿真,选取合适的电路参数,通过输出的波形的直流电压测试线性F/V转换器的运行情况。其次,在硬件设计平台上搭建电路,并进行电路调试,通过数字万用表观测电路的实际输出电压值。最后,将该实际电压值与理论分析和仿真结果进行比较,分析产生误差的原因,并提出改进方法。 (2)设计要求 1.性能指标要求。 ①输入频率为0~10KHz、幅度为20mV(峰峰值)的交流信号。 ②线性输出0~10V的交流信号。 ③转换绝对误差小于20mV(平均值)。 ④1KHz时的纹波小于50mV。 2.设计报告要求。 ①根据电路性能指标要求设计完成电路原理图,计算元件参数,写出理论推导工程,并分析各单元电路的工作原理。 ②利用EWB软件进行仿真调试。 ③绘出总体电路图 ④记录实验结果和调试心得,判断误差原因,万恒实验结果分析。

电子技术课程设计题目

电子技术课程设计一、课程设计目的: 1.电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节,主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品,巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识; 2.经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等,加强在电子技术方面解决实际问题的能力,基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具,提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力; 3.课程设计是为理论联系实际,培养学生动手能力,提高和培养创新能力,通过熟悉并学会选用电子元器件,为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获: 1.学习电路的基本设计方法;加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务,理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡; 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式: 以学生独立设计为主,教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计,强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的,在进行电子系统设计时,既要考虑总体电路的设计,同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现,所以实现一个电子系统时,根据电子系统框图,多数情况下只有少量的电子电路的参数计算,更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。 2. 电子系统内容步骤: 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) (1)总体方案框图: 反映设计电路要求,按一定信息流向,由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图: (2)单元电路设计与参数计算---电子元件选择: 基本模拟单元电路有:稳压电源电路,信号放大电路,信号产生电路,信号处理 电路(电压比较器,积分电路,微分电路,滤波电路等),集成功放电路等。 基本数字单元电路有:脉冲波形产生与整形电路(包括振荡器,单稳态触发器,施密特触发器),编码器,译码器,数据选择器,数据比较器,计数器,寄存器,存储器等。 为了保证单元电路达到设计要求,必须对某些单元电路进行参数计算和电子元件 选择,比如:放大电路中各个电阻值、放大倍数计算;振荡电路中的电阻、电容、振荡频率、振荡幅值的计算;单稳态触发器中的电阻、电容、输出脉冲宽度的计 算等;单元电路中电子元件的工作电压、电流等容量选择。

机械毕业设计1116灭火机器人结构与控制

摘要 面对诸多恶劣的工作环境(如灭火、救援等),为了有效的避免人员伤亡,就需要采用智能小车去现场来完成相应的任务。因此研究和开发智能小车引导控制系统具有十分重要的意义。本系统采用68HC11单片机作为核心控制芯片,设计制作了一款通过红外光电传感器检测路径信息、红外火焰传感器检测火源的智能寻迹灭火小车。本系统由单片机控制模块、寻迹传感器模块、驱动电机模块、火源传感器模块、风扇模块、电源模块等组成。实际应用表明,该小车可以在专门设计的场地上实现自主发现火源,自主识别路线,自主行进接近火源并灭火,最终完成灭火的任务。 关键词:单片机,小车,引导控制,传感器

Abstract Content: Confronted with so many bad working environment (such as fire fighting, rescue etc), in order to effectively avoid casualties, need to use intelligent go by car scene to complete relevant tasks. Therefore, the research and development of intelligent car guide control system has the extremely vital significance. This system uses 68HC11 as the core control chip, design and make a new electric sensor detection by infrared sensor information, infrared flame path of intelligent tracing test fire extinguishing car. The system is composed of single-chip microcomputer control module, tracing sensor module, drive motor module, ignition sensor module, fan module, power supply module. The practical application indicates that the car can be in a specially designed field on fire, to realize the independent found autonomous recognition route, independent sources and marching close to the fire extinguishing, finally complete task. Keywords: Microcontroller , Car ,Control system, Sensors

救援机器人的人机交互界面设计

救援机器人的人机交互界面设计 摘要 在当今的社会条件下,人机交互界面是用户了解和使用软件功能时直接的也是重要的一个环节。“人机交互界面”是指人机交互中人与机间相互施加影响的区域,是人与计算机信息交互的媒介,凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机交互界面。救援机器人会在极端恶劣的环境下实施救援,这就要求配套的仪器设备非常先进。 本文提出了应用虚拟仪器技术来辅助救援机器人交互界面的优化设计。简要介绍了虚拟仪器技术以及Labview的概念、特点和优势。然后详细阐述了人机交互界面的各功能模块、软硬件结构设计。给出了人机交互和人机交互界面的相关知识,通过运用微软操作系统界面的不短更新换代和手机操作系统的例子,讲述了了人机交互界面的发展历程。最后介绍了基于Labview技术在救援机器人人机交互界面的开发利用,并给出了设计开发的有关步骤,重点是结合救援机器人的特点来综合设计。利用Labview的模块化仿真功能,设计出相应的前面板和程序框图,接着进行调试过程,在程序调试过程中遇到错误,及时查找原因,逐一排查。本文简要介绍人机交互界面设计的一些过程和救援机器人相互结合的有关内容。 关键词:人机交互界面Labview 虚拟仪器技术救援机器人信息交互模块化 ABSTRACT In today's social conditions, human-computer interaction interface is user to understand and use the software function directly is also an important link. "Interface" refers to the interaction between human and machine in the influence area, is the human and the computer information interactive media, where human-computer exchange of information involved in all areas of the man-machine interface. Rescue robots will rescue under extreme conditions, this requires supporting equipment is very advanced. This paper presents the application of virtual instrument technology optimization design to assist the rescue robot interface. Briefly introduced the virtual instrument technology and concept of Labview, characteristics and advantages. And then

模拟电子技术课程设计心得体会

模拟电子技术课程设计心得体会此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教,做课程设计要有严谨的思路和熟练的动手能力,我感觉自己做了这次设计后,明白了总的设计方法及思路,通过这次尝试让我有了更加光火的思路,对今后的学习也有莫大的好处。 一、设计目的 1、学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。 2、学会直流稳压电源的设计方法和性能指标测试方法。 3、培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。 1.电路图设计方法 (1)确定目标:设计整个系统是由那些模块组成,各个模块之间的信号传输,并画出直流稳压电源方框图。 (2)系统分析:根据系统功能,选择各模块所用电路形式。 (3)参数选择:根据系统指标的要求,确定各模块电路中元件的参数。 (4)总电路图:连接各模块电路。 (5)将各模块电路连起来,整机调试,并测量该系统的各项指标。 (6)采用三端集成稳压器电路,用输出电压可调且内部有过载保护的三端集成稳压器,输 出电压调整范围较宽,设计一电压补偿电路可实现输出电压从 0 V起连续可调,因要求电 路具有很强的带负载能力,需设计一软启动电路以适应所带负载的启动性能。该电路所用器 件较少,成本低且组装方便、可靠性高。 二、总体设计思路

1、直流稳压电源 直流稳压电源是一种将220V工频交流电转换成稳压输出的直流电压的装置,它需要变压、整流、滤波、稳压四个环节才能完成。 直流稳压电源方框图 图2 直流稳压电源的方框图 2、整流电路 (1)直流电路常采用二极管单相全波整流电路,电路如图3所示。 图3 单相桥式整流电路 3、滤波电路——电容滤波电路 采用滤波电路可滤除整流电路输出电压中的交流成分,使电压波形变得平滑。常见的滤波电路有电容滤波、电感滤波和复式滤波等。 在整流电路的输出端,即负载电阻RL两端并联一个电容量较大的电解电容C,则构成

电子技术课程设计

电子技术课程设计PWM调制解调器 班级:电信1301 姓名:曹剑钰 学号:3130503028

一、设计任务与要求 1.要求 设计一款PWM(脉冲宽度调制)电路,利用一可调直流电压调制矩形波脉冲宽度(占空比)。 信号频率10kHz; 占空比调制范围10%~90%; 设计一款PWM解调电路,利用50Hz低频正弦信号接入调制电路,调制信号输入解调电路,输入与原始信号等比例正弦波。 2.提高要求: 设计一50Hz正弦波振荡电路进行PWM调制。 3.限制: 不得使用理想运放、二极管、三极管、场效应管; 基本要求的输入电压使用固定恒压源接自行设计的电路实现可调; 同步方波不得利用信号发生器等软件提供设备产生。 二、总体方案设计 1.脉宽调制方案: 方案一:三角波脉宽调制,三角波电路波形可以由积分电路实现,把方波电压作为积分电路的输入电压,经过积分电路之后就形成三角波,再通过电压比较器与可调直流电压进行比较,通过调节直流电源来调制脉宽。 方案二:锯齿波脉宽调制,锯齿波采用定时器NE555接成无稳态多谐振荡器,和方案一相似,利用直流电压源比较大小调节方波脉宽。 方案三:利用PC机接口控制脉宽调制的PWM电路。 比较:方案一结构简单,思路清晰,容易实现,元器件常用 方案二与方案一相似,缺点是调整脉冲宽度不如方案一 方案三元器件先进,思路不如方案一清晰简单,最好先择了方案一 2.正弦波产生方案: 方案一:RC正弦波振荡电路。 RC正弦波振荡电路一般用来产生1Hz--10MHz范围内的低频信号,由RC 串并联网络组成,也称为文氏桥振荡电路,串并联在此作为选频和反馈网络。电路的振荡频率为f=1/2πRC,为了产生振荡,要求电路满足自激震荡条件,振荡器在某一频率振荡的条件为:AF=1.该电路主要用来产生低频信号。

灭火机器人设计

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

电子技术课程设计题

年电子技术课程设计题

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电气与信息工程学院 基础教学系 2009年电子技术课程设计题 1 音频小信号前置放大电路设计(B) 设计并制作音频小信号前置放大电路。具体要求如下: (1)放大倍数A V≥1000;(40分) (2)通频带20Hz~20KHz;(40分) (3)放大电路的输入电阻R I≥1MΩ;输出电阻R O=600Ω;(10分) 说明:设计方案和器件根据题目要求自行选择,但要求在通用器件范围内。 测试条件:技术指标在输入正弦波信号峰值Vpp=10mv的条件进行测试(输入输出电阻通过设计方案预以保证),设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。 评分标准: (1)放大倍数A V≥1000,得满分;800≤A V<1000,得30分;500≤A V<800,得20分;放大倍数A V<500,不得分。放大电路自激,得零分; (2)通频带20Hz~20KHz,得满分;上限频率小于15KHz,扣10分;上限频率小于10KHz,扣20分。下限频率>50Hz,扣10分。 (3)输入电阻不满足设计要求,扣10分;输出电阻不满足要求,扣10分; 发挥部分: 制作一稳压电源,能够为设计的前置放大电路提供电源。(+5分)参考元器件:NE5532,TL082或TL084,LM7815和LM7915等 主要测试设备:直流电源,信号源,示波器 2 音频功率放大电路设计(A) 设计并制作一音频功率放大电路,具体要求如下: (1)功率放大电路能够提供10倍的电压增益;(10分) (2)功率放大电路的下限频率小于100Hz(20分),上限频率大于10KHz(30分); (3)在负载电阻为8Ω的情况下,输出功率≥1W;(30分) (4)功率放大电路效率大于50%;(5分) (5)输出信号无明显失真。(10分) (6)输入电阻:600Ω(5分) 说明:功率器件不能选用集成音频功率放大电路。 测试条件:以上技术指标在输入正弦波信号峰峰值Vpp=1V的条件下进行测试。设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。 评分标准: (1)能够提供10倍的电压增益,得满分;电压增益小于8倍,扣10分;电压增益小于5倍,不得分; (2)上限频率大于10KHz,得满分;上限频率8~10KHz,扣5分;上限频率5~8KHz,扣10分;上限频率<5KHz,不得分; 下限频率满足要求,得满分;下限频率100~200KHz,扣 5分;下限频率200~500KHz,扣10分;下限频率>500Hz,

履带式搜救机器人机械结构设计毕业设计说明书

毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名:日期: 指导教师签名:日期: 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手

段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名:日期:

学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:日期:年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。

模拟电子技术课程设计报告

课程设计 重庆科技学院 模拟电子技术课程设计成果 院(系):_电子信息工程学院_班级:自普本2008— 01 学生姓名:_袁小敏___________ 学号:_2008440910 _________ 设计地点(单位)1404 _________________ 设计题目: ___________________________________________ 完成日期:2010 年7月9 日 指导教师评语:__________________________________________ 成绩(五级记分制): _______________ 教师签名: __________________________

一、........................................................................ 设计任务和指标要求. (3) 二、............................................................ 设计框图及整机概述3 三、................................................ 各单元电路的设计方案及原理说明4 四、........................................................ 仿真调试过程及结果分析7 五、.................................................... 设计、安装及调试中的体会8 六、.................................................... 对本次课程设计的意见及建议9 七、...................................................................... 参考资料10 八、.......................................................................... 附录11 附件1 整机逻辑电路图 (11) 附件2 元器件清单 (12)

电子技术课程设计的基本方法和步骤模板

电子技术课程设计的基本方法和步骤

电子技术课程设计的基本方法和步骤 一、明确电子系统的设计任务 对系统的设计任务进行具体分析, 充分了解系统的性能、指标及要求, 明确系统应完成的任务。 二、总体方案的设计与选择 1、查阅文献, 根据掌握的资料和已有条件, 完成方案原理的构想; 2、提出多种原理方案 3、原理方案的比较、选择与确定 4、将系统任务的分解成若干个单元电路, 并画出整机原理框图, 完成系统的功能设计。 三、单元电路的设计、参数计算与器件选择 1、单元电路设计 每个单元电路设计前都需明确本单元电路的任务, 详细拟订出单元电路的性能指标, 与前后级之间的关系, 分析电路的组成形式。具体设计时, 能够模拟成熟的先进电路, 也能够进行创新和改进, 但都必须保证性能要求。而且, 不但单元电路本身要求设计合理, 各单元电路间也要相互配合, 注意各部分的输入信号、输出信号和控制信号的关系。 2、参数计算 为保证单元电路达到功能指标要求, 就需要用电子技术知识对参数进行计算, 例如放大电路中各电阻值、放大倍数、振荡器中电阻、电容、振荡频率等参数。只有很好地理解电路的工作原理, 正确利用计算公式, 计算的参数才能满足设计要求。 参数计算时, 同一个电路可能有几组数据, 注意选择一组能完成

电路设计功能、在实践中能真正可行的参数。 计算电路参数时应注意下列问题: (1)元器件的工作电流、电压、频率和功耗等参数应能满足电路指标的要求。 (2)元器件的极限必须留有足够的裕量, 一般应大于额定值的 1.5倍。 (3)电阻和电容的参数应选计算值附近的标称值。 3、器件选择 ( 1) 阻容元件的选择 电阻和电容种类很多, 正确选择电阻和电容是很重要的。不同的电路对电阻和电容性能要求也不同, 有些电路对电容的漏电要求很严, 还有些电路对电阻、电容的性能和容量要求很高, 例如滤波电路中常见大容量( 100~3000uF) 铝电解电容, 为滤掉高频一般还需并联小容量( 0.01~0.1uF) 瓷片电容。设计时要根据电路的要求选择性能和参数合适的阻容元件, 并要注意功耗、容量、频率和耐压范围是否满足要求。 ( 2) 分立元件的选择 分立元件包括二极管、晶体三极管、场效应管、光电二极管、晶闸管等。根据其用途分别进行选择。选择的器件类型不同, 注意事项也不同。 ( 3) 集成电路的选择 由于集成电路能够实现很多单元电路甚至整机电路的功能, 因此选用集成电路设计单元电路和总体电路既方便又灵活, 它不但使系统体积缩小, 而且性能可靠, 便于调试及运用, 在设计电路时颇受欢迎。选用的集成电路不但要在功能和特性上实现设计方案, 而且要满足功耗、电压、速度、价格等方面要求。 4、注意单元电路之间的级联设计, 单元电路之间电气性能的 相互匹配问题, 信号的耦合方式

智能灭火机器人的设计与实现

第18卷第3期电子设计工程2010年3月V01.18No.3ElectronicDesignEngineeringMar.2010 智能灭火机器人的设计与实现 李小燕,陈帝伊,马孝义 (西北农林科技大学水利与建筑工程学院电气系,陕西杨凌712100) 摘要:根据国际灭火机器人的比赛规则,给出灭火机器人的软硬件设计。该系统硬件设计是以嵌入式ARM966E.S为核心,科学布置6个红外测距传感器,实现远红外火焰传感器组.能够快速精确检测环境。并采用双电源供电,直流电机驱动。而系统软件设计采用优化的避障、灭火算法。实验证明.该设计大大提高系统的实时性、快速性和可靠性。机器人搜寻4个房间并完成灭火用时8S左右.达到国际先进水平。 关键词:机器人;嵌入式系统;传感器;灭火机器人 中图分类号:TP31l文献标识码:A文章编号:1674-6236(2010)03—005l—04 Designandimplementationofintelligentfire-nghtingrobot LIXiao-yan。CHENDi-yi,MAXiao-yi (ElectricDepartmentofCollegeofWaterResourcesandArchitecturalEngineering,NorthWestA&FUniversity, Yansting712100,China) Abstract:Accordingtotheruleofinternationalfire—fightingrobotrace.theha”dw呲andsoftware designofthefire-fight- ingrobota地presented.’nlehlLrdwal陀structureisbasedonembeddedARM966E-S.Sixinfrareddistancesen¥ol暗a弛dis—tributedscientificallyandthesectiOHoffar-infraredflamesensolt篙isdesignedcreatively,whichrealizesthefunctionofde-teetingenvironmentquicklyandaccurately.Dualpowersupplysolutionisadopted,andDCmotoristakenfitsdriver.The optimizedalgorithmsforobstacle-avoidanceandfire?extinguishing areintroducedin softwaredesign.Theexperimentsshow thatthereal-timecapability,rapidityandreliabihtyofthesystemarelargelyimprovedbythisdesign.Therobottakeseightsecondstosearchforfourroonlflandfinishesfire.fighting.whichreachestheintemationaladvancedlevel. Key words:robot;embeddedsystem;sensor;fire-fightingrobot 近年来。随着科技的迅速发展.智能机器人的研究在实 际应用中具有很大发展空间。机器人技术涉及人工智能、计 算机视觉、自动控制、精密仪器、传感和信息技术等领域,是 一门综合性很强的学科。代表一个国家的高科技发展水平【-1。 智能机器人是各国科学研究的重要方向删。机器人灭火比赛 是近几年国内外广泛开展的一项机器人竞赛。本文针对基于 嵌入式ARM9内核的智能灭火机器人系统进行优化设计。 1系统硬件设计 机器人灭火比赛的目的是在图l(尺寸单位:ram)所示的 平面结构房子模型里。将蜡烛代替的火源随机地放于其中一 间.要求机器人快速无碰撞找到火源并将其熄灭。 为满足比赛的功能要求,本设计的灭火机器人硬件结构 由控制器、传感器模块、电源模块、驱动模块、灭火装置以及 声音模块等组成.其总体结构如图2所示。 1.1嵌入式系统 由于该系统设计所用传感器较多,传感器系统在整个灭火过程中不断采集环境信息,故要求控制器的核心必须对实收稿日期:2009_07—24稿件编号:20090r7083 基金项目:国家“863”计划(2006AAl00209) 图1比赛场地平面图 时任务具有很强的支持能力。因此。选用以嵌入式CPUARM966E—S为核心的STR91lFAM44控制器.该器件具有32位高端ARM9处理器。实时处理信息的能力强,处理速度为1.1MIPS/MHz,达到2倍以上ARM7处理器的处理能力嘲。为 作者简介:李小燕(1985一),女,四川成都人。研究方向:智能机器人。 一5l一

电子技术课程设计题目

电子技术课程设计 一、课程设计目的: 1.电子技术课程设计是机电专业学生一个重要实践环节,主要让学生通过自己设计并制作一个实用电子产品,巩固加深并运用在“模拟电子技术”课程中所学的理论知识; 2.经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、答辩等,加强在电子技术方面解决实际问题的能力,基本掌握常用模拟电子线路的一般设计方法、设计步骤和设计工具,提高模拟电子线路的设计、制作、调试和测试能力; 3.课程设计是为理论联系实际,培养学生动手能力,提高和培养创新能力,通过熟悉并学会选用电子元器件,为后续课程的学习、毕业设计、毕业后从事生产和科研工作打下基础。 二、课程设计收获: 1.学习电路的基本设计方法;加深对课堂知识的理解和应用。 2.完成指定的设计任务,理论联系实际,实现书本知识到工程实践的过渡; 3.学会设计报告的撰写方法。 三、课程设计教学方式: 以学生独立设计为主,教师指导为辅。 四、课程设计一般方法 1. 淡化分立电路设计,强调集成电路的应用 一个实用的电子系统通常是由多个单元电路组成的,在进行电子系统设计时,既要考虑总体电路的设计,同时还要考虑各个单元电路的选择、设计以及它们之间的相互连接。由于各种通用、专用的模拟、数字集成电路的出现,所以实现一个电子系统时,根据电子系统框图,多数情况下只有少量的电子电路的参数计算,更多的是系统框图中各部分电子电路要正确采用集成电路芯片来实现。

2. 电子系统内容步骤: 总体方案框图---单元电路设计与参数计算---电子元件选择---单元电路之间连接---电路搭接调试---电路修改---绘制总体电路---撰写设计报告(课程设计说明书) (1)总体方案框图: 反映设计电路要求,按一定信息流向,由单元电路组成的合理框图。 比如一个函数发生器电路的框图: (2)单元电路设计与参数计算---电子元件选择: ●基本模拟单元电路有:稳压电源电路,信号放大电路,信号产生电路,信号处理电 路(电压比较器,积分电路,微分电路,滤波电路等),集成功放电路等。 ●基本数字单元电路有:脉冲波形产生与整形电路(包括振荡器,单稳态触发器,施 密特触发器),编码器,译码器,数据选择器,数据比较器,计数器,寄存器,存储器等。

2017年电子技术课程设计题

信息学院 2017年电子技术课程设计题 1 音频小信号功率放大电路设计(A) 设计并制作音频小信号功率放大电路。具体要求如下: (1)放大倍数A V≥1000;(20分) (2)通频带100Hz~10KHz;(20分) (3)放大电路的输入电阻R I≥1MΩ; (5分) (4)在负载电阻为8Ω的情况下,输出功率≥2W;(30分) (5)功率放大电路效率大于50%;(5分) (6)输出信号无明显失真。(20分) 说明:设计方案和器件根据题目要求自行选择,但要求在通用器件范围内。不能选用集成音频功放。 测试条件:技术指标在输入正弦波信号峰值Vp=10mV的条件进行测试(输入电阻通过设计方案预以保证),设计报告中应有含有详细的测试数据说明设计结果。 评分标准: (1)提供1000倍的电压增益,得满分;电压增益小于800倍,扣5分;电压增益小于500倍,不得分; (2)上限频率大于10kHz,得10分;上限频率5~10kHz,得5分;上限频率<5kHz,不得分;下限频率满足要求,得10分;下限频率100~500Hz,扣5分,下限频率>500Hz,不得分;(3)输出功率≥2W,得满分;1W≤输出功率≤2W,得20分;500mW≤输出功率≤1W, 得10分; 输出功率≤500mw,不得分。 (4) 设计效率大于50%,得满分,小于50%不得分。 (5) 输出信号无明显失真, 得满分,否则不得分。 参考元器件: NE5532/TL082, LM324/TL084,,S8050/S8550,2N3904/2N3906,1N4148/1N4001~7,TIP41/42中功率三极管或2N3055/MJ2955大功率三极管等。 主要测试设备:直流电源,信号源,示波器和8Ω功率电阻。 2 数控直流电源的设计(B) 设计一线性输出电压可调的直流电源。电源有电压增(UP)和电压减(DOWN)两个键,按UP键时电压步进增加,按DOWN键时电压步进减小。具体要求如下:(1)输出电压5~12V,步进为1V;(40分) (2)输出电压误差最大±0.1V;(40分) (3)输出电流不小于1A;(5分) 测试条件:分别测试输出为5V、6V、7V、。。。、12V的输出电压。输出电流通过设计预以保证。 评分标准:[注:满分为95分] (1)输出电压5~12V,步进1V,得满分,否则不得分; (2) 输出电压误差≤±0.1V,得满分;±0.1V≤输出电压误差≤±0.2V,扣10分;±0.2V≤输出电压误差≤±0.3V,扣20分;输出电压误差≥±0.5V,不得分。 发挥部分:用LED或数码管显示电压设定值; 参考元器件:74LS193,74HC138,三极管S8050/S8550/CD406/CD4051/AD7501/AD7503,LM317,CD4511等。 3 数控直流稳压电源设计(A)

一种多功能搜救机器人的设计

2013 届本科毕业设计(论文)文献综述 题目一种多功能搜救机器人的设计 学院电气与自动化工程学院

1.前言 机器人大量生产和进入工业部门,代替人从事有害的生产活动,是新的工业革命特征之一。1982年美国对未来机器人的发展曾用特尔斐法作过预测。预计今后十几年里,非伺服、不可编程序的机器人将绝迹。到1995年,95%的工业机器人为智能、万能和可编程的机器人。其中一项具体预测是,到1990年机器人中25%有视觉功能;20%有触觉功能。在新型装配机器人中,45%为可编程序系统。日本机器人协会预测:八十年代将是日本机器人生产发展的一个重要时期。中国机器人的研究二十世纪七十年代开始的,至今已有30多年,到目前为止大体分为三个时期:摇篮期,规划发展期及拓广发展期。但相对于日本,美国,欧洲等发达国家来说,还处于追赶阶段;美国9.11事件中,其国内主要机器人生产公司和研究机构都组织参加了纽约世贸大厦现场的搜救工作,如南佛罗里达大学机器人辅助搜寻与救援研究中心,MIT的IRobot 公司,美国海军的SPAWAR研究中心,以及具有五十多年历史的Foster – Miller公司等。据时代周刊报道:在最初的十天当中,救援机器人在搜救犬,人工无法抵达的狭小或危险区域找到十余具遇难者的遗体,与现场搜救工作人员找到的数量基本相同,但所花的时间却不到现场救援人员花费时间的一半。而我国在四川地震中,据资料显示,搜救机器人并未得到很好的利用,参加搜救的主要还是以消防官兵及搜救犬。 2.功能论证 按照预定要求,机器人应该满足搜与救两项功能。搜救机器人集成了温度传感器、烟雾传感器,可以辅助反映救灾现场情况,同时可以将这些信息发送到上位机,告知搜救人员搜救时将会遇到的问题。车上装有热释电红外线传感器和无线摄像头,可以进行较远距离的生命探测,告知搜救人员目标位置。同时当车行进到被困人员前,可以向其提供营养液,为正式的救援提供宝贵的时间,这一功能是许多搜救车都没有体现出来的。车上装有机械手,主要帮助搬运压在被困人员身上的物体,同时如搜救车行进途中遇到障碍,也可以使用它进行搬运排除。无线通讯距离长,抗干扰能力强,操作指令丰富并可编程,能满足大量操作需求。其硬件功能框图如下:

电子技术课程设计

电子技术 课程设计 成绩评定表 设计课题:串联型连续可调直流稳压正电源电路学院名称: 专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 设计地点:31-225 设计时间:2014-7-7~2014-7-14

电子技术 课程设计 课程设计名称:串联型连续可调直流稳压正电源电路专业班级: 学生姓名: 学号: 指导教师: 课程设计地点:31-225 课程设计时间:2014-7-7~2014-7-14

电子技术课程设计任务书

目录 前言 (5) 1串联型连续可调直流稳压正电源 (5)

1.1 设计方案 (5) 1.2 设计所需要元件 (7) 2 设计原理 (8) 2.1 电源变压部分 (9) 2.2 桥式整流电路部分 (10) 2.3 电容滤波电路部分 (11) 2.4 直流稳压电路部分 (12) 2.5 原理及计算 (14) 3 电路仿真 (15) 4 电路连接测试 (16) 4.1使用仪器 (16) 4.2.测试结果 (16) 5 设计体会 (17) 参考文献 (19) 串联型连续可调直流稳压正电源电路 引言 随着社会的发展,科学技术的不断进步,对电子产品的性能要求也更高。我们做为21世纪的一名学电子的大学生,不仅要将理论知识学

会,更应该将其应用与我们的日常生活中去,使理论与实践很好的结合起来。电子课程设计是电子技术学习中的一个非常重要的实践环节,能够真正体现我们是否完全吸收了所学的知识。 目前,各种直流电源产品充斥着市场,电源技术已经比较成熟。然而,基于成本的考虑,对于电源性能要求不是很高的场合,可采用带有过流保护的集成稳压电路,同样能满足产品的要求。 本次设计的题目为设计一串联型可调直流稳压正电源:先是经过家用交流电源流过变压器得到一个大约十五伏的电压U1,然后U1经过一个桥堆进行整流在桥堆的输出端加两个电容C1、C2进行滤波,滤波后再通过LM7812(具体参数参照手册)输出一个固定的12V电压,这样就可以在一路输出固定的电压。在LM7812的输出端加一个电阻R3,调整端加一个固定电阻R1和一电位器R2,这样输出的电压就可以在5~12V范围内可调。 经过自己对试验原理的全面贯彻,以及相关技术的掌握,和反复的调试,经过自己的不断的努力,老师的耐心的指导,终于把这个串联型输出直流稳压输出正电源电路设计出来了。 1串联型连续可调直流稳压正电源 1.1 设计方案 本电路由四部分组成:变压电路、整流电路、滤波电路、稳压电路。 (1)变压电路:本电路使用的降压电路是单相交流变压器,选用电压和功率依照后级电路的设计需求而定。 (2)整流电路:整流电路的主要作用是把经过变压器降压后的交流电通过整流变成单个方向的直流电。但是这种直流电的幅值变化很大。它主要是通过二极管的截止和导通来实现的。常见的整流电路主要有半波整流电路、桥式整流电路等。我们选取桥式整流电路实现设计中的整流功能。 (3)半波整流:

灭火机器人课程设计报告

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

目录 第1章机器人系统总体方案设计 (3) 1.1 设计目标 (3) 1.2 机器人功能设计及指标要求 (3) 1.3 机器人系统总体结构设计 (4) 第2章机器人系统硬件详细方案设计 (5) 2.1 传感器选型 (5) 2.1.1 超声波测距传感器 (5) 2.1.2 红外避障传感器 (5) 2.1.3 火焰传感器 (5) 2.2 机器人系统硬件连接图 (6) 2.2.1 STM32单片机最小系统 (6) 2.2.2 电源模块 (7) 2.2.3 红外避障传感器 (7) 2.2.4 超声波测距传感器 (8) 2.2.5 火焰传感器 (8) 2.2.6 电机驱动模块 (8) 第3章机器人系统软件详细方案设计 (9) 3.1 主函数 (9) 3.2 超声波测距程序 (10) 3.3 红外避障引脚设置程序 (12) 3.4 电机驱动程序 (12) 3.5 火焰检测程序 (12) 第4章机器人系统开发调试步骤 (13) 4.1 传感器选型和引脚分配 (13) 4.2 传感器独立测试 (13) 4.2.1 超声波测距传感器测试 (13) 4.2.2 红外避障传感器测试 (13) 4.2.3 火焰传感器测试 (13) 4.3 电机独立测试 (14) 4.4 综合测试 (14) 第5章实验中遇到的故障及解决方法 (15) 第6章收获与体会 (16)

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分钟内。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。

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