智能救援機器人的設計

O 引言
自從1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾，恰佩克的《羅薩姆的機器人萬(wàn)能公司》問(wèn)世，人們便對機器人充滿(mǎn)了幻想與期待。隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的分工越來(lái)越明細，機器人也能在其中扮演重要的角色來(lái)替代人們的勞動(dòng)。與此同時(shí)，隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，探險、救災、排爆等危險場(chǎng)合工作的機器人，以及自動(dòng)化生產(chǎn)中機器人的應用也日益廣泛。因此，智能救援機器人的研制已成為急需和必要，文章就智能救援機器人的設計進(jìn)行了探討。

1 智能救援機器人的硬件設計
該智能救援機器人主要由電源模塊、檢測感應模塊(實(shí)現巡線(xiàn)、避障、撿放硬幣、測距功能)、聲光報警模塊、控制器模塊、電機驅動(dòng)模塊、顯示模塊六部分組成，其結構框圖如圖1所示。

1．1 電源電路
智能救援機器人全部能量來(lái)源于位于機器人底部的六節五號電池，經(jīng)過(guò)傳統的7805穩壓電路給其單片機及外圍傳感器供電，其電路如圖2所示。部分傳感器采用5V低電壓供電可以避免機器人過(guò)早檢測障礙物而停止前進(jìn)。
1．2 檢測感應模塊
1．2．1 巡線(xiàn)電路
巡線(xiàn)模塊我們采用紅外對管。紅外對管由LED和光電三極管組成，光電三極管根據從地面反射回來(lái)的LED的光的強度而改變積極基極電流。在光電三極管基極接一上拉電阻，則可根據基極電壓的測量判斷反射光的強弱，強光說(shuō)明探測器下方是白色，弱光說(shuō)明下方光較弱，大部分光被黑線(xiàn)吸收。對于輸出的模擬信號，我們將其引入五個(gè)電壓比較器LM339進(jìn)行處理。電壓比較器LM339的一輸入端接紅外對管，另一端接滑動(dòng)變阻器，通過(guò)對滑動(dòng)變阻器的調節可以實(shí)現對紅外對管對黑線(xiàn)的靈敏度。比較器LM339的另一端接上拉電阻后進(jìn)入單片機進(jìn)行探測。
1．2．2 避障電路
避障部分采用光電開(kāi)關(guān)，將其安放在機器人需要測量的各個(gè)方向。為減少它的測量距離保證機器人的正常運行，我們采用的是低電壓5V供電，供電電壓雖略顯不足，但能保證它的正常短距離探測。光電開(kāi)關(guān)的信號線(xiàn)的高低電平可反映前方障礙物的有無(wú)，障礙物檢測電路如圖3所示。