智能机器人工作室方案

基于 STM32 的智能灭火机器人设计方案

本系统以stm32微控制器为核心控制单元，以安装在车体两侧红外传感器来循迹，通过声音传感器启动，使用火焰传感器来检测火焰，以温度传感器检测与火源的距离，并用风扇来灭火。车身主要以相隔30度的五个红外传感器来调整车身的角度，实现了对运动方向的控制，进而躲避障碍物，实现了在规定区域能自主搜索火源并实施灭火的功效。

标签：stm32；传感器；灭火机器人

1 系统整体方案设计

智能灭火机器人在声音或人工启动后 ，左右两侧的电机被驱动旋转，小车在前进的过程中，通过两侧夹角固定红外传感器，来调整两轮的转速，是车体达到前行方向，前行过程中实时监测是否有火源存在，若火焰传感器检测到有火源时，向火源靠拢，当与货源达到一定距离时，温度传感器接收到信号，在单片机处理下使风扇转动，直至火源被灭才停止旋转，然后继续寻找下一火源。

系统总体设计框图如图1。

2 系统硬件设计

2.1 结构设计

在综合考虑工作受地面摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变化等多个因素影响后，为了方便小车在前进过程中，能够直线前进，且没有左右较大的晃动，而且能够平稳转弯，我们采用圆形车体，两电机驱动，前后各安装一个万向轮。

车体主要由电路板，车底盘，风扇架，车轮等构成，为了更加节省车体空间，我们在设计电路板时，将稳压芯片，电机驱动，stm32芯片都焊接在一块板子上，使整个车体看起来更整洁更美观。在车体前方安装5个红外传感器，并且距中心红外各岔开30度，将两个传感器放在车盘后面，距中心岔开60度。这样能够使探测的范围更大，有利于对墙壁的探测。红外的距离大概8cm，经过检测，这样车体能够最快修正，更加平稳。电池放于车底盘下面，将车的重心降低，更有利于车体稳定。将风扇提高能够略高于火源，而温度传感器与火焰传感器一般与火源同等高度，风扇要有大概10度的向下倾角，这样就能保证最大范围的灭火。

机器人设计方案

一、 设计要求

设计一具有独立前进、转弯、后退、避障、救人等功能的救援机器人。

二、 设计任务

1. 电子控制组：设计好控制电路及原理图，各类传感器电路及稳压电源，并制作成独立模块，按程序要求进行调试（超声波、雷达和红外线传感器的感应距离）。

2. 机械设计组：设计机器人各部分结构（包括机械手、身躯、底盘）以及各类传感器模块的安装。

3. 程序设计组：按照具体设计要求进行编程及调试、烧录等工作。

4.

三、 设计思路

机器人在封闭场地内利用红外线传感器自动搜索安装了红外线发射管的洋娃娃。一旦发现目标便向目标靠近，途中发现障碍物则侧移距离L或转弯角度a然后继续前进，当机器人与洋娃娃之间距离达到S（此时红外线传感器比超声波传感器或雷达优先级更高）时，触发控制机械臂抓向小人，机械臂的“手指”部分装有压力传感器（或轻触开关代替触觉传感器实现），当抓紧小人时触发单片机控制（入口设一200W白炽灯光感返回或者程序倒退返回）机器人返回，并翻转电机松开洋娃娃。

四、 场地模拟

小人 有一封闭场地并设立一入口，

机器人从入口出发，利用红外线

传感器搜索救援目标洋娃娃，没

有搜索到时则继续前进，遇到障

碍物时侧移并转弯绕过障碍物继

续前进，直到接近目标控制机械

臂抓紧小人并返回，途中屏蔽掉

红外线感应，只绕过障碍返回。

返回到达入口白炽灯处手部电机

反转松开小人并复位。

五、机器人运作流程图：

六、 电路模块设计 入口出驱动双步进功能一：绕过1． 超声波传感器（或雷达）测障碍物

发现目标并救1. 小人装红外线发射器

2. 机器人装红外线接受器

3.

搜索到目标（即机器人接受设计程序返回或在入口处设置一200W白控制手部步进电机反转松开复位 入口（白炽灯） 小人

障碍1.超声波发射电路：

2.超声波接收电路：

3.红外线发射电路：

4.红外线接受电路

5.直流电机的驱动电路

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基于 STM32 的智能灭火机器人设计方案

作者：杨斌 刘思美

来源：《山东工业技术》2016年第10期

摘 要： 本系统以stm32微控制器为核心控制单元，以安装在车体两侧红外传感器来循迹，通过声音传感器启动，使用火焰传感器来检测火焰，以温度传感器检测与火源的距离，并用风扇来灭火。车身主要以相隔30度的五个红外传感器来调整车身的角度，实现了对运动方向的控制，进而躲避障碍物，实现了在规定区域能自主搜索火源并实施灭火的功效。

关键词：stm32；传感器；灭火机器人

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.127

1 系统整体方案设计

智能灭火机器人在声音或人工启动后 ，左右两侧的电机被驱动旋转，小车在前进的过程中，通过两侧夹角固定红外传感器，来调整两轮的转速，是车体达到前行方向，前行过程中实时监测是否有火源存在，若火焰传感器检测到有火源时，向火源靠拢，当与货源达到一定距离时，温度传感器接收到信号，在单片机处理下使风扇转动，直至火源被灭才停止旋转，然后继续寻找下一火源。

系统总体设计框图如图1。

2 系统硬件设计

2.1 结构设计

在综合考虑工作受地面摩擦、机器人惯性、机器人电机的转数差、齿轮箱与轮子的摩擦、电压变化等多个因素影响后，为了方便小车在前进过程中，能够直线前进，且没有左右较大的晃动，而且能够平稳转弯，我们采用圆形车体，两电机驱动，前后各安装一个万向轮。

车体主要由电路板，车底盘，风扇架，车轮等构成，为了更加节省车体空间，我们在设计电路板时，将稳压芯片，电机驱动，stm32芯片都焊接在一块板子上，使整个车体看起来更整洁更美观。在车体前方安装5个红外传感器，并且距中心红外各岔开30度，将两个传感器放在车盘后面，距中心岔开60度。这样能够使探测的范围更大，有利于对墙壁的探测。红外的距离大概8cm，经过检测，这样车体能够最快修正，更加平稳。电池放于车底盘下面，将车的重心降低，更有利于车体稳定。将风扇提高能够略高于火源，而温度传感器与火焰传感器一般与火源同等高度，风扇要有大概10度的向下倾角，这样就能保证最大范围的灭火。

人工智能创新中心建设方案

一、建设背景。

咱都知道现在人工智能就像个超级热门的魔法世界，到处都在搞相关的东西。不管是让生活更方便的智能助手，还是那些在工厂里像超级工人一样干活的机器人，都离不开人工智能。可是呢，咱们这地儿要是没有自己的创新中心，就只能眼巴巴看着别人玩那些超酷的人工智能玩意儿，自己干着急。所以呀，建一个人工智能创新中心那是必须的，就像给自己的地盘建个超厉害的魔法城堡一样。

二、目标设定。

# （一）短期目标（1 2年）

1. 人才汇聚。

咱得像磁铁吸铁屑一样，把那些懂人工智能的聪明人都吸引过来。先找个50 100个在人工智能各个领域有点本事的家伙，像算法大神、数据处理小能手啥的。

2. 项目启动。

搞几个简单又酷炫的小项目，就像先做几个小魔法道具一样。比如说弄个能识别本地特色动植物的小软件，或者是一个能根据本地路况自动规划最优路线的智能交通小插件。

# （二）中期目标（3 5年）

1. 技术突破。

在人工智能的一些关键技术上搞点大动作，比如把图像识别的准确率再提高个百分之二三十，让语音识别能听懂咱们这的方言。这就好比把魔法的威力再提升几个等级。

2. 产业合作。 和本地的企业手拉手，起码得和10 20家企业达成合作。帮那些传统企业像变魔术一样转型升级，把人工智能的魔法融入到他们的生产、销售、管理各个环节。

# （三）长期目标（5 10年）

1. 成为标杆。

把咱们的人工智能创新中心打造成全国甚至全世界都知道的超级明星。就像哈利·波特的霍格沃茨一样出名，让别的地方的人一提到人工智能就想到咱们这儿。

2. 生态构建。

建立一个完整的人工智能生态系统，从研发、生产、应用到人才培养，一条龙服务。就像构建一个魔法生物都能好好生存的大森林一样。

三、选址与基础设施建设。

# （一）选址。

要找个交通方便、周围大学和科研机构多的地方。为啥呢？就像魔法学校要建在有魔法能量的地方一样。大学和科研机构就像魔法能量源，能给咱们的创新中心不断输送新鲜的魔法血液（人才和知识）。而且交通方便了，那些来交流合作的人也能轻松到达，不至于像去深山老林里找魔法宝藏一样困难。