2023学年完整公开课版机器人灭火

第十七课机器人灭火走迷宫公园中的迷宫一、硬件设计

灭火机器人的主要硬件部分是传感器、电风扇、机器人小车、单片机，硬件设计需要把他们进行合理的连接起来，实现灭火机器人的硬件部分。

(1)红外传感

利用物体的反射，在一定范围内发射红外线，若有障碍物，被反射回传感器的接收头，传感器对信号进行检测后，传给主机（单片机）进行一系列的信号处理，协调小车两轮工作，进行避障(2)温度传感(3)小车部分电机驱动模块我们知道伺服电机转动的快慢，可用改变输入脉冲信号的频率来控制，因此运用这一原理，就可控制左右电机的速度，来实现小车做出不同的动作。程序中调用不同的延时函数实现对电机输入不同的脉冲信号。二、灭火机器人实现方法实现的方法：首先是寻找火源。如果事先知道火源在哪个房间，可以通过走直线和转弯的方法直接进入房间灭火。如果事先并不知道火源在哪个房间，就要用走迷宫的方法，逐个房间进行寻找。走迷宫可以遵循左手法则或右手法则，一边走迷宫，一边检测火焰。接近火源时，火焰传感器的返回值跟环境值有明显的区别，机器人从而来判断是否找到火源。灭火机器人算法(1)灭火路径的优化顺墙坐标算法左手定则算法光敏导航算法

无论是树型迷宫还是网孔型迷宫，要找到一条路径并不难。如果采用“顺墙摸”的办法，肯定可以走出迷宫，但不一定是最短路径。左手法则和右手法则

所谓左手法则就是机器人把左边的墙壁看成是参照物，机器人贴迷宫左侧的墙壁实现行走。

左手定则的基本法则就是：看到墙壁离开墙壁,看不到墙壁,接近墙壁。（2）火焰定位

火焰定位包括寻找火焰和火焰定位两个部分。

机器人寻找火焰一般采用远红外火焰探头作为探测工具。

火焰探头的分散和集中：多个火焰探头分布在机器人周围不同地方，可快速定位火焰。要确定火焰位置即火焰定位，首先确定火焰方向，这样发现火焰后可直接朝火焰方向前进，节省灭火时间。

确定寻找火焰方向一般可采用以下方法。

ａ．差动定位：根据左右两个远红外探头检测值，调整机器人方向。ｂ．最小值定位：机器人发现火焰后旋转一周，定下最小值（最亮点），然后通过朝向最小值方向前进，要求采用其它辅助装置记住最小值位置（指南针等），当然也可以实时判断是否到达最小值，这样可减少火焰方向定位时间。

灭火实际控制图三、问题及对应解决方法1．机器人在走直线过程中碰到两侧的墙壁

这说明机器人在走动过程中，左侧红外探测器不够灵敏或过于灵敏，所以我们要调整左侧红外发射器的发射强度。如果机器人碰到左侧墙壁，我们就必须加大左侧红外发射器的发射强度，使红外探测器更加灵敏。如果机器人碰到右侧墙壁，我们就必须减小左侧红外发射器的发射强度。红外发射器的调整方法如下：用十字螺丝刀顺时针方向转动红外发射器上的旋钮，就能加大红外发射器的发射强度；用十字螺丝刀逆时针方向转动红外发射器上的旋钮，就能减小红外发射器的发射强度。2．灭火风扇要大一些，灭火时间要设置长一些。比赛中我们发现，有的机器人在发出灭火动作后3秒钟就可将蜡烛熄灭，也有的机器人花了近30秒钟才将蜡烛熄灭，这是风扇大小的原因造成的。如果你的风扇比较小，你可以考虑将灭火的时间设置长一些。3．机器人在向左拐弯时卡在左墙壁上

这说明机器人在左拐弯时转动的弧度不够