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《羅薩姆的機器人萬能公司》問世，人們便對機器人充滿了幻想與期待。隨著社會的不斷發展，各行各業的分工越來越明細，機器人也能在其中扮演重要的角色來替代人們的勞動。與此同時，隨著科學技術的發展，探險、救災、排爆等危險場合工作的機器人，以及自動化生產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(實現巡線、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源于位于機器人底部的六節五號電池，經過傳統的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早檢測障礙物而停止前進。
1．2 檢測感應模塊
1．2．1 巡線電路
巡線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，強光說明探測器下方是白色，弱光說明下方光較弱，大部分光被黑線吸收。對于輸出的模擬信號，我們將其引入五個電壓比較器LM339進行處理。電壓比較器LM339的一輸入端接紅外對管，另一端接滑動變阻器，通過對滑動變阻器的調節可以實現對紅外對管對黑線的靈敏度。比較器LM339的另一端接上拉電阻后進入單片機進行探測。
1．2．2 避障電路
避障部分采用光電開關，將其安放在機器人需要測量的各個方向。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。光電開關的信號線的高低電平可反映前方障礙物的有無，障礙物檢測電路如圖3所示。