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机械创新设计说明书 题目: 两轮平衡巡逻机器人 学 院: 机械自动化学院 班 级: 机工1203班 学 号: 201203130106 学生姓名: 柳龙飞 任课教师: 刘怀广 日 期: 二○一四年十二月 1. 设计目标 目前,比较通用的办法是,小区物业招聘保安,成立夜间巡逻队。实践证明这种方法,虽然能起到一定的作用,但缺陷也是非常明显的。首先,由人构成的夜间巡逻队伍不能保证不遗留死角。其次,人在深夜容易瞌睡,保安人员会发生脱岗漏岗睡岗现象。第三,小区保安即使发现有可疑人员也无法迅速通知监控中心。鉴于此,我们设计制作了基于GPS的夜间巡逻机器人(下称机器人)。购买原材料自行设计搭建,可分为六大组成部分:传感器检测部分、执行部分、CPU、GPS、无线通信和提示部分。机器人要实现智能驾驶和定位,除无人驾驶以外,可以监测机器人附近的人员,与监控中心实时通信,GPS定位等功能。加装红外对管检测器,实现对机器人行进路径上障碍物的检测,并将测量数据传送至单片机进行处理,然后由单片机根据所检测的各种数据实现对障碍物的智能避让。加装GPS定位系统,可以实现机器人的实时定位。当检测到可以人员以后会立即将此时的经纬度坐标发送至监控中心。这种方案能实现对机器人的运动状态进行实时控制,并且控制灵活、可靠,精度高,可满足对系统的各项要求 2. 设计特点和创新点 保安巡逻机器人是一种可编来运为执务变编动专门统- 思维- 效应方面全面模拟人的机器系统,外形不一定像人。它是人工智能技术综试验场个领术们间关还环从险战场业显应该备环执务对环响动联来业区别识别断规,智能机器人所处的环境往往是未知的、很难预测。智能机器人所要完成的工作任务也越来越复杂;对智能机器人行为进行人工分析、设计也变得越来越困难。目前,国内外对智能机器人的研究不断深入。 3. 工作原理与功能模块划分 (1)机器人本体,其移动控制部件和支撑架分别与外壳紧固连接;(2)安防监控系统,由红外测温传感器、烟雾传感器、热释红外传感器、微型CCD摄像头、警灯、蜂鸣器以及图像信号无线传输模块组成;(3)控制系统,通过指令信息完成保安巡逻机器人在所处环境里的自主巡逻、移动控制和报警控制;(4)多传感器信息融合系统;本发明机器人可以设定为自主巡逻或者人工操控的工作方式,按照预先设定的路线进行巡逻,通过融合来自多个不同传感器的信息,确定所处的位置,能自主地避开周围障碍物并修改前进的路线,本发明能较好地适应保安工作日益繁重的发展趋势,提高保安巡逻工作的自动化水平。 4. 设计方案的分析、比较与评价 一种保安巡逻机器人,其特征在于包括 ——机器人本体,包括外壳、使本体移动的前轮、支撑本体的支撑架、移 动控制部件;移动控制部件和支撑架分别与外壳紧固连接; ——安防监控系统,由红外测温传感器、烟雾传感器、热释红外传感器、 微型CCD摄像头、警灯、蜂鸣器以及图像信号无线传输模块组成;其中,红外 测温传感器配置在机器人前端,烟雾传感器安装在机器人的尾部,热释红外传 感器安装在机器人嘴部位置;两个高精度CCD摄像头配置在机器人眼睛部位; ——控制系统,通过指令信息完成保安巡逻机器人在所处环境里的自主巡 逻、移动控制和报警控制,主要包括指令信息输入模块、指令信息接收模块、 单片机控制模块、PC104核心控制系统,所述PC104核心控制模块分别与指令 信息介绍模块和各单片机控制模块电气连接,而指令信息输入模块与指令信息 接收模块是以射频无线方式传送信号; ——多传感器信息融合系统,包括 (1)PC104计算机,在接收到按键控制指令或语音控制信号后,机器人 根据指令内容选择自动巡逻或者人工操作模式,同时将机器人指令向行走控制 驱动模块送出,由行走控制驱动模块控制直流电机同时动作,以满足不同速度、 不同转弯半径的控制要求; (2)超声波传感器、视觉传感器以及地磁传感器。一提机器人,很多人会认为它们距离我们的生活还很遥远。其实,机器人时代已经拉开序幕。机器人融入我们日常生活的步伐有多快?据国际机器人联盟调查,2004年,全球个人机器人约有200万台,2008年,有700万台机器人投入运行。按照韩国信息通信部的计划,到2013年,韩国每个家庭都能拥有一台机器人;而日本机器人协会预测,到2025年,全球机器人产业的“蛋糕”将达到每年500亿美元的规模(现在仅有50亿美元)。传感器、电机和伺服装置等器件的售价迅速下降。现在,机器人设计师无须花费太多,就能为机器人配备各种功能强大的传感器。在电脑处理能力和存储容量突飞猛进的基础上,这些新加入的传感器件将使机器人如虎添翼。今天的机器人已经可以承担某些具有相当难度的工作,例如打扫房间、协助排除路边炸弹等,。机器人必将成为未来数字的主导

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