一種循跡滅火智能小車及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種循跡滅火智能小車及其控制方法，一種循跡滅火智能小車，包括主控模塊、電源模塊、三個直流電機(jī)、循跡模塊、滅火風(fēng)扇和火源探模塊；所述主控模塊實(shí)現(xiàn)智能小車循跡過程和滅火過程的運(yùn)行和切換；通過調(diào)整所述兩個直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退和原地打轉(zhuǎn)動作；通過控制所述一個直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動或停止實(shí)現(xiàn)滅火風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動或停止；所述循跡模塊由兩對紅外對管組成，通過兩對紅外對管檢測軌跡實(shí)現(xiàn)定向循跡；所述火源探測器是由均勻安裝在小車前部的光敏電阻組成，根據(jù)其電阻值的變化判定是否有火源存在。循跡滅火智能小車通過循跡過程和滅火過程的執(zhí)行和切換實(shí)現(xiàn)火源的監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)火源的及時撲滅，性能好、成本低。
【專利說明】一種循跡滅火智能小車及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種循跡滅火智能小車及其控制方法，屬于智能機(jī)器人領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]迄今為止，有關(guān)智能滅火裝置的研究一直是一個難題。當(dāng)無人看守的庫房出現(xiàn)火源，預(yù)先安裝好的火警裝置就會發(fā)出警報，當(dāng)消防人員趕到現(xiàn)場時，火勢已經(jīng)難以控制，對人們的生命和財產(chǎn)造成了無法挽回的損失。隨著機(jī)械自動化的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)能力得到了大幅提高，對庫房安全要求越來越高，消防安全是重中之重。目前，倉庫常用的消防手段是人工定期檢測和消防人員滅火，它存在檢測不及時、耗時長和滅火作業(yè)危險等不足。
[0003]科技的進(jìn)步，勞動力成本的提高，急需一種智能化程度高、費(fèi)用低的消防方法。而目前尚未發(fā)現(xiàn)類似循跡滅火智能小車存在，本發(fā)明就是針對這一關(guān)鍵技術(shù)展開的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種循跡滅火智能小車及其控制方法。該智能小車可沿黑色軌跡線進(jìn)行巡邏，并及時撲滅發(fā)現(xiàn)的火源。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種循跡滅火智能小車，包括主控模塊、電源模塊、三個直流電機(jī)、循跡模塊、滅火風(fēng)扇和火源探模塊；所述主控模塊實(shí)現(xiàn)智能小車循跡過程和滅火過程的運(yùn)行和切換；通過調(diào)整所述兩個直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退和原地打轉(zhuǎn)動作；通過控制所述一個直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動或停止實(shí)現(xiàn)滅火風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動或停止；所述循跡模塊由兩對紅外對管組成，通過兩對紅外對管檢測軌跡實(shí)現(xiàn)定向循跡；所述火源探測器是由均勻安裝在小車前部的光敏電阻組成，根據(jù)其電阻值的變化判定是否有火源存在。
[0006]所述主控模塊采用8位單片機(jī)作為控制芯片。
[0007]所述電源模塊包括第一電容，第二電容，電阻以及二極管；所述電阻和二極管串聯(lián)，然后與第一電容和第二電容并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定輸出。
[0008]所述循跡模塊由第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻，第一三極管、第二三極管，以及第一發(fā)光二極管、第二發(fā)光二極管組成，所述第一電阻、第一發(fā)光二極管和第一三極管串聯(lián)組成一組紅外對管，所述第三電阻、第二發(fā)光二極管和第二三極管串聯(lián)組成另一組紅外對管，第二電阻和第四電阻分別連接于兩個三極管的基極，保護(hù)電路；兩組紅外對管并聯(lián)安裝在小車前端兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)循跡功能。
[0009]所述火源探測模塊包括第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻以及第一光敏電阻、第二光敏電阻，第一光敏電阻、第二光敏電阻分別與第七電阻、第八電阻串聯(lián)后并聯(lián)形成兩個火源探測器，第五電阻、第六電阻和第九電阻起到保護(hù)電路的作用。
[0010]一種循跡滅火智能小車控制方法，具體步驟如下:
1)小車運(yùn)行時，所述主控模塊首先進(jìn)行循跡過程，并檢測黑色軌跡線的寬度；
2)根據(jù)黑色軌跡線寬度與循跡模塊的兩對紅外對管之間距離的關(guān)系，決定小車進(jìn)入循跡模式一或者循跡模式二:如果兩對紅外對管之間的距離大于黑色軌跡線寬度，則進(jìn)入循跡模式一，如果兩對紅外對管之間的距離小于或等于黑色軌跡線寬度，則進(jìn)入循跡模式二，實(shí)現(xiàn)循跡功能；
3)當(dāng)檢測到黑色軌跡線附近的火源時，所述主控模塊終止循跡過程，進(jìn)行滅火過程，并啟動滅火風(fēng)扇。
[0011]所述的循跡模式一的過程為:兩對紅外對管之間的距離大于黑色軌跡線的寬度時，黑色軌跡線位于兩對紅外對管之間，小車前進(jìn)需要左轉(zhuǎn)時，左側(cè)紅外對管會檢測到黑色軌跡線，并向主控模塊發(fā)出高電平信號，主控模塊控制左側(cè)直流電機(jī)反轉(zhuǎn)，右側(cè)直流電機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車左轉(zhuǎn)，當(dāng)小車左轉(zhuǎn)彎完成時，左側(cè)紅外對管檢測不到黑色軌跡線，并向主控模塊發(fā)送低電平信號，說明黑色軌跡線又在兩對紅外對管之間，小車方向和黑色軌跡線方向一致，左側(cè)電機(jī)恢復(fù)正轉(zhuǎn)，小車?yán)^續(xù)沿黑色軌跡線運(yùn)行；小車右轉(zhuǎn)時與此相似。
[0012]所述的循跡模式二的過程為:兩對紅外對管之間的距離小于或等于黑色軌跡線寬度時，兩對紅外對管在黑色軌跡線之間，小車前進(jìn)需要左轉(zhuǎn)時，右側(cè)紅外對管會檢測不到黑色軌跡線，并向主控模塊發(fā)送低電平信號，主控模塊控制左側(cè)直流電機(jī)電機(jī)反轉(zhuǎn)，右側(cè)直流電機(jī)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車左轉(zhuǎn)，直到右側(cè)紅外對管檢測到黑色軌跡線時，再向主控模塊發(fā)出高電平信號，說明兩對紅外對管位于黑色軌跡線之間，小車方向已經(jīng)和黑色軌跡線方向一致，左側(cè)電機(jī)恢復(fù)正轉(zhuǎn)，小車?yán)^續(xù)沿黑色軌跡線運(yùn)行；小車右轉(zhuǎn)時與此相似。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明一種循跡滅火智能小車克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，可實(shí)現(xiàn)指定環(huán)境的實(shí)時監(jiān)測，并及時發(fā)現(xiàn)火源，可以作為一種有效的防火安全設(shè)備。循跡滅火智能小車通過循跡過程和滅火過程的執(zhí)行和切換實(shí)現(xiàn)火源的監(jiān)測，可實(shí)現(xiàn)火源的及時撲滅，從根源上解除安全隱患，具有性能好、成本低的優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明循跡滅火智能小車整體框架圖。
[0015]圖2是本發(fā)明電源模塊電路圖。
[0016]圖3是本發(fā)明循跡模塊電路圖。
[0017]圖4是本發(fā)明火源探測模塊電路圖。
[0018]圖5是本發(fā)明循跡功能實(shí)現(xiàn)流程圖。
[0019]圖6是本發(fā)明循跡模式一實(shí)現(xiàn)流程圖。
[0020]圖7是本發(fā)明循跡模式二實(shí)現(xiàn)流程圖。
[0021]圖8是本發(fā)明滅火功能實(shí)現(xiàn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0023]如圖1所示，一種循跡滅火智能小車，包括主控模塊11、電源模塊12、三個直流電機(jī)13、循跡模塊14、滅火風(fēng)扇15和火源探模塊16 ;所述主控模塊11實(shí)現(xiàn)智能小車循跡過程和滅火過程的運(yùn)行和切換；通過調(diào)整所述兩個直流電機(jī)13的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退和原地打轉(zhuǎn)動作；通過控制所述一個直流電機(jī)13的轉(zhuǎn)動或停止實(shí)現(xiàn)滅火風(fēng)扇15的轉(zhuǎn)動或停止；所述循跡模塊14由兩對紅外對管組成，通過兩對紅外對管檢測軌跡實(shí)現(xiàn)定向循跡；所述火源探測器16是由均勻安裝在小車前部的光敏電阻組成，根據(jù)其電阻值的變化判定是否有火源存在。
[0024]本實(shí)施例中，主控模塊11優(yōu)選AT80C51單片機(jī)。
[0025]如圖2所示，所述電源模塊12包括第一電容21，第二電容22，電阻23以及二極管24 ;所述電阻23和二極管24串聯(lián)，然后與第一電容21和第二電容22并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定輸出。
[0026]如圖3所示，所述循跡模塊14由第一電阻31、第二電阻34、第三電阻35、第四電阻38，第一三極管33、第二三極管37，以及第一發(fā)光二極管32、第二發(fā)光二極管36組成，所述第一電阻31、第一發(fā)光二極管32和第一三極管33串聯(lián)組成一組紅外對管，所述第三電阻35、第二發(fā)光二極管36和第二三極管37串聯(lián)組成另一組紅外對管，第二電阻34和第四電阻38分別連接于兩個三極管的基極，保護(hù)電路；兩組紅外對管并聯(lián)安裝在小車前端兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)循跡功能。
[0027]如圖4所示，火源探測模塊16包括第五電阻41、第六電阻43、第七電阻44、第八電阻45、第九電阻46以及第一光敏電阻42、第二光敏電阻47，第一光敏電阻42、第二光敏電阻47分別與第七電阻44、第八電阻45串聯(lián)后并聯(lián)形成兩個火源探測器，第五電阻41、第六電阻43和第九電阻46起到保護(hù)電路的作用。
[0028]如圖5和圖8所示，一種循跡滅火智能小車控制方法，具體步驟如下:
O小車運(yùn)行時，所述主控模塊11首先進(jìn)行循跡過程，并檢測黑色軌跡線的寬度；
2)根據(jù)黑色軌跡線寬度與循跡模塊14的兩對紅外對管之間距離的關(guān)系，決定小車進(jìn)入循跡模式一或者循跡模式二:如果兩對紅外對管之間的距離大于黑色軌跡線寬度，則進(jìn)入循跡模式一，如果兩對紅外對管之間的距離小于或等于黑色軌跡線寬度，則進(jìn)入循跡模式二，實(shí)現(xiàn)循跡功能；
3)當(dāng)檢測到黑色軌跡線附近的火源時，所述主控模塊11終止循跡過程，進(jìn)行滅火過程，并啟動滅火風(fēng)扇15。
[0029]如圖6所示，所述的循跡模式一的過程為:兩對紅外對管之間的距離大于黑色軌跡線的寬度時，黑色軌跡線位于兩對紅外對管之間，小車前進(jìn)需要左轉(zhuǎn)時，左側(cè)紅外對管會檢測到黑色軌跡線，并向主控模塊11發(fā)出高電平信號，主控模塊11控制左側(cè)直流電機(jī)13反轉(zhuǎn)，右側(cè)直流電機(jī)13繼續(xù)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車左轉(zhuǎn)，當(dāng)小車左轉(zhuǎn)彎完成時，左側(cè)紅外對管檢測不到黑色軌跡線，并向主控模塊11發(fā)送低電平信號，說明黑色軌跡線又在兩對紅外對管之間，小車方向和黑色軌跡線方向一致，左側(cè)電機(jī)恢復(fù)正轉(zhuǎn)，小車?yán)^續(xù)沿黑色軌跡線運(yùn)行；小車右轉(zhuǎn)時與此相似。
[0030]如圖7所示，所述的循跡模式二的過程為:兩對紅外對管之間的距離小于或等于黑色軌跡線寬度時，兩對紅外對管在黑色軌跡線之間，小車前進(jìn)需要左轉(zhuǎn)時，右側(cè)紅外對管會檢測不到黑色軌跡線，并向主控模塊11發(fā)送低電平信號，主控模塊11控制左側(cè)直流電機(jī)13電機(jī)反轉(zhuǎn)，右側(cè)直流電機(jī)13繼續(xù)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車左轉(zhuǎn)，直到右側(cè)紅外對管檢測到黑色軌跡線時，再向主控模塊11發(fā)出高電平信號，說明兩對紅外對管位于黑色軌跡線之間，小車方向已經(jīng)和黑色軌跡線方向一致，左側(cè)電機(jī)恢復(fù)正轉(zhuǎn)，小車?yán)^續(xù)沿黑色軌跡線運(yùn)行；小車右轉(zhuǎn)時與此相似。[0031]以小車運(yùn)行軌跡右側(cè)出現(xiàn)火源為例，小車右側(cè)光敏傳感器檢測到火源信號，將電阻變化信號轉(zhuǎn)化為電壓變化信號，并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換為信號X，發(fā)送至主控模塊11，經(jīng)主控模塊11比較發(fā)現(xiàn)X大于M，則判定小車右側(cè)出現(xiàn)火源，主控模塊11終止循跡功能，主控模塊11控制右側(cè)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，左側(cè)電機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動直到左側(cè)光敏電阻檢測到火源信號時，主控模塊11判定火源就在小車正前方，小車兩側(cè)電機(jī)都停止轉(zhuǎn)動，并通過驅(qū)動芯片驅(qū)動安裝有滅火風(fēng)扇15的直流電機(jī)工作，直至兩側(cè)光敏傳感器都檢測不到火源，說明小車實(shí)現(xiàn)了滅火功能，主控芯片向安裝有滅火風(fēng)扇的直流電機(jī)發(fā)出停止轉(zhuǎn)動信號，終止滅火。
【權(quán)利要求】
1.一種循跡滅火智能小車，其特征在于，包括主控模塊(11)、電源模塊(12)、三個直流電機(jī)(13)、循跡模塊(14)、滅火風(fēng)扇(15)和火源探模塊(16);所述主控模塊(11)實(shí)現(xiàn)智能小車循跡過程和滅火過程的運(yùn)行和切換；通過調(diào)整所述兩個直流電機(jī)(13)的轉(zhuǎn)速和正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)小車的前進(jìn)、后退和原地打轉(zhuǎn)動作；通過控制所述一個直流電機(jī)(13)的轉(zhuǎn)動或停止實(shí)現(xiàn)滅火風(fēng)扇(15)的轉(zhuǎn)動或停止；所述循跡模塊(14)由兩對紅外對管組成，通過兩對紅外對管檢測軌跡實(shí)現(xiàn)定向循跡；所述火源探測器(16)是由均勻安裝在小車前部的光敏電阻組成，根據(jù)其電阻值的變化判定是否有火源存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循跡滅火智能小車，其特征在于，所述主控模塊(11)采用8位單片機(jī)作為控制芯片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循跡滅火智能小車，其特征在于，所述電源模塊(12)包括第一電容(21)，第二電容(22)，電阻(23)以及二極管(24);所述電阻(23)和二極管(24)串聯(lián)，然后與第一電容(21)和第二電容(22)并聯(lián),實(shí)現(xiàn)電壓的穩(wěn)定輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循跡滅火智能小車，其特征在于，所述循跡模塊(14)由第一電阻(31)、第二電阻(34)、第三電阻(35)、第四電阻(38)，第一三極管(33)、第二三極管(37)，以及第一發(fā)光二極管(32)、第二發(fā)光二極管(36)組成，所述第一電阻(31)、第一發(fā)光二極管(32 )和第一三極管(33 )串聯(lián)組成一組紅外對管，所述第三電阻(35 )、第二發(fā)光二極管(36)和第二三極管(37)串聯(lián)組成另一組紅外對管，第二電阻(34)和第四電阻(38)分別連接于兩個三極管的基極，保護(hù)電路；兩組紅外對管并聯(lián)安裝在小車前端兩側(cè)，實(shí)現(xiàn)循跡功倉泛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的循跡滅火智能小車，其特征在于，所述火源探測模塊(16)包括第五電阻(41)、第六電阻(43)、第七電阻(44)、第八電阻(45)、第九電阻(46)以及第一光敏電阻(42)、第二光敏電阻(47)，第一光敏電阻(42)、第二光敏電阻(47)分別與第七電阻(44)、第八電阻(45)串聯(lián)后并聯(lián)形成兩個火源探測器，第五電阻(41)、第六電阻(43)和第九電阻(46 )起到保護(hù)電路的作用。
6.一種循跡滅火智能小車控制方法，其特征在于，具體步驟如下: O小車運(yùn)行時，所述主控模塊(11)首先進(jìn)行循跡過程，并檢測黑色軌跡線的寬度； 2)根據(jù)黑色軌跡線寬度與循跡模塊(14)的兩對紅外對管之間距離的關(guān)系，決定小車進(jìn)入循跡模式一或者循跡模式二:如果兩對紅外對管之間的距離大于黑色軌跡線寬度，則進(jìn)入循跡模式一，如果兩對紅外對管之間的距離小于或等于黑色軌跡線寬度，則進(jìn)入循跡模式二，實(shí)現(xiàn)循跡功能； 3)當(dāng)檢測到黑色軌跡線附近的火源時，所述主控模塊(11)終止循跡過程，進(jìn)行滅火過程，并啟動滅火風(fēng)扇(15)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的循跡滅火智能小車控制方法，其特征在于，所述的循跡模式一的過程為:兩對紅外對管之間的距離大于黑色軌跡線的寬度時，黑色軌跡線位于兩對紅外對管之間，小車前進(jìn)需要左轉(zhuǎn)時，左側(cè)紅外對管會檢測到黑色軌跡線，并向主控模塊(11)發(fā)出高電平信號，主控模塊(11)控制左側(cè)直流電機(jī)(13)反轉(zhuǎn)，右側(cè)直流電機(jī)(13)繼續(xù)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車左轉(zhuǎn)，當(dāng)小車左轉(zhuǎn)彎完成時，左側(cè)紅外對管檢測不到黑色軌跡線，并向主控模塊(11)發(fā)送低電平信號，說明黑色軌跡線又在兩對紅外對管之間，小車方向和黑色軌跡線方向一致，左側(cè)電機(jī)恢復(fù)正轉(zhuǎn)，小車?yán)^續(xù)沿黑色軌跡線運(yùn)行；小車右轉(zhuǎn)時與此相似。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的循跡滅火智能小車控制方法，其特征在于，所述的循跡模式二的過程為:兩對紅外對管之間的距離小于或等于黑色軌跡線寬度時，兩對紅外對管在黑色軌跡線之間，小車前進(jìn)需要左轉(zhuǎn)時，右側(cè)紅外對管會檢測不到黑色軌跡線，并向主控模塊(11)發(fā)送低電平信號，主控模塊(11)控制左側(cè)直流電機(jī)(13 )電機(jī)反轉(zhuǎn)，右側(cè)直流電機(jī)(13 )繼續(xù)正轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車左轉(zhuǎn)，直到右側(cè)紅外對管檢測到黑色軌跡線時，再向主控模塊(11)發(fā)出高電平信號，說明兩對紅外對管位于黑色軌跡線之間，小車方向已經(jīng)和黑色軌跡線方向一致，左側(cè)電機(jī)恢復(fù)正轉(zhuǎn) 小車?yán)^續(xù)沿黑色軌跡線運(yùn)行；小車右轉(zhuǎn)時與此相似。
【文檔編號】A62C27/00GK104027920SQ201410248257
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】袁帥, 王佩, 吳智政, 李洪強(qiáng) 申請人:上海大學(xué)