引言

　　智能機器人之所以叫智能機器人,，這是因為它有相當發(fā)達的“大腦”,。在腦中起作用的是中央計算機，這種計算機跟操作它的人有直接的聯(lián)系,。最主要的是,，這樣的計算機可以進行按目的安排的動作。正因為這樣,，我們才說這種機器人才是真正的機器人,，盡管它們的外表可能有所不同。

　　智能機器人具備形形色色的內部信息傳感器和外部信息傳感器,，如視覺,、聽覺、觸覺,、嗅覺,。除具有感受器外，它還有效應器,，作為作用于周圍環(huán)境的手段,。這就是筋肉，或稱自整步電動機,，它們使手,、腳、長鼻子,、觸角等動起來,。

　　我們稱這種機器人為自控機器人，以便使它同前面談到的機器人區(qū)分開來,。它是控制論產生的結果,，控制論主張這樣的事實：生命和非生命有目的的行為在很多方面是一致的。正像一個智能機器人制造者所說的,，機器人是一種系統(tǒng)的功能描述,，這種系統(tǒng)過去只能從生命細胞生長的結果中得到，現(xiàn)在它們已經成了我們自己能夠制造的東西了,。

　　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(fā)展,，各行各業(yè)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(fā)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(xiàn)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(jié)五號電池,，經過傳統(tǒng)的7805穩(wěn)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,。

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,。

1.2.3  超聲波測距電路

　　由于超聲波執(zhí)行性強、能量消耗慢,、在介質中傳播距離較遠的特點,。我們采用DIP-ME007超聲波測距模塊完成高度的測量功能，其電路板如圖4所示,。DIP-ME007超聲波測距模塊能比較迅速,、方便地測出橋底部距測距模塊之間的距離，此模塊共有五個引腳VCC,、tring,、echo、out,、GND,。DIP-ME007超聲波測距模塊輸出為pwm方式，VCC,、GND接好后向tring發(fā)一個10 s以上的高電平,，就可以在接收口echo等待高電平輸出。

1.3  控制器電路

　　由于主控制器的任務較多,，電路要求引腳較多,，且顯示器的控制程序較為復雜，我們單獨配備了一個同樣的單片機作為主控制器的輔助部分,，通過它來分擔主控制器的工作,，來完成顯示部分的工作。其中主控制器與其它模塊的連接如圖5所示,。

1.4  聲光報警電路

　　聲光報警模塊主要應用于搜救報警電路中,，同時為進一步擴展應用，我們在控制其開關的同時引入另一條信號線實現(xiàn)了對聲音的控制,。尋找硬幣我們采用金屬探測傳感器,，當發(fā)現(xiàn)金屬時，其信號線上電平從低電平變?yōu)楦唠娖?，觸發(fā)單片機中斷,，在單片機的控制下機器人停止運動，啟動音樂發(fā)生模塊并點亮LED進行聲光報警,，具體實現(xiàn)電路如圖6所示,。

1.5  電機驅動電路

　　單片機通過傳感器的反饋信號控制電機正轉、反轉或者停止,，來實現(xiàn)控制機器人完成各種動作,。L298N是專用電機驅動芯片，他可以實現(xiàn)電機的正反轉、剎車,、pwm調速等多種功能,，是對機器人電機進行控制的比較理想的芯片，因此我們采用L298N芯片對兩個普通電機進行控制,。L298N芯片信號電源與驅動電源的分開,，可以根據需要對電機的電壓進行調節(jié)，其驅動電路如圖7所示,。

1.6  顯示電路

　　采用MSl602C-1型LCD顯示相應的信息,。此顯示器模塊的工作電壓為5V左右，支持顯示2行字符,，每行可顯示16個字符,，每個字符由5×7點陣顯示。

　　由于主控制器的單片機任務較多,，電路接線較復雜,，我們采用單獨的單片機控制顯示模塊。

2  智能救援機器人的軟件設計

　　本智能救援機器人的軟件控制部分采用C語言編程,，借助C語言的強大功能來實現(xiàn)單片機AT89S52的控制功能,。主程序流程圖如圖8所示。

3  結論

　　以AT89S52單片機為核心部件,，利用紅外傳感檢測,、電機控制等技術，通過各種方案的討論及嘗試,，再經過多次的整體軟硬件結合調試,，不斷地對系統(tǒng)進行優(yōu)化，最后智能救援機器人可以實現(xiàn),；避開障礙物,，并尋找到合適的路徑；順利通過受損的橋梁,，并能較準確地測出橋梁的高度,；自動識別路線狀況，并根據實時狀況快速做出判斷,，準確控制機器人的轉向,；自動顯示所要求的信息；自動尋線前進,，能智能檢測、撿起,、放下硬幣,；聲光報警，并有彩燈閃爍；行駛到規(guī)定的地點自動停止并顯示救援結束,。