课程设计（论文）-无线电自动避障消防车控制系统设计.doc

1目录摘要.2第一章绪论.21.1引言.2第二章机械机构.32.1机械结构设计.3第三章控制系统设计.7第四章控制系统硬件设计.83.1无线遥控电路设计.83.2红外自动避障检测电路的设计.103.3火源检测电路设计.113.4可燃气体检测电路设计.123.5电机驱动电路的设计.133.6电源设计.153.7水泵驱动电路.163.8报警电路的设计.16第四章控制系统程序设计.17设计心得.25参考文献.262摘要太阳能玩具车能够大大减少电池的使用，对人类所面临的能源危机和环境的污染有着重要的意义。本文介绍了消防车的机械结构的设计、控制硬件电路的和控制程序设计。该消防车的两个后轮由一个直流电机驱动，控制车的前进或后退。消防车的转向是由连杆和齿轮齿条组成，由直流电机来驱动。当有火情发生或可燃气体泄漏时，消防车会发出报警，同时能实现喷水灭火。直流电动机则是由单片机根据无线电遥控指令来进行驱动。另外还安装了红外线反射式传感器，能实现自动避障功能。关键词：竞赛型消防车、无线电遥控、红外线反射式传感器、避障3第一章绪论1.1引言设计一种竞赛型消防车，主要研究的内容有：消防车的机械结构、控制硬件电路和程序控制的设计。消防车是由齿轮啮合和电机驱动后轮来实现前进和后退的，消防车的转向是通过连杆组合和电机驱动来实现向左或向右。直流电动机由单片机根据无线电遥控指令来进行驱动，在消防车上安装了红外线反射式传感器，可实现自动避障功能。在消防车的侧面都安装了火焰传感器来检测火源，同时也安装了可燃气体传感器来检测是否有可燃气体泄漏。第二章机械机构2.1机械结构设计消防车驱动部分主要包括车体、驱动轮、传动齿轮组、转向连杆。消防车采用后轮驱动结构如图1所示。图1消防车的驱动部分部分零件的设计如下：齿轮轴的模数m=1mm,齿数Z=24,压力角a=20°结构如图2所示。4图2齿轮轴的结构齿条的模数m=1mm,齿数Z=21，压力角a=20°结构如图3所示5图3齿条的结构大齿轮的设计，m=1mm,齿数Z=40，压力角a=20°，结构如下图所示6转向轴的结构设计，如图4所示7图4转向轴的结构第三章控制系统设计消防车以AT89C52单片机为控制的核心，控制系统包括单片机、无线遥控驱动控制电路、红外自动避障检测电路、电机驱动电路、报警跟指示电路。其组成跟结构示意图如图5所示。消防车的工作过程为：通过火焰传感器检测是否发生火情，如有，则给单片机发出信号，单片机检测到信号后发出报警，蜂鸣响起。当无线电接收电路接收到遥控器发射的指令，单片机根据无线指令的要求向电机驱动电路输出相应的控制信号。同时红外反射式传感器随时检测前方的障碍物，通过红外自动避障检测电路将相应的状态信号发送给单片机，由单片机进行判断并发送相应的控制信号，控制负责转向的电机动作而实现自动绕过障碍物。当有可燃气体泄漏时，传感器给单片机发送信号，收到信号后单片机驱动蜂鸣，