一、装配灭火机器人
灭火机器人要能够发现火源并灭火,必须装有相应的传感器和灭火风扇。在参加灭火比赛前,我们专门对机器人进行了装配,安装了碰撞传感器、地面传感器、红外传感器、远红外火焰探头和一个灭火风扇。这些配件一般由机器人生产商提供,也可以自己制作。新买来的机器人一般会有部分配件。如果你的机器人已经安装了配件,就不用再安装了。各种传感器的功能不同,碰撞传感器知道机器人哪个方向受到碰撞,从而作出反应。地面传感器可测出光经地面反射后亮度的大小,从而检查每个房间门口的白线。红外传感器可测出0-80cm的范围内有没有障碍物,从而避免碰撞墙壁或家具。远红外火焰探头可判断房间里有没有蜡烛,从而作出反应。安装配件时,其安装位置要有利于发现火源,有利于灭火,也要有利于机器人行走。
二、灭火的基本方法
基本思路:首先寻找火源,发现火源后,确定火源的方位,接近火源,然后做出灭火动作,熄灭蜡烛。
实现的方法:首先是寻找火源。如果事先知道火源在哪个房间,可以通过走直线和转弯的方法直接进入房间灭火。如果事先并不知道火源在哪个房间,就要用走迷宫的方法,逐个房间进行寻找。走迷宫可以遵循左手法则或右手法则,一边走迷宫,一边检测火焰。接近蜡烛时,火焰传感器的返回值跟环境值有明显的区别,机器人从而来判断是否找到蜡烛。
发现火源后,就要接近火源,当到达可灭火的范围后,就开始灭火。机器人是利用火焰传感器来判断离火源的远近。具体地说,就是利用正前方火焰传感器采集的火焰值的大小来驱使机器人靠近火源,然后通过左右两边的火焰返回值进行矫正,如左比右亮(火焰传感器返回值表现为左小于右),机器人向左前方移动,右比左亮(火焰传感器返回值表现为右小于左)向右前方移动。一边矫正一边前进;当正前方火焰值到达预定的值时,机器人停止前进,启动风扇开始灭火。
三、比赛策略
高中组的比赛四个房间内都有可能放置蜡烛,每个队参加三轮比赛,每轮比赛之前有一定的时间调试程序和机器人。第一轮比赛,蜡烛放在4号房间。第二轮比赛,抽签确定蜡烛放在哪个房间(4号房间除外)。抽签的时间是在机器人进入比赛场地之后。第三轮比赛,房间的选定依赖于第二轮比赛房间的选定。如果第二轮比赛抽签选定的是1号房间,那么第三轮比赛将是3号房间;如果第二轮比赛抽签选定的是2号房间,那么第三轮比赛依然是2号房间;如果第二轮比赛抽签选定的是3号房间,那么第三轮比赛将是1号房间。由此可知,第一轮比赛和第三轮比赛的房间在赛前是确定的。
由于赛前可对机器人及其程序进行修改和调试,为了达到快速灭火的目的,三轮比赛我们采用了不同的程序。赛前我们已经编好了6个子程序,分别是SUB1、SUB2、SUB3、SUB4、SUBn、SUBend。前4个程序是在知道蜡烛在某个房间的前提下机器人直接直线进入房间,如SUB1是直接进入1号房间。SUBn是在不知道蜡烛在哪个房间的前提下通过走迷宫的方法去寻找蜡烛所在的房间。SUBend当然是灭火的程序了。
一个简单的想法是第一轮比赛调用SUB4和SUBend,第二轮比赛调用SUBn和SUBend,第三轮比赛可根据第二轮比赛的房间来确定,如果第二轮比赛抽的是1号房间,则第三轮比赛调用SUB3和SUBend。但是这种实现方法风险比较高,因为机器人的直线运动受到场地、机器人电池电压,左右电机功率的影响,直接进入某个房间有时会失败。我们考虑在直接进入某个房间失败后调用SUBn(走迷宫程序)。如图所示,是当蜡烛放置在1号房间时所采用的灭火程序流程图。这样既有利于提高比赛速度,也保证了灭火的成功率。

四、比赛心得
1、机器人的装配比较重要。各种检测配件都要尽量装备齐全。

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