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自动排爆车
排雷命题欲实现自动排爆机器人小车系统，使其具有循迹行驶、排爆扫描探测、无线传输、机械除爆功能。本设计以STC89C52单片机为核心，套用直流电机、光电感测器、金属探测器、LCD显示器、无线传输及接收模组等部件实现命题要求功能。在设计中，採用光电感测器和金属探测器同步扫描探测，金属探测器探头採用点阵式循环供电模式，为本设计中的创新点。
通过对题目要求分析，设计的主要任务根据所实现的系统功能及次序可以分为循迹行驶、排爆扫描探测、无线传输、机械除爆四个系统模组，其中，排爆扫描探测模组包括对排爆车探测路线及探头的设计。下面对各个模组分别进行方案论证。
自动排爆车
循迹行驶模组基本方案：
方案一：在小车前端两侧各装置一个光敏电阻，採用LM393比较器，通过比较光敏电阻两端的电压异同来控制左右两侧电机的通断，从而使小车实现循迹行驶。
方案二：单片机接光耦隔离电路连线L298N晶片（12V蓄电池供电），由L298N晶片的ENA、ENB、IN1、IN2、IN3、IN4六个引脚的电位变化来控制电机转动的状态（正转、反转、左转、右转、停止、立即停止），从而实现机器人小车循迹行驶。
基本介绍
- 中文名：自动排爆车
- 主要功能：机械排爆
车辆介绍
命题欲实现自动排爆机器人小车系统，使其具有循迹行驶、排爆扫描探测、无线传输、机械除爆功能。本设计以STC89C52单片机为核心，套用直流电机、光电感测器、金属探测器、LCD显示器、无线传输及接收模组等部件实现命题要求功能。在设计中，採用光电感测器和金属探测器同步扫描探测，金属探测器探头採用点阵式循环供电模式，为本设计中的创新点。
自动排爆车
自动排爆车方案设计
通过对题目要求分析，设计的主要任务根据所实现的系统功能及次序可以分为循迹行驶、排爆扫描探测、无线传输、机械除爆四个系统模组，其中，排爆扫描探测模组包括对排爆车探测路线及探头的设计。下面对各个模组分别进行方案论证。
自动排爆车
自动排爆车循迹行驶模组基本方案
方案一：在小车前端两侧各装置一个光敏电阻，採用LM393比较器，通过比较光敏电阻两端的电压异同来控制左右两侧电机的通断，从而使小车实现循迹行驶。
方案二：单片机接光耦隔离电路连线L298N晶片（12V蓄电池供电），由L298N晶片的ENA、ENB、IN1、IN2、IN3、IN4六个引脚的电位变化来控制电机转动的状态（正转、反转、左转、右转、停止、立即停止），从而实现机器人小车循迹行驶。
中巴自动排爆车
中巴自动排爆车循迹行驶模组方案论证与比较
方案一实现起来较为简单，但是该方案有可能导致小车呈曲线行进，运行不稳定，可靠性不高；方案二除了实现循迹行驶功能之外，採用外加电源驱动，运行速度变快，由电机驱动晶片控制电机运转状态，方法简捷，容易操作，且可以更好地控制转速。故选择方案二。
自动排爆车
自动排爆车排爆车探测路线基本方案
方案一：小车进入危险现场后沿边界线圆状轨道绕行，逐渐缩小半径进行密集式搜寻排查，直至最后探测到可疑铁磁材料薄片。
方案二：小车进入危险现场后直线行驶，排爆车任何一侧的探测器检测到边界线后转一定角度，再直线行驶，再检测到边界线依旧转一定角度，依次执行，在行进的过程中不断地用光电感测器和金属探测器同步扫描，直到最后探测到可疑铁磁材料薄片为止。通过计算及模拟实验的方法确定该角度，使小车儘可能探测到1m直径圆内的全部危险区域。
自动排爆车
自动排爆车排爆车探测方案论证与比较
方案一理论上可探测到全部区域，但小车运行轨迹複杂，不好控制，实现起来困难；而方案二较容易实行，金属探测器和光电感测器同时工作减少了判断误差，而且探测的範围覆盖率更高，故选择方案二。
自动排爆车
自动排爆车探头设计基本方案
方案一：在机械臂头部安装检测探头，随小车前进机械臂在一定角度内摆动，使探头沿弧线进行排雷式扫描探测。
方案二：在小车前端与车身等宽的区域内以25px为间距排布电磁继电器，随小车运动检测金属片。考虑到多个电磁继电器费电的缺点，採用间隔循环扫描的方式减少了对电量的损耗。
自动排爆车
自动排爆车探头方案论证与比较
方案一需协调好小车前进速度与探头摆动速度的关係，易产生扫描盲区。而方案二极大的减少了扫描盲区，故选择方案二。
警用自动排爆车
警用自动排爆车机械除爆模组基本方案
方案一：检测并拾取金属片后，倒推至边界线处，通过循迹装置沿变界线倒退回起点。
方案二：检测并拾取金属片后，倒推至边界线处，原地旋转一定角度，使车头向前沿边界线回到起点。
机械除爆模组方案论证与比较
方案一理论上可以实现倒退的功能，但是后退时左右转与前行时的左右转方向恰恰相反，导致循迹部分不好控制，后退回到起点很难实现；而方案二仅仅在首次探测到边界线的时候，旋转车身，使排爆车能够向前行驶，这样循迹部分很好控制，便于实现该模组功能。故选择方案二。
军用自动排爆车
军用自动排爆车分析计算
金属探测器是一种类似于电感的并对具有铁磁性质的材料有感应能力的一种自製装置。
磁吸力F∝磁感应强度B，而未加入铁芯时探测器周围磁场B∝I*N（电流与匝数的乘积），I=U/R，且R∝N，具体公式为B=u*I*N/2；R=ρ*L/S=ρ*π*D*N/S（u是轮子的磁导率、ρ是导线的电阻率、S是导线的横截面积、D是线圈的平均直径，L是导线总长），整理得：B=1/2μUS/ρD。当加入铁芯时，铁芯被该磁场磁化，也变成了一个磁体，产生的磁场与原磁场共同作用，对磁吸力产生影响。该磁场强度与铁芯的材料有关。综上，该金属探测器产生的磁场与线圈的匝数N、通过线圈的电流I、电磁铁的直径D、导线的横截面积以及铁芯的材料有关。我们可以通过适当调整这些参数使探头能够在一定的距离内检测到金属片。
美国军用自动排爆车
美国军用自动排爆车