創新設計課題：小小滅火車指導教師：鄭老師武老師本組成員：胡士星吳鐵男顏博潘正2006年11月課程成績評價表姓名年級專業工作分工成績胡士星工程造價05-2班程序策劃設計吳鐵男工程造價05-2班調試與修改潘正工程造價05-2班資料收集顏博工程造價05-2班程序策劃設計性能（70%）美觀與創意（30%）一問題的提出我們開始了解了樂高玩具，和我們需要創新實踐的內容，又通過老師了解了關于我們小組在實踐中要做些什么，需要完成什么目標等等。我們小組經過實踐內容的了解情況，最終決定我們小組要設計一輛消防車，具體點說就是一輛能夠識別方向且當它遇見火源的時候，它能立即識別火源，停止在火源的附近，隨后就啟動滅火裝置，也就是我們消防車上的風扇，將火撲滅。我們的設計方案就是一輛能夠識別方向尋找火源的自動滅火車。要設計這樣的一輛車，我們需要克服很多困難，并且提出對車的很高的要求。首先我們要搭建一個虛擬的實物現場，有充足的火源。我們要設計一些具有一定高度的圍墻，在把小車放在任何地方，保證小車能找到火源，并且要把火滅掉。我們要求無人駕駛的滅火車能在設定的環境內自行搜索，尋找到著火點然后在進行滅火，要完成以上任務，滅火車必須具備一些主要的功能。1）行走功能，滅火車的行走系統可由LEGO低速電機經齒輪傳動適當組合進行減速，驅動履帶。為使行走順暢滅火車應與墻壁保持一定距離，用接近開關，用滾輪機械結構加觸動傳感器實現。也就是說當小車判別好方向時，能順利地行走，直到再次碰壁時，通過碰撞傳感器，然后通過程序的改變來實現小車能改變方向。直到小車到達火源為止。2）小車還要具備搜索功能，搜索過程中需要判斷和選擇合適的道路，用觸動傳感器判斷前面是否碰壁該轉彎了。實現轉彎的動作用程序控制，當小車碰撞到周圍的墻壁的時候，小車先后退少許，再使一邊的輪子反轉，另一邊的輪子轉動，使滅火車向輪子反轉的一側轉彎。然后小車在利用行走功能繼續向前走。直到再次碰到墻，再次利用搜索功能進行搜索轉彎。轉，以便提前發現著火點。我們用了兩個光的傳感器使火情發現的更快，定位更加的準確。4）到達著火現場功能，發現火情并不意味著已經到達現場，只有到達現場才能滅火。要求滅火車靠近著火點的適當位置，距離太遠，無法有效滅火或根本滅不掉，太近則滅火車要被火燒到，造成車輛、儀器損壞（模擬火源則可能被撞倒等）。這樣的問題是我們必須想到的，也是必須要克服的。經過我們四人和在老師的幫助下，終于解決了這個問題。我們設計了一個這樣的方案一一當小車發現火點的時，小車將靠近火點，依靠感光效應，使小車到達一定的距離時候，停止前進，小車將調整準確的位置，完畢后，將停止，在啟動滅火裝置，將火熄滅。盡量確保小車不會被損壞。

5）滅火功能，滅火車到達現場后開啟滅火裝置進行滅火，蠟燭模擬火源。我們小組設計的滅火設備是風扇。我們在滅火車的頭部安裝了一個發動機，搭建風扇，用風力來實現滅火的方法。二解決方案的選擇我們的滅火車的設計是由兩個人來完成的，吳鐵男和顏博。在設計的過程中，我們嘗試了很多方案來設計滅火車的基本框架，我們是用皮帶裝置還是用車輪裝置呢？經過我們的討論和思考，也考慮到滅火車需要很強的機動性，最后我們達成協議，使用皮帶裝置，這樣小車的行動更加靈活，為小車盡快找到火源提供有利的條件。皮帶裝置的滅火車就像一輛坦克一樣。于是我們倆就開始搭建底板，然而我們倆仔細的尋找那些很小的零件，我們盡量使小車比較的牢固。我們就用了幾個比較大的不見平撲在底面。然后我們就安裝齒輪和發動機。出于全方位的考慮，我們用了兩個發動機，固定在底板的中間，再裝上一些零碎的部件和皮帶，車的整體框架是完成了，然而滅火裝置就需要一個發動機，由于材料的有限，我們又向老師借了一個發動機，它是專門負責滅火的。我們把這個發動機裝的車的前面，我們倆認為這樣更有利于滅火。我們倆又在風扇裝置的兩端的空余地方裝上了兩個光傳感器，這是準確尋找光源用的。當然車還需要辨別方向，所以要設計一個碰撞結構來改變方向。當然這種改變方向的裝置最好用碰撞傳感器了，然而，我們也考慮過用光傳感器來辨別方向的，但是為了使程序簡單化，車更加的美觀，我們還是用了碰撞傳感器，碰撞傳感器可不是怎么好設計的。當然我們也根據書上指示來完成碰撞傳感器的設計的。最終我們倆花了兩個多小時的時間來完成了車的整體結構的設計，這可是花了我們很大的力氣來完成的。為了使我們的車的外表更美觀一些，我們又在車上裝了一些裝飾品，雖然不怎么時尚，但是我們感覺很不錯了。當我們完成的那一刻，我們很高興，很自豪，很驕傲，我們終于能自己設計出理想的屬于自己的車了。這是我們從來沒有的自豪感。我們成功了。為了在這一刻留下紀念意義，我們還和我們的滅火車拍了照片，給以后留下美好的回憶。

三結構拼建四程序編制最初程序圖（設計思想一）最初避開程序圖:最初追光程序圖:改進程序圖（設計思想二）最終程序圖最終避開程序與開始的相同!最終追光程序圖如下:最終滅火程序圖:最終程序流程圖開始一開動A與C電機（車體前進）一判斷車前是否碰撞一是：則反轉A與C反轉，隨機時間（有最大值）以達到左右轉向作用一若沒有碰撞則直接跳到下一步一進入追光程序一通過容器1和2取得兩個光感的數值一分別給容器數值加上一定量一判斷1號值是否大于2號容器中的值一若是：則通過控制電機轉動車體一當1號值下降到與2號相等，跳出一若不是，則跳過下一步一判斷2號值是否大于1號容器中的值一若是,通過控制電機轉動車體一當2號值下降到與1號相等，跳出一若不是，則跳過上一步一進入滅火程序一判斷兩個光感的值一當其值大于確定閥值時一停止A與C電機，開動B電機（風扇）。五調試和運行結果在利用最初的程序時，不知為什么，車體雖然對碰撞的反應非常靈敏，但是當遇到光源時，卻很難進入追光程序，而后來，我們又重新單獨測試追光程序，效果還不錯，對光的反應相當靈敏，但當我們將它放入整個程序時，卻又發現了一個致命的錯誤，即只能對左邊的光源有所反應，即向左轉，但對右邊的光源卻視而不見。整整花了一個整天，才將追光程序調試成功。當時我們都非常高興，有一種小小的成就感。當每一個子程序都正確無誤時，就是進行運行階段了，我們對每個數值都進行了修改和實驗，不知進行多少次的測試，最終確定了其數值。但當第二天運行時，卻又發現其數值又不能滿足要求，原因是白天和晚