吕宁一 曹沛晴

随着科技的进步与生活水平的提高，人们对生活和工作环境的安全性与舒适性提出了更高的要求。对于危险灾难而言，“防患”的意义大于“救灾”，如何能够及时发现危险，合理预防；同时又能尽量不打扰人们正常的生活，做到“人性化”防患，是需要研究人员认真思考的一个重要问题。我们在老师的指导下，利用自己所学的知识，设计了一种电动安防机器人（主要功能为火灾预警），它以车载电源为动力，用电机进行驱动，能够对特定区域进行安全巡检并能根据检测的情况采取相应的措施。

电动安防机器人能够“默默无闻”地守护在我们身边，有效地提高我们的工作和生活质量。但如果把充电电池作为安防机器人的储能元件，亟需解决的一个重要问题就是电池的快速充电。针对亟需解决的问题，我们又设计了安防机器人的快速充电装置，实现了以超级电容器为储能元件的能够快速充电的安防机器人演示系统。

我们通过改装工作电压为4.8V的玩具电动车来制作安防机器人的移动底盘，选择两个容量为150F、电压为2.7V的SU0150E-0027V-1CA单体电容器串联后作为电源。两个超级电容器串联后的最高电压将达到5.4，可以满足玩具电动车4.8V的电压要求。

为实时监测超级电容器在充电或机器人运行过程中的电压和容量，我们设计和加工了一个LED电压指示灯，超级电容器的电压与容量成正比，所以LED电压指示器是根据超级电容器的工作电压设计和制作的（如图1）。……