消防機器人總體設(shè)計案例1900字

消防機器人總體設(shè)計案例綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u2166消防機器人總體設(shè)計案例綜述 157501.1消防機器人的需求分析 1118701.2消防機器人的基本原理 25451.3消防機器人的整體設(shè)計 2206921.4消防機器人的組成模塊 3290491.4.1障礙檢測模塊 3269401.4.2溫度檢測模塊 4135821.4.3滅火系統(tǒng) 4142681.4.4電機驅(qū)動模塊 4161151.4.5通信模塊 41.1消防機器人的需求分析1）市場需求隨著經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)如今各煤礦企業(yè)、城市地軌化學(xué)制品企業(yè)不斷的增加，因此像油田燃燒、煤礦坍塌、有害氣體的泄漏及易爆物品的爆炸以及隧道坍塌等災(zāi)害隱患也不斷增加。但是上述的種種場合對于血肉之軀的消防員來看是非常危險的，以此消防機器人代替消防員進行簡單道路的開辟，和火源的撲滅工作是大勢所趨。2）提高滅火的效率隨著消防機器人功能的不斷完善及穩(wěn)定性和抗干擾能力不斷加強，消防機器人逐漸在危險的滅火救災(zāi)領(lǐng)域得到廣泛的使用，消防機器人對于各類災(zāi)禍現(xiàn)場進行數(shù)據(jù)的分析和處理，能夠大幅度的提高消防人員的救援決策的制定，一方面預(yù)防了災(zāi)禍現(xiàn)場的惡化；另一方面增加消防人員的救援效率，從而減少人員的傷亡?，F(xiàn)如今我國已經(jīng)研發(fā)出一款消防機器人，能夠在同一個終端控制器上，同時對8臺消防機器人進行遠程控制。3）發(fā)展趨勢越來越多的消防人員意識到消防機器人對于火災(zāi)救援的重要性，因此我國的消防機器人市場也逐步成型。消防機器人的控制方式也從有線到無線的遠程控制，并且功能也在不斷的優(yōu)化、穩(wěn)定性也在不斷的提高。1.2消防機器人的基本原理本課題設(shè)計發(fā)射滅火彈消防機器人的滅火基本原理如圖1.1所示。在消防機器人運行中，主控芯片接收到由溫度檢測模塊和障礙檢測模塊的共同發(fā)送的檢測信號，通過控制四路電機的運動使小車與火源保持一定的距離防止現(xiàn)場火情對機器人自身造成嚴(yán)重的傷害。并且可以自動避障，從而在濃煙中也可以對消防員的遠程控制起到一定的輔助作用。消防人員可以根據(jù)圖傳模塊顯示的現(xiàn)場火情來進行合理判斷，也可以通過通訊模塊進行控制消防機器人對火源定點發(fā)射消防滅火彈來進行滅火處理。圖1.1消防機器人滅火基本原理圖1.3消防機器人的整體設(shè)計本課題對消防機器人的整體設(shè)計（如圖1.2所示）一共分為四個部分：1）數(shù)據(jù)采集單元消防機器人的數(shù)據(jù)采集單元主要是由障礙檢測模塊和溫度檢測模塊共同組成，兩個模塊相互配合能夠?qū)崿F(xiàn)對火災(zāi)現(xiàn)場的各類參數(shù)的采集工作。數(shù)據(jù)采集單元是消防機器人的核心部分。2)數(shù)據(jù)處理單元消防機器人的數(shù)據(jù)處理單元主要由單片機進行負責(zé)，將數(shù)據(jù)采集單元的各類數(shù)據(jù)進行合理有序的分析和運算，從而下達相應(yīng)的控制指令到控制單元和人機交互單元。3)控制單元消防機器人的控制單元主要由滅火系統(tǒng)、電機驅(qū)動模塊等組成，能夠根據(jù)數(shù)據(jù)處理單元下達的指令來進行相應(yīng)控制電機的驅(qū)動運轉(zhuǎn)和發(fā)射滅火彈等。4)人機交互單元消防機器人的人機交互單元主要有通訊模塊和圖傳模塊組成，通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對消防機器人的遠程運行控制；圖傳模塊能夠?qū)崟r共享消防機器人的視野，有利于火災(zāi)現(xiàn)場情況的探查等。圖1.2消防機器人的整體設(shè)計框圖圖1.2消防機器人的整體設(shè)計框圖，數(shù)據(jù)采集單元對障礙檢測模塊和溫度檢測模塊進行數(shù)據(jù)采集，并將收集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)控芯片進行數(shù)據(jù)邏輯處理；主控芯片驅(qū)動電機進行相應(yīng)的運動，從而對操作者提供一定的駕駛輔助；最后，通過通訊模塊和圖傳模塊可以用來對消防機器人進行控制和對火場情況的一個簡單了解。1.4消防機器人的組成模塊1.4.1障礙檢測模塊本課題設(shè)計的消防機器人要能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場及周圍環(huán)境是否存在障礙物影響自身移動控制進行檢測，因此便設(shè)計了以紅外傳感器作為障礙檢測模塊的核心電路。該紅外測距傳感器距離探測遠、性能穩(wěn)定且受溫度影響小、方便裝配以及性價比高等特點。1.4.2溫度檢測模塊本課題設(shè)計的消防機器人要能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場的火源進行識別，為消防機器人發(fā)射消防滅火彈尋找目標(biāo)。通過市場調(diào)查發(fā)現(xiàn)數(shù)字溫度傳感器具有功效小、性能高、抗干擾能力強以及直接將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號等等優(yōu)點，便設(shè)計了以數(shù)字溫度傳感器為核心的溫度檢測模塊電路。1.4.3滅火系統(tǒng)本課題設(shè)計的消防機器人能夠通過滅火系統(tǒng)發(fā)射消防滅火彈對火災(zāi)現(xiàn)場火源進行定點滅火。該滅火系統(tǒng)由儲彈倉、撥彈機構(gòu)和發(fā)射機構(gòu)組成，能夠根據(jù)消防人員進行遠程控制發(fā)射，是消防機器人的滅火的核心裝置。1.4.4電機驅(qū)動模塊本課題設(shè)計的消防機器人的工作現(xiàn)場環(huán)境是惡劣的火災(zāi)現(xiàn)場，因此對于消防機器人的移動控制需求較高，需要選擇電機驅(qū)動模塊具有過熱自斷、反饋檢測、穩(wěn)定性良好和操作簡單等特點，并能夠適應(yīng)大電流驅(qū)動直流電機。1.4.5通信模塊本課題設(shè)計的消防機器人