通过无线通讯信号控制的全地形、全天候进行消防保障的智能消防机器人,能够保证在火灾初期及时的预警并控制火势蔓延。设计过程中分别对智能消防机器人的驱动机构、消防灭火机构和控制机构进行设计,包括伺服电机的选型,齿轮的设计与强度校核,万向节的设计与强度校核,并选用PLC作为智能消防机器人的操纵控制系统,通过SolidWorks软件对设计的零部件进行三维建模和运动仿真。智能消防机器人将驱动机构模块化设计,根据不同地形的要求可以使用越野式轮胎与分离式履带轮两种轮胎进行工作,让机器人适应不同环境,以便更好的进行消防灭火的工作。
基于公共场所经常出现的小型失火现象,传统的消防不能二十四小时时刻保证在小火的进行扑灭保障,设计了一种可以实现在不同地形,全天候实现在在企业工厂,林场公园,人群聚集地等发现小型火源后进行消防保障的智能消防机器人。 智能消防机器人通过PLC程序等来实现智能控制,借助GPS定位以及传感器,yolo算法,火源识别来实现路径规划,其中根据地形的不同可以分别使用越野式轮胎和分离式履带轮来实现不同地形的要求。智能消防机器人可以有效在全天候中实施灭火,扑灭小火时的火源,避免小型火源转为大型火源造成更大损失。后续可通过优化协同工作来改进多辆消防机器人协同灭火,同时优化驱动机构分离式履带轮装配。
设计了产品外形和运行视频,低底盘高效率,通过机器人载荷以及自身重量计算出驱动电机的功率,确定驱动电机的型号。其中包括驱动机构齿轮的设计选型以及强度校核,万向轴的设计选型强度校核。其中灭火机构仅需要计算出出口所需的压强以及喷口角度即可。其次对控制系统进行设计,确定选择PLC等作为控制系统,绘制智能消防机器人工作流程图来表达智能消防机器人的工作原理。最后对零部件三维建模,将零件装配分析,设置不同类型的马达来完成消防机器人的仿真过程。
当发生火灾时,消防人员可以远程控制消防机器人进入火灾现场,通过摄像头观察环境条件和消防手臂的工作情况,控制机器人的运动和调整消防手臂的状态,快速扑灭火灾。消防机器人可以代替人类参与危及生命的事情,完成一些高难度的任务和工作,进入易燃易爆危险事故现场进行数据采集、处理和反馈。该机器人可实现实时远程监控操作,有效灭火,保障人们的生命安全和财产安全。
创新与实用性
(1)将重型部件置于整车底盘上,降低了整车质心的高度,提高了稳定性。
(2)采用stm32作为控制板,使用遥控手柄远程控制机器人,减少消防员进入火灾现场的风险。
(3)Wi-Fi摄像头用于远程监控现场并采集数据。
(4)自动膨胀、旋转、大范围灭火,占地面积小,稳定性高。
(5)保护罩可以保护设备不受损坏。
( 6 ) 分离式履带轮适应全地形全气候