遠(yuǎn)程滅火機(jī)器人

王所全　關(guān)芳艷　董麗梅　劉廣橋

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人民生活的安全需要得到更好的保障。該遠(yuǎn)程滅火機(jī)器人，重點(diǎn)是搜救、滅火及災(zāi)情探測(cè)。一旦發(fā)現(xiàn)煙霧或明火會(huì)立即報(bào)警并通過SIM卡以短信方式將信息傳遞給系統(tǒng)綁定的用戶，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和定位，通過APP遠(yuǎn)程視頻操控滅火。在滅火過程中利用太陽能板將明火轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行即時(shí)充電，可噴射有效液體或干粉滅火或彈射滅火球選擇性滅火。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程;滅火;智能;機(jī)器人

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.23.089

1 設(shè)計(jì)功能

本滅火機(jī)器人涉及單片機(jī)控制，遠(yuǎn)程通信，機(jī)械設(shè)計(jì)，無線充電，材料學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。其意義在于通過傳感器系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，完成滅火救援工作的同時(shí)保障消防人員的生命安全，并在過程中可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控充電，即使機(jī)器人處于低電量狀態(tài)，太陽能板可將現(xiàn)場(chǎng)明火的光能轉(zhuǎn)化為電能為其充電。還可以通過語音和視頻功能和被困人員進(jìn)行交流，在了解火災(zāi)真實(shí)情況的同時(shí)對(duì)被困人員進(jìn)行情緒上的安撫，這相比于傳統(tǒng)意義上的喊話對(duì)講機(jī)來說，更方便，更準(zhǔn)確。

2 設(shè)計(jì)原理圖

3 系統(tǒng)組成

（1）遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)：通過手機(jī)APP接入互聯(lián)網(wǎng)與家里的滅火機(jī)器人通過路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，控制機(jī)器人主要由單片機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)模塊組成。

（2）視頻交互系統(tǒng)：通過手機(jī)終端由其他人進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

（3）傳感器系統(tǒng)：利用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)速，并通過紅外的搜索和跟蹤系統(tǒng)，搜索和跟蹤目標(biāo)，火焰煙霧傳感器檢測(cè)定位火災(zāi)位置，發(fā)出報(bào)警。

（4）機(jī)械組成：包括履帶底盤，金屬外殼，滅火器，滅火球，彈射架，水箱，水泵，電池，電機(jī)，開關(guān)等組成，實(shí)現(xiàn)硬件與軟件相互兼容控制。

4 功能實(shí)現(xiàn)

（1）視頻操控：操作時(shí)可視頻360°旋轉(zhuǎn)檢測(cè)四周環(huán)境，對(duì)機(jī)器人前行做出應(yīng)變，對(duì)火源隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，與被控人員視頻通話交流，指導(dǎo)被困人員如何逃生自救。

（2）短信報(bào)警：機(jī)器人在感應(yīng)到煙霧、明火或火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)傷員，通過單片機(jī)和SIM卡以短信的方式將火災(zāi)信息發(fā)送給用戶。當(dāng)機(jī)器人后退時(shí)，自身也不間斷提醒操控者后方安全距離。

（3）可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控充電：操控機(jī)器人行駛到無線充電平臺(tái)，平臺(tái)檢測(cè)到會(huì)自動(dòng)充電，離開自動(dòng)斷電。若機(jī)器人處于低電量狀態(tài)，機(jī)器人上面的太陽能板可將現(xiàn)場(chǎng)明火的光能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行充電，延長現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的時(shí)間。

（4）三種滅火方式供用戶選擇：搭載滅火性液體加增壓水泵噴射，搭載干粉滅火器，搭載可彈射性的滅火球。通過遙控均可以控制噴射（彈射）的角度和高度，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)滅火，實(shí)測(cè)噴射距離10米。

（5）定位終端基于GPS技術(shù)：用單獨(dú)的GPS接收機(jī)獲得移動(dòng)實(shí)體的位置信息，然后通過蜂窩網(wǎng)，以GPRS形式傳輸GPS信息，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和定位，發(fā)生火災(zāi)也會(huì)將火災(zāi)位置發(fā)送給119請(qǐng)求出動(dòng)滅火。

（6）重力感應(yīng)設(shè)計(jì)：考慮到滅火時(shí)的操作性要求，設(shè)計(jì)的APP也進(jìn)行重力感應(yīng)操控機(jī)器人的前進(jìn)后退問題。

（7）履帶式機(jī)器人采用金屬材料制成，外側(cè)包覆高溫絕熱材料，內(nèi)部安裝高溫檢測(cè)裝置和水循環(huán)散熱裝置，具有高溫工作環(huán)境能力和高溫自動(dòng)保護(hù)功能。

5 結(jié)束語

當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，機(jī)器人通過火焰報(bào)警器或煙霧報(bào)警器檢測(cè)，通過單片機(jī)或SIM卡以短信方式告知操控者，由操控者通過手機(jī)APP進(jìn)行遙控機(jī)器人。攝像頭360°觀測(cè)機(jī)器人周圍環(huán)境，找準(zhǔn)火源，利用有效液體或者二氧化碳進(jìn)行選擇性滅火。箱體由防火隔熱材料保護(hù)。當(dāng)箱體溫度過高時(shí)，箱體內(nèi)部溫度報(bào)警器報(bào)警，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)降溫。箱體內(nèi)的人體感應(yīng)模塊發(fā)現(xiàn)被困人員時(shí)，由SIM卡控制發(fā)送短信告知操控者，進(jìn)行視頻通話交流。機(jī)器人在轉(zhuǎn)向或上下樓梯行動(dòng)時(shí)候，由攝像頭與超聲波共同作用，為機(jī)器人在救援滅火行動(dòng)中提供有利條件。

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