轮式移动灭火机器人底盘机械系统设计

鉴于火灾场所的复杂性,提出轮式移动灭火机器人底盘机械系统设计,并从底盘的功能、结构、性能和开发流程等方面进行了系统研究。首先,分析了轮式灭火机器人的技术需求,以及底盘对机器人移动性能的影响;然后,对底盘提出设计方案和实施步骤,并基于UG软件建立三维模型进行分析,评估了底盘的可操作性和可靠性;最后,对底盘的基本参数、轮毂电机、转向机构和减震机构进行了设计。

消防灭火机器人及配套装备技术分析

随着智能化高端科技的发展,消防机器人逐渐在消防救灾领域得到广泛应用,作为一项先进的灭火救援技术,它不仅能取代消防员深入火场进行实况探测,还能自动收集火场数据,从而支持了消防策略的制定。本文首先分析了消防灭火机器人的功能与结构,然后针对其配套装备技术展开了细致的解读。

灭火机器人在纯电动汽车火灾中的应用及技战术研究

为提高纯电动汽车火灾扑救效率,确保消防救援人员作战行动安全,本文在剖析案例基础上,归纳总结了纯电动汽车起火原因和火灾危险性。根据基层灭火救援需要,设计了一种模块化新能源车辆灭火机器人,并简要概述其机构组成及工作原理。基于现阶段针对纯电动汽车火灾扑救技术的研究进展,提出了一种应用底盘灭火机器人提高灭火剂使用效率的扑救战术。

消防灭火机器人及配套装备技术研究

灭火救援是一项特殊的高危险性工作,极易对消防救援人员的生命带来威胁。加强对灭火机器人及其辅助设备的研发,针对其在火场中探测和灭火的需求,从行走和控制两套装置对其主体进行系统的构造研究,并加强与之相匹配的导航、探测和灭火等辅助设备的研发,研制出能够高效代替消防员进行精确灭火的灭火机器人,在减少消防员的伤亡的情况下,有效提升消防救援队伍的灭火救援效率。

基于无线传感器网络的室内移动灭火机器人系统设计

针对室内移动灭火机器人依靠自身传感器无法及时获取全面环境信息和缺少远程网络控制功能的问题,提出了一种基于无线传感器网络(WSN)且具有远程网络控制功能的系统架构。首先,构建网型拓扑结构的无线传感器网络,采集室内环境信息;其次,通过分析系统各部分的逻辑功能,构建数据库和Web服务器,实现远程客户浏览功能;最后,通过开发具有Socket网络通信功能的网络客户端,实现远程网络控制机器人。经实验测试,网型拓扑无线传感器网络,在发送间隔为1.5 s,网关节点无遮挡时,数据传输丢包率为2%,与相同情况下的树型拓扑相比,降低了67%。结果表明此系统架构能获取更加全面的室内环境信息,降低无线传感器网络数据传输丢包率,并能通过网络客户端实现远程控制。

基于红外火焰传感器和最小二乘法的灭火机器人

设计是基于红外火焰传感器和最小二乘法的灭火机器人,可以比较准确地定位着火点并进行灭火。系统硬件以STC12C5A为核心,在传统避障机器人的基础上加上了红外火焰传感器模块和灭火模块。在软件上采用最小二乘法进行曲线拟合,得到AD值和距离的转换模型,再通过比较各方向的传感器的数据,确定火焰的位置。最后将机械臂移动到着火点,控制喷水泵进行灭火。实验表明:系统能稳定运行,具有很好的通用性和推广前景。

转臂式灭火机器人灭火技术研究与实现

为有效地应对目前日益复杂的灭火环境,减少不必要的人员伤亡,根据火灾现场实际环境,针对现有灭火机器人研究所存在的问题,对机器人灭火技术进行研究并自主研发了基于ATMega单片机技术的灭火机器人系统,该系统设计了独特的转臂灭火机构和喷水灭火装置。经灭火实验验证,该系统可有效地提高灭火质量和效率,为灭火机器人的实际应用和推广提供支持。

智能灭火机器人的设计与实现

根据国际灭火机器人的比赛规则,给出灭火机器人的软硬件设计。该系统硬件设计是以嵌入式ARM966E-S为核心,科学布置6个红外测距传感器,实现远红外火焰传感器组,能够快速精确检测环境。并采用双电源供电,直流电机驱动。而系统软件设计采用优化的避障、灭火算法。实验证明,该设计大大提高系统的实时性、快速性和可靠性。机器人搜寻4个房间并完成灭火用时8 s左右,达到国际先进水平。

沿墙走算法在竞赛灭火机器人中的应用

设计了一款自动寻找火源并进行灭火的机器人。以Makeblock推出的Me Auriga为主控板,Me Auriga是以Arduino Mega 2560为核心的控制板,运用了火焰传感器、超声波传感器、舵机以及风扇进行了设计组装,采用Arduino IDE开发环境进行编程。通过超声波传感器测距,运用左右手法则实现了机器人自动沿墙走,使用火焰传感器感测火源。程序设计中对避障转弯、沿墙走、寻找火源进行了优先级处理。实验表明:该机器人在服务机器人比赛中能够流畅沿墙寻找火源,并成功灭火。

比赛用灭火机器人的设计与实现

介绍了自行开发研制的一款教学比赛用灭火机器人。该机器人控制器的核心采用16位凌阳单片机SPCE061A,无需仿真器就能够实现程序的下载和调试;制作的简易码盘,较好的解决了教学机器人不走直线的问题;使用自行研发的红外传感器电路模块,大大降低了机器人的成本;软件方面采用了沿墙走算法,保证了机器人与墙壁无碰撞,使机器人能尽快找到火源。实际的应用表明,该机器人具有开放性好,快速、准确灭火的良好性能。

基于改进蚁群算法的灭火机器人路径规划研究

提出一种适用于灭火机器人避障路径规划的改进蚁群优化算法,采用自适应更新策略的方法规划最佳避障路径,建立了简洁、严谨的蚁群优化算法函数,以达到对灭火机器人避障路径的优化。这种方法能够使灭火机器人在未知环境寻找火源时有效避开障碍物并且使机器人所走路径最短,所用时间最少。经实验证明了该方法的可行性和有效性。

履带式遥控灭火机器人的设计及爬坡理论分析

在发生森林火灾时,通常有毒性气体的散发,给消防人员的人身安全带来了严重的威胁,同时复杂的林区地形也极大地阻碍了救援设备的进入。设计一种履带式多功能遥控灭火机器人,通过换载相应的灭火装备实现在不同火灾环境中灭火、救援、侦查等功能作业。该研究确定了履带式灭火机器人相关性能参数,对履带式灭火机器人的行驶机构进行了创新设计,并通过设计一种两自由度搭载装置,实现对灭火装备的控制;同时分析了几种灭火设备的搭载模式和环境适应性,保证了灭火机器人能够在多种环境下灵活作业;对履带式机器人底盘进行爬坡运动分析,验证了其运动的可行性,为以后的研究提供了理论依据。

一种分层模糊控制的灭火机器人火源寻踪

为了实现灭火机器人火源寻踪,同时避免单一模糊控制器中由于输入变量个数太多造成的模糊规则数量庞大,提出一种分层模糊控制的灭火机器人火源寻踪控制策略。首先设计一种分层模糊控制系统,底层模糊控制器将灭火机器人左边、前面以及右边的红外温度传感器和红外火焰传感器探测到的火源信息进行反馈式融合,得到关于火源方向的模糊向量;上层模糊控制器利用机器人上左方、前方以及右方的三个超声波传感器探测到的障碍物距离信息和火源方向进行火源寻踪。然后利用MATLAB进行两种火场情况下火源寻踪仿真分析,仿真结果表明灭火机器人在火源寻踪过程中排除了干扰热源的影响,避开障碍物后准确到达了火源点。

引流式森林风力灭火机器人的灭火性能分析及优化

针对我国风力灭火设备不能完全适应我国森林灭火条件的问题,设计了一台引流式森林风力灭火机器人。利用Solidworks对其进行三维建模,利用Fluent对引流风管进行流体仿真,分析其第三节灭火风筒的直径D_(3)、喷嘴位置S0和收敛室的收敛角θ1对灭火性能的影响;通过ANSYS和MATLAB软件进一步分析三者交互性对灭火性能的影响,并对试制样机与6MF-32便携式风力灭火机器人进行了性能比对试验。结果表明,风筒尺寸最优解为S0=-20 mm、D_(3)=110 mm和θ1=15̊,在最优结构参数下本设计比6MF-32的灭火效率高。

基于多传感器信息融合技术在灭火机器人系统的设计

提出一种通过多传感器信息融合技术来提高灭火机器人的火焰、距离检测的准确性,设计了由超声波、红外测距模块和数据融合模块组成的测距避障子系统;由红外火焰检测模块、数据融合模块组成的火焰检测子系统,在此基础上,采用自适应加权数据融合算法分别对多传感器检测的距离和火焰信息进行融合,以提高对火源目标判断的准确度;实验结果表明,设计的智能灭火机器人传感器软硬件系统测量相对误差小,能很好的反映火灾现场信息,满足火情探测和灭火需要,具有很强的使用价值。

智能灭火机器人硬件电路的设计与实现

针对现有灭火机器人只能实现简单智能活动的不足,提出了一种基于嵌入式微处理器控制系统的设计。本设计以ARM9为核心,以红外测距传感器、地面灰度传感器、远红外火焰传感器组等作为检测系统,通过对采集信号的处理,确定机器人周围环境的信息,并根据路径规划出决策行进运动。同时,为使机器人能更好地完成任务,本设计采用双电源供电系统,低电压电源供给控制器和灭火风扇直流电机,高电压电源用来驱动大功率直流电机以带动轮胎转动。

基于改进双向A*势场混合算法的灭火机器人路径规划方法研究

在灭火机器人的运行中,由于其工作环境的复杂性对机器人的路径规划提出了很高的要求,因此提出了一种改进A*算法和人工势场法相结合的路径规划算法。采用双向搜索方式的A*算法进行全局规划,解决了传统A*算法耗时长的不足。采用改进的人工势场法进行局部动态路径规划,解决了目标不可达和局部极小值问题。通过MATLAB平台,分别对改进A*算法和人工势场法进行仿真分析,结果表明混合算法有效减少规划时间并可生成更优路径。最后,在Turtlebot2移动平台上对该融合算法应用进行实验,结果表明融合算法减少了规划计算时间,使路径搜索效率和规划指标得到显著提升。

智能侦查灭火机器人的研究与开发

以ATMega128芯片为控制核心,设计实现了智能侦查灭火机器人的相关功能。实验证明,智能灭火机器人的寻光、避障以及行走模块系统工作,使其能够更快速、及时地发现并到达火源,实现灭火。

基于STM32的智能清障灭火机器人设计

本文基于STM32F411RE控制器设计了一款智能清障灭火机器人,采用近红外避障传感器避免与墙体发生碰撞,通过超声波模块与机械臂配合,当发现障碍物时,通过机械臂清除障碍物;通过火焰传感器可以全方位地快速寻找火焰信号,自动寻找火源,到达火焰边缘时,启动灭火程序,进行灭火。通过NRF24L01无线模块可以进行无线控制灭火机器人清除障碍物和灭火等操作。

基于STM32的智能灭火机器人设计

在本智能灭火机器人系统中,避障及识别火焰是智能机器人的基本功能。避开障碍物的功能采用反射式红外光电传感器实现,灭火则采用ARM作为控制器,通过控制方式对驱动电机进行调速,采用复眼采集路况信息对房间进行判别是否有火源,并根据墙面信息进行转向、灭火控制,试验表明,采用上述光电传感器,复眼的智能机器人实现了避障行驶,寻找吹灭火源,性能稳定可靠。