智能消防机器人 目录 第一章引言 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2 Intelligent Design and manufacture of electric cars Fire..2 1.3 实现功能 (3) 1.4 模拟房子介绍 (3) 第二章系统整体方案设计 (4) 2.1系统硬件设计 (4) 2.2系统软件设计 (4) 第三章硬件设计 (5) 3.1 电源管理模块 (5) 3.11稳压芯片LM7805、7806CV (5) 3.12电源模块电路原理图 (5) 3.2 电机驱动芯BTS7960 (6) 3.21 BTS7960的逻辑功能 (6) 3.22 外形及封装 (6) 3.23BTS7960电路原理图 (7) 3.3地面灰度检测传感器 ST188 (7) 3.3.1 ST188特点 (7) 3.3.2 检测原理 (7) 3.3.3 应用范围 (7) 3.3.4 外形尺寸（单位mm） (7) 3.3.5 ST188原理图 (8) 3.4火焰传感器 (8) 3.4.1火焰传感器使用 (8) 3.5报警电路 (8) 第四章软件设计 (9) 4.1 灭火机器人行进路线分析 (9) 4.2 软件流程图 (11) 4.3软件开发平台介绍 (11) 第五章调试记录及实验心得 (12) 5.1 调试记录 (12) 参考文献 (13) 附录: 程序清单 (13)
第一章引言 1.1课题背景 如今国内外对消防设备的研究越来越重视，投入也越来越多。慢慢趋向于自动化、智能化。实现灭火、火场侦查、危险物品泄露探测、破拆等功能。本文设计主要完成的功能是扑火救人。 本设计是基于STC89C52单片机对电动车进行控制的自动控制系统，研究的内容有：主要方案论证、硬件设计、软件设计、系统实物调试。硬件设计主要有电机驱动电路、热光源采集电路、声音采集电路、电风扇驱动电路、停车信号采集电路、LCD显示电路、电源电路及单片机最小系统。本系统以STC89C52单片机作为控制核心，通过接受到热光源采集电路传送的信号和声音采集电路传送的信号，对电动车电机进行控制，从而实现对电动车的转向控制。当两处着火，一处是物品，另一处是人着火；电动车通过声音识别，优先将人身上的火扑灭。其所实现的功能相当于简易消防机器人。 【关键词】消防车热光源 STM32单片机 LM298 ST178 1.2Intelligent Design and manufacture of electric cars Fire Abstract Today, fire-fighting equipment at home and abroad more and more emphasis on the study, input more and more. Slowly tends to automation and intelligence. To achieve fire fighting, fire detection, hazardous materials leak detection, ripper and other functions. This function is primarily designed to complete fire fighting to save people. The design is based STC89C52 microcontroller to control for electric vehicle control system to study the contents of the following: the main program feasibility studies, hardware design, software design, system debugging in kind. Hardware design, main motor drive circuit, thermal light source acquisition circuit, the sound collection circuit, fan drive circuit, stopping the signal acquisition circuit, LCD display circuit, power circuit and microcontroller minimum system. The system STC89C52 microcomputer as the control core, through the acquisition circuit receives light transmitted thermal signal and voice signal acquisition circuit transmission of electric vehicle motors to be controlled in order to achieve steering control for electric vehicles. When the two fire, one is the items, another is a human on fire; electric vehicle through voice recognition, give priority to the human body fire. They achieve the functional equivalent of simple fire-fighting robot. 【Key words】：fire engine 、hot light、STM32 MCU 、LM298ST178
前言 本部分的第4、5、6、9章为强制性，其余为推荐性。 GAX X《消防机器人》目前拟分为9个部分： 一一第1部分：消防机器人通用技术条件； 一一第2部分：消防灭火机器人： 一一第3部分：消防侦察机器人； 一一第4部分：消防排烟机器人； 一一第5部分：消防救援机器人； 一一第6部分：消防洗消机器人； 一一第7部分：消防照明机器人； 一一第8部分：防暴机器人； 一一第9部分：排爆机器人： 本部分为GAXX的第1部分。 根据国内目前消防机器人的生产、使用情况以及今后较长时期内我国消防机器人的发展规划，编制了本部分标准。本部分标准首次发布。 本部分由中华人民共和国公安部提出。 本部分由全国消防标准化技术委员会第四分技术委员会(SAC／TCll3／SC4)归口。 本部分负责起草单位：公安部上海消防研究所。 本部分主要起草人
消防机器人通用技术条件 General specification for fire robot GAXX.－XXXX 1 范围 本标准规定了消防机器人的术语、分类、型号编制、功能、性能要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存等。 本标准适用于在陆地上行走的各类消防机器人，不适用于在空中或水面、水下等执行消防作业的其它特种机器人。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文 件，其最新版本适用于本标准。 GB／T 156—2007 标准电压 GB／T 191—2008 包装储运图示标志 GB／T 699—1999 优质碳素结构钢 GB／T 1173—1995 铸造铝合金 GB／T 1176—1987 铸造铜合金技术条件 GB／T 1348—1988 球墨铸铁件 GB／T 3766—2001 液压系统通用技术条件 GB 3836.1—2000 爆炸性气体环境用电器设备第一部分：通用要求 GB 4208—2007 外壳防护等级(1P代码) GB／T 4237—2007 不锈钢热轧钢板和钢带 GB 5083—1999 生产设备安全卫生设计总则 GB／T 7251.8—2005 低压成套开关设备和控制设备智能型成套设备通用技术要求 GB 7258—2004 机动车运行安全技术条件 GB／T 7932—2003 气动系统通用技术条件 GB／T 9439—1998 灰铸铁件 GB 12325—2003 电能质量供电电压允许偏差 GB 14097—1999 中小功率柴油机噪声限值 GB 15540—2006 陆地移动通信设备电磁兼容技术要求和测量方法 GB 17478—2004 低压直流电源设备的性能特性 GB 18296—2001 汽车燃油箱安全性能要求和试验方法 GB 20891—2007 非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国I、II阶段) GB 50171—1992 电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范GB 50257—1996 电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范 GB／T 13384—1992 机电产品包装通用技术条件 JB／T 9773.2—1999 柴油机起动性能试验方法 3 术语 下列术语适用于本标准： 3.1消防机器人fire robot
消防机器人设计报告
基于ATmega2560单片机的智能避障灭火小车 一、设计方案： 1、控制系统： Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计。处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口（其中16路可作为PWM输出），16路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。Arduino Mega2560也能兼容为Arduino UNO设计的扩展板。 该核心电路板能提供大量IO接口，因此为以后的传感器和功能拓展提供了便捷，同时搭配传感器拓展板，在使用和调试便捷性上优于其它单片机。 Arduino2560原理电路： 2、传感器： 方案一：光电循迹传感器+火焰传感器+红外线测距传感器 光电开关在一般情况下，由三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。
它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光受光器是接收不到的，当有物体通过时挡住了光，并把光反射回来，受光器就接收到了光信号，输出一个开关信号。 当遇到黑色线格的时候，由于黑色吸收了大部分光线，因此光电开光就会输出电平变化，单片机接收到信号以后做出相应的动作。 火焰传感器的基本构成及原理: 火焰传感器由红外线接收管、电平比较电路、灵敏度调节电位器三部分组成。通过红外线接收管探测周围环境，当接收到较强的红外线的时候，由电平比较器反馈给单片机电平变化信号。可通过电位器调节火焰传感器的灵敏度。 红外测距传感器： 红外测距传感器由四部分构成，红外线二极管，红外线接收管，电平比较器，距离调节电位器。 通过红外线二极管发射出红外线，接收管收到物体反射的红外线，通过电平比较器后输出一个变化电平信号。通过电位器调节，可以控制接收管给电平比较器的信号，而达到控制探测距离的目的。但由于红外线测距模块对火焰比较敏感，因此用在消防机器人上面不是很合适。 方案二：光电循迹传感器+火焰传感器+超声波传感器 该方案使用了超声波测距模块，利用超声波发射和接收模组，通过一定频率的超声波并接收该频率的反射波，通过两者的时差进行计算，准确得出障碍距小车的距离，屏蔽了火焰对测距模块的影响，能有效应用于避障机构。 3、动力机构： 方案一、四线二相步进电机*2 该方案中，步进电机能够按照特定的步进角进行运转，设定好步数，电机则运行相应的角度以下图为例： 虽然步进电机能很准确的对小车进行控制，但是由于其功耗和控制电路的因素，该方案未采用。 方案二、直流减速电机*2 使用L298N驱动两个直流电机，L298N驱动电路如下图：
消防灭火机器人在火场上的应用 发表时间：2019-09-09T16:20:39.407Z 来源：《基层建设》2019年第17期作者：郝少辉 [导读] 摘要：随着社会经济的发展，在一些特殊的行业和企业中，会发生化学危险的爆炸事故，也会增加燃烧、火灾的安全隐患，导致灾害事故发生率提高，这也会增加救援的难度，增加人员的伤亡。 长庆油田第一采气厂消防大队陕西榆林 718500 摘要：随着社会经济的发展，在一些特殊的行业和企业中，会发生化学危险的爆炸事故，也会增加燃烧、火灾的安全隐患，导致灾害事故发生率提高，这也会增加救援的难度，增加人员的伤亡。由此而言，消防灭火机器人便由此而生。消防灭火机器人是在操作人员无线控制下进入火灾现场的，并且指挥人员通过机器人身上安装的摄像头中的火灾现场的画面，具体了解分析火灾现场的情况制定出切实可行的救火方案，并且消防机器人根据热传感器找到火源进行有效控制火势或灭火。 关键字：灭火机器人、科技、火场应用 什么是消防灭火机器人 上世纪六十年代机器人产生，此后经历了长时间的发展，应用广泛，出现在各个行业之中。渐渐消防机器人出现在人们视野，应用于灭火救灾工作中。在科研家经过三年的辛苦钻研，我国第一台消防灭火机器人诞生。机器人中的特种兵——消防机器人，在火场的抢险救灾中起着越来越大的作用。它可以自主的行走、跨越障碍、远程灭火等，也可以在火场外围环境进行勘察，在火场内进行救援。随着社会经济的发展，石油化工产业发展迅猛，隧道、铁路建人设增多，由此而发生的灾害也在增加。石油燃气的爆炸、毒气泄漏等灾害大多是突发的，难以预测，并且其过程比较复杂，不仅会造成大量的财产损失，还有造成人员伤亡。消防机器人的产生便有效地帮助消防队员进行现场的勘测，他们代替消防人员进入危险的灾害区域，进行数据的采集、处理等。这样可以减伤人员的伤亡，确保消防人员的人身安全。消防机器人在收集数据后进行反馈，由现场的指挥人员进行灾情的判断分析，制定出正确的解决方案。 消防灭火机器人的优劣势 随着消防灭火机器人的诞生，我国的消防事业得到了有效地发展。它具有很多优势，具体有以下几点。其一，消防灭火机器人作为机器人中的一类，它是无生命的，金属质地，不易损伤，所以在面临高温、浓烟的火灾情况时，它比人类更为有效，它没有人类的肉体，自然也没有此类的风险，在消防人员所不能到达之处发挥了重要的作用，从而减少人员的伤亡。如果消防机器人早被应用的话，那么在以前大火事件中损失将会减少很多。其二，现代科技的发展，智能化的进步，使得消防机器人更加的高科技化。它融合人工智能技术、自控技术、神经网络、电子机械工程等高端科技。消防机器人呢，更是机器人中的特种兵，它更为先进，更具有代表性。消防机器人可以根据灾情的真实情况进行针对性的分析，自主的判断出火灾的来源，进行数据的收集、分析、反馈，从而进行灭火的工作。其三，消防机器人它自身的消耗极小，重复实用性强，细心保养，它可以多次使用，充分发挥其性能，达到最高绩效。 在拥有诸多优点的同时，消防机器人也具有一些缺点。它的缺点主要表现在两方面，一方面，消防机器人的制作成本高，价格昂贵，不能得到广泛应用，限制了其应用的广泛性。它是智能化的先进科技成果，它的研制时间一般要很久，技术和资金的要求比较高，无法进行大规模生产，只能少数生产。因此，不能给消防部门大量的配备此类机器人，从而在一定程度上影响了其普遍性的应用。另一方面，消防机器人的维护保养的成本较高，并且其维护过程较为复杂。它在救援过程中有众多的功能与程序，所以在设计过程中要构造复杂的结构，针对其功能进行一一的设计与试验，因此对维护人员有一定要求，他们本身要拥有较高的文化素养和专业的知识技能。并且要求维护人员定期参加职业技能培训，使他们更加专业化。同时，因为在实际的使用过程中消防机器人会有损耗，维护的费用也比较高。 消防机器人的应用分析 在高层建筑火灾中的应用。我国经济突飞猛进，应时代要求，在我国的建筑中高层建筑群数量最多，加之土地资源的日益减少，高层建筑是我国乃至世界建筑建设的发展趋势。高层建筑的建设带来方便的同时，也增加了一些消防安全隐患。高层建筑如果发生了火灾，火灾的蔓延速度会很快，高层楼体的构造极容易扩大火灾，增加救援难度。这使得消防队员的救援难度增加，对消防工作有了更高的要求。首先，火灾发生时，着火点在高处，消防人员难以借助高楼内楼梯或电梯到往着火点。由于楼层过高，消防车举高受限无法快速的到达目的地，不能有效的进行灭火救援。消防员在登高时会受到多方面的限制，消防员的登高能力、人体的忍受力有限。高层建筑一般在人口密集、楼层密布的区域，高层建筑密度大，消防车无法直接进入。高层建筑中的空间比较狭小，有时的消防通道会被占用，从而加剧了救援难度。其次，发生火灾后会产生很多的浓烟，高层建筑中的浓烟不易消散，能见度很大程度的降低，导致消防官兵将面临浓烟的毒害，可能会造成伤亡，达不到有效地救援。再次，火灾发生在高处，会加大冷却用水，也会增加抑制火灾的用水量。通常在实际的火灾救援中，供水量难以满足抑制灾情所需要的用水量，因此错过救火的最佳时间。最后，当火灾的蔓延范围大、火势汹涌时，楼层外壁的玻璃幕墙、大型LED灯、或是空调外机都会受热燃烧从而掉落，很容易威胁消防人员的生命安全，也有可能对消防车造成损害。由此，消防灭火机器人在解决这个事情上发挥了很好的作用。研究人员在设计时便结合了高层建筑结构的特点，在消防机器人上安装了完善的灭火装置，也有相应的灭火系统。它们具有自动上楼下楼功能，在火灾现场进行数据采集、分析。以此来确保消防人员的安全，更好的保障人们的人身安全与财产安全。 在地下建筑中的应用。地下建筑环境大多都是封闭的，当火灾发生在地下环境时，大火会迅速蔓延，火场温度会大幅度增加，环境的封闭是浓烟无法扩散，浓度随之提升，这对于消防人员来说救援的难度增强了许多。如果进入了地下封闭环境，消防队员自身的安全不能得到保障。这样的情况下，消防机器人便可以解决这一问题，其可以进入地下建筑，进行数据采集、分析，反馈给现场指挥人员，从而采取更为有效地措施，减少因火灾引起的伤亡。对于地铁隧道中的突发火灾，我国制定了应急措施，在地铁内部的设计上也会有满足此类的要求。虽然如此，但是在实际情况发生时，灭火救人的难度依旧很大。消防灭火机器人在此方面具备优势，它具有攀爬功能，可将它作为地铁、隧道的消防设备。这样可以在第一时间进行灭火工作，减少人员伤亡，财产损失。 在石化场所中的应用。在石油、化学产品等易燃易爆场所而言，发生火灾的话，其后果是严重的，其危害之大，损失之多，影响之广是难以形容的。现在的消防人员一旦进入便会有人身危险。消防灭火机器人应用到此类场所中，有效地降低人员的伤亡，减少财产的损失，也可以及时的进入火场，及时的落实措施、实施救援，避免有次生灾害发生。 总结 就目前而言，消防灭火机器人应用于火场救灾中是大势所趋。在不久的将来，消防机器人将会被广泛应用于消防人员的救灾行动中，
消防机器人在火灾和应急救援中的应用 作者：安全文化网文章来源：安全文化网点击数：1753 更新时间：2009-5-26 随着社会经济的迅猛发展，尤其是最近几年，江苏无锡地区大量高层建筑、地下建筑和大型石化企业不断涌现，由于这些建筑和企业生产的特殊性，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡，这方面公安消防部队已历经诸多血的教训。尤其是当新消防法出台后，抢险救援已成为公安消防部队的法定任务，面对新时期面临的新情况新任务，也为了更好地解决前述难题，消防机器人的配备显得日益重要。 一、消防机器人概况 （一）机器人的定义。自机器人诞生的那天起，关于其定义的问题一直争吵不休，原因在于其随着社会的进步而不断更新扩展新的功能，且更涉及到人类的问题，因此对其定义一直模糊。1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。”我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。 （二）消防机机器人发展历史。机器人自60年代初问世以来，经历40余年的发展，己取得长足进步，社会各行各业皆可见其身影。从1986年日本东京消防厅首次在灭火中采用了“彩虹5号”机器人后，消防机器人就逐渐在灭火救灾领域得到广泛的应用，消防机器人技术也得到快速的发展。截至目前，消防机器人已经稳步向第三代高端智能机器人前进。 （三）消防机器人应用背景。 据最新数据，无锡市高层建筑（在建不计）高达百米以上就有28栋，共有5162家化工企业，另有蠡湖、惠山等隧道，地下广场建筑以较多，此外，还将开建环城地铁。由此可见，消防部队将面对的火灾和应急救援的形势相当复杂。尤其是在高温、有毒、易燃易爆等复杂环境中，为切实增强消防部队扑救大火的能力，也为更好地保护广大官兵的生命安全，配备消防机器人已势在必行。消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点，已成顽疾。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈，有效地解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以根据其反馈结果，及时对灾
消防机器人在灭火救援中的应用 信息技术在各行业中的广泛应用，为我国社会经济的发展注入了全新的动力与活力。随着我国城市化进程不断推进，安全隐患问题尤为凸显。特别是具有不可预测性的突发事故，为我国消防救援工作带来了极大的困难与阻碍。同时也为威胁着相应的消防人员的人身安全。文章通过分析消防机器人在灭火救援中的优缺点，提出其具体的应用技术与使用范围，以降低消防工作的难度，保障灭火救援工作顺利实施。 标签：灭火救援；消防机器人；应用技术 1 概述 随着科学技术的迅速发展，机器人成为人类历史上又一个伟大发明。消防机器人最早诞生于上世纪八十年代的日本。我国对消防机器人的研究工作始于上世纪七十年代，到九十年代后进行规模化研发。其中具有代表性的是自行式消防水炮的研发，它可以在移动与操作上实现对危险火灾现场的救援。进入二十一世纪以来，消防机器人技术开发与应用，成为消防科技发展的重要研究方向之一。目前消防机器人不仅可以实现行走、爬坡、跨越障碍和灭火等功能，还可以利用各种传感器对火灾现场进行探测侦查，为消防人员在灭火救援中提供幫助。消防机器人在未来占据重要地位。在此背景下，拥有不同水平与功能并且智能化程度各不相同的消防机器人，作为灭火救援工作的替代者，对于提高灭火效率、保护消防人员的人身安全、减轻劳动强度等都具有重要意义。为了广泛应用各种智能化消防机器人、提高灭火救援效率、建设现代化消防队伍，需要了解消防机器人的优缺点并全面掌握它们的具体应用技术以及使用范围。 2 消防机器人的分类与现阶段呈现出的优缺点 2.1 消防机器人的分类 消防机器人作为特种消防设备，可代替消防人员进入有毒、有害、浓烟、放射性等危险火场，实施有效的探测、化学检验、灭火救援等消防救援等工作。为便于对消防机器人进行探索与应用，可从消防机器人的实战角度出发，按照以下标准进行分类：第一，按照主要功能可划分为，灭火机器人、破拆机器人、救人机器人以及危险物品泄露探测机器人等；第二，按照感觉功能可划分为，视觉型、温感型、嗅觉型以及烟感型机器人等；第三，按照行走方式可划分为，轮式行走型机器人、履带式行走型机器人以及履带轮式行走型机器人等；第四，按照控制方式可划分为，线控机器人、无线遥控机器人以及自适应机器人等；第五，按照智能化程度可划分为，程序化控制型机器人、智能化控制型机器人以及具有感觉功能计算机辅助控制型机器人等。 2.2 消防机器人的优缺点
消防灭火机器人在火场上的应用 摘要：随着社会经济的发展，在一些特殊的行业和企业中，会发生化学危险的 爆炸事故，也会增加燃烧、火灾的安全隐患，导致灾害事故发生率提高，这也会 增加救援的难度，增加人员的伤亡。由此而言，消防灭火机器人便由此而生。消 防灭火机器人是在操作人员无线控制下进入火灾现场的，并且指挥人员通过机器 人身上安装的摄像头中的火灾现场的画面，具体了解分析火灾现场的情况制定出 切实可行的救火方案，并且消防机器人根据热传感器找到火源进行有效控制火势 或灭火。 关键字：灭火机器人、科技、火场应用 什么是消防灭火机器人 上世纪六十年代机器人产生，此后经历了长时间的发展，应用广泛，出现在 各个行业之中。渐渐消防机器人出现在人们视野，应用于灭火救灾工作中。在科 研家经过三年的辛苦钻研，我国第一台消防灭火机器人诞生。机器人中的特种兵——消防机器人，在火场的抢险救灾中起着越来越大的作用。它可以自主的行走、跨越障碍、远程灭火等，也可以在火场外围环境进行勘察，在火场内进行救援。 随着社会经济的发展，石油化工产业发展迅猛，隧道、铁路建人设增多，由此而 发生的灾害也在增加。石油燃气的爆炸、毒气泄漏等灾害大多是突发的，难以预测，并且其过程比较复杂，不仅会造成大量的财产损失，还有造成人员伤亡。消 防机器人的产生便有效地帮助消防队员进行现场的勘测，他们代替消防人员进入 危险的灾害区域，进行数据的采集、处理等。这样可以减伤人员的伤亡，确保消 防人员的人身安全。消防机器人在收集数据后进行反馈，由现场的指挥人员进行 灾情的判断分析，制定出正确的解决方案。 消防灭火机器人的优劣势 随着消防灭火机器人的诞生，我国的消防事业得到了有效地发展。它具有很 多优势，具体有以下几点。其一，消防灭火机器人作为机器人中的一类，它是无 生命的，金属质地，不易损伤，所以在面临高温、浓烟的火灾情况时，它比人类 更为有效，它没有人类的肉体，自然也没有此类的风险，在消防人员所不能到达 之处发挥了重要的作用，从而减少人员的伤亡。如果消防机器人早被应用的话， 那么在以前大火事件中损失将会减少很多。其二，现代科技的发展，智能化的进步，使得消防机器人更加的高科技化。它融合人工智能技术、自控技术、神经网络、电子机械工程等高端科技。消防机器人呢，更是机器人中的特种兵，它更为 先进，更具有代表性。消防机器人可以根据灾情的真实情况进行针对性的分析， 自主的判断出火灾的来源，进行数据的收集、分析、反馈，从而进行灭火的工作。其三，消防机器人它自身的消耗极小，重复实用性强，细心保养，它可以多次使用，充分发挥其性能，达到最高绩效。 在拥有诸多优点的同时，消防机器人也具有一些缺点。它的缺点主要表现在 两方面，一方面，消防机器人的制作成本高，价格昂贵，不能得到广泛应用，限 制了其应用的广泛性。它是智能化的先进科技成果，它的研制时间一般要很久， 技术和资金的要求比较高，无法进行大规模生产，只能少数生产。因此，不能给 消防部门大量的配备此类机器人，从而在一定程度上影响了其普遍性的应用。另 一方面，消防机器人的维护保养的成本较高，并且其维护过程较为复杂。它在救 援过程中有众多的功能与程序，所以在设计过程中要构造复杂的结构，针对其功 能进行一一的设计与试验，因此对维护人员有一定要求，他们本身要拥有较高的
消防机器人 摘要：消防机器人在操作人员无线控制下进入火灾现场，通过机器人身上安装的摄像头将火灾现场的画面传入指挥中心，指挥中心具体了解分析火灾现场的情况制定出切实可行的救火方案，并且消防机器人根据热传感器找到火源进行有效控制火势或灭火。如有危险物品，消防机器人利用自身的机械臂将危险物品转移到安全地带。实现操作人员与消防机器人相互协调完成救人灭火人物。它的应用将协助消防部队扑灭火灾，提高救灾效率，减少国家、个人财产损失及尽量减少消防员或救灾人员的人身损坏。关键词：消防机器人；自动控制； 一、消防机器人的意义 数据显示，2012年1至7月全国共发生火灾46653起，死亡399人，受伤258人，消防局后勤装备处副处长王宇介绍，我国每年有近30名消防员在灭火救援战斗中牺牲，消防员已成为高危行业。消防机器人作为特种消防设备可代替消防队员接近火场实施有效的火场侦察和灭火救援。它的应用将协助消防部队扑灭火灾，提高救灾效率，减少国家、个人财产损失及尽量减少消防员或救灾人员的人身损坏。 二、消防机器人的目前现状 （1）消防机器人的市场方向： 一、市场规模 2006-2010年我国消防灭火机器人行业市场增长速度分析（单位：千元） 二、市场集中度 2010年我国消防灭火机器人行业市场集中度
三、行业盈利水平 2007-2010年消防灭火机器人产业利润总额（单位：千元） 2007-2010年消防灭火机器人产业销售利润率（单位：%）
四、2010年我国主要消防灭火机器人生产厂家产量数据统计 2007-2010年消防灭火机器人产业厂家数量统计（单位：个） （2）消防机器人的研究方向：消防机器人在操作人员无线控制下进入火灾现场，通过机器人身上安装的摄像头将火灾现场的画面传入指挥中心，指挥中心具体了解分析火灾现场的情况制定出切实可行的救火方案，并且消防机器人根据热传感器找到火源进行有效控制火势或灭火。如有危险物品，消防机器人利用自身的机械臂将危险物品转移到安全地带。实现操作人员与消防机器人相互协调完成救人灭火人物。 （3）实现消防机器人功能的技术手段:消防机器人以柴油发动机作为动力，配置驱动轮能够作俯仰和左右旋转，喷射一定量的灭火剂，并装有气体检测装置和摄像头，通过无线电控制，无线电控制的最大距离为100～150m。此外，还装有温度传感器、气体检测装置、烟雾浓度检测装置和红外线检测装置等。消防机器人身上安装的所有电器以及线路具有耐高温、抗辐射、防爆炸、防水的措施和功能。行走机构耐高温、
灭火机器人 机器人这个概念早已家喻户晓,它是自动执行工作的机器装置,可以协助或者取代人类从事多种工作。由机器人来代替人类在危险的工作环境中工作,尤其是特殊紧急险情等危害公共安全时,机器人发挥着越来越重要的作用。本文仅就消防机器人在国内外的发展现状做简要介绍,并对消防机器人在实际中的应用及改进方向做较为详尽的阐述,供广大同仁参考。 “机器人”一词问世以来,一直成为高科技高尖端的代名词。世界发达国家均在机器人的研发上投入大量的人力财力。机器人是自动执行工作的机器装置,可以协助或者取代人类从事多种工作。近年来,机器人已经在很多国家的多个行业逐步代替了手工,是人力资源匮乏国家解决劳动力问题的上佳选择。而由机器人来代替人类在危险的工作环境中工作,尤其是危害公共安全的火灾、毒气、爆炸等特殊紧急险情时,机器人发挥着越来越重要的作用。消防事业直接服务于经济建设,高科技的消防技术直接有利于我国经济的发展,现在消防机器人的诞生把消防工作推向了一个新的局面。 １消防机器人的分类及主要的技术特征 机器人是凭借其本身所产生的动力,以及控制的能力,去达到一种既定的功能,并且能够移动,可以达到对某些特定动作的实现。消防机器人属于特种机器人大家族中的一种,它的应用将大大提高消防部门消防工作能力。为了便于探讨,我们对于消防机器人的种类加以区分和总结,具体如下。 (1)针对控制方式而言,自适应消防机器人,线控消防机器人、无线遥控消防机器人等是其划分的种类。 (2)针对灭火救援功能而言,其可以划分为火场侦察机器人、灭火机器人、排烟机器人、救人机器人、危险物品泄漏探测机器人、破拆机器人及多功能消防机器人。 (3)按照消防的智能化程度,其可以划分为智能化消防机器人、程序化控制消防机器人、具有感觉功能计算机辅助控制消防机器人等。 (4)针对感觉功能来说,其大体可划分为视觉消防机器人、触觉消防机器人、嗅觉消防机器人、温感消防机器人、烟感消防机器人等。
灭火救援实战中消防机器人技术的研究 发表时间：2019-11-07T13:06:22.527Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年16期作者：蔡腾雄1 冯安寿2 [导读] 随着我国社会的发展，火灾发生的频率不断增加，同时火灾事故发生对消防救援人员会造成严重的伤害。 蔡腾雄1 冯安寿2 1三明市消防救援支队特勤中队政治指导员兼11级助理工程师；2三明市三元区消防救援大队10级助理工程师 365000 摘要：随着我国社会的发展，火灾发生的频率不断增加，同时火灾事故发生对消防救援人员会造成严重的伤害。为减少救援工作人员受伤，我们必须研究新技术新工具应用于消防救援。如今智能机器人已经应用到各行各，其对于解决人们日常生活问题发挥着极大的作用，如何实现在灭火救援中机器人的应用是本文讨论的中心。 关键词：消防救援；消防机器人；技术；研究 前言 随着科技的不断发展前行，智能化机器人应用变得广泛，不但为人们生活提供很多方便，还能应在在消防救援当中，提高救援质量同时，减少救援人员受到伤害，为当前救援工作中面临的难题提供了新的解决出路。但要想实现救援机器人在救援工作当中的应用，不仅需要对相应技术全面掌握，而且还能对不同情况实施不同救援。因此，针对消防机器人在灭火救援中技术探讨有着重要意义。 1.消防机器人发展现状 1.1国外现状 火灾救援惊险万分，灭火救人的消防救援人员承受很大的救援风险，很容易受到伤害，因此人们一直期望能用借助机器人替代消防员去完成危险的救火工作。据研究日本田所谕教授与国际救援系统研究机构等组成研发团队，成功研究出首款飞行式消防机器人。该机器人不但能控制与消防水带相连接的多个喷嘴，利用喷水反作用力稳定地悬浮于空中，同时还能够选择前进方向，进入到建筑物内，消灭火源，从而降低消防救援人员救火危险。消防机器人依靠电动机作为驱动，利用无线控制控制运行，同时消防机器人还具备监视系统，温度传感器以及摄像装置等功能，从而能实现对火灾情况进行有效分析。如火灾内部温度、着火点、危险区域等。美国对于消防机器人的研发，主要利用碳纤维作为机器人的外部材料，使用履带来驱动机器人运行，这样可以使机器人能越过大障碍物。同时，还通过无线控制技术和射频等技术来完成信息的捕捉和反馈，并配置了可拆卸消防水枪，使得灭火与拆卸作业工作能够同步落实。另外，挪威最新研制的蛇形消防机器人，能够快速爬楼梯穿越墙体，而且能够将消防水带作为连接媒介，带领消防救援人员快速安全进入到火灾现场救援。 1.2国内研究现状 我国对于消防救援机器人研究工作从上世纪七十年代开始进行的，到了九十年代以后对于救援机器人的研究开始进入到规模化研发，其中产生很多突出成果如自行式消防水炮。该装置在操作及快速移动等方面都能够实现对火灾救援。进入新世纪，我国对于消防机器人的研究又上了一个新的台阶，如陕西省银河技术公司在2010 年将很多技术应用到消防机器人当中如：不同的类型火灾现场进行系列化救援机器人研发，自动灭火、照明等功能；同时以低碳环保的能源为动力源提高机器人工作效率和质量，相应的装载量得到提升；使用最为先进系统设计工艺，机器人在功能上得到很大提高，同时对于外部高温与抗辐射能力上也得到提高，同时使其具备自动保护设施，使相应保护功能得到了完善；操控系统设计更为灵活，信息传达更为准确快捷，能更好的满足现场需求，侦查和监控功能也在灭火机器人上得应用。 2消防机器人现阶段发展状况 2.1 类别上 第一，按照功能划分，包括灭火功能、排烟、侦查以及救人功能的救援机器人；第二，按照控制方式划分类别，分为有线控、无线控制、自适应类型等；第三，按照行走方式为类别划分，分为轮式行走类型、履带式行走和履带轮式行走类别等；第四，按照感观功能划分类别，分为：视觉、温感、嗅觉和烟感型等；第五，按照智能化程度分为，标准程序化控制、智能控制型等。 2.2 优缺点对比 优点。消防机器人应用在实际灭火救援工作工作中，能够借助智能技术，利用消防机器人数据采集分析和回馈以及落实相应的救援措施功能，达到对火灾高效救援目的；同时，消防机器人结构与设计材料的特殊性，促进其在实际应用中对消防机器人，只要需要保护与维修得，便可以实现长时间应用；另外，消防机器人作为无生命机器设备，在实际的救援中，可以避免人工救援人员所生命损伤。缺点。第一，消防机器人作为智技术产品，其对于技术投入、资金保证上有着较高要求，并且机器人功能发周期长，整体上消防机器人造价较高；第二，消防机器人本身要能够满足救援工作当中各项功能要求，因此结构设计上较为复杂，在实际应用过程中如果受到损伤问题不可避免，但相应维护工作难度较大，所要花费的费用相对较高。 3.消防机器人的应用范围 3.1高层建筑救援中应用 目前高层的建筑已经成为我国建筑形式的代表和发展方向。但高层建筑一旦发生火灾，因其特殊的楼体结构因素限制致，使火灾蔓延速度更为快速，同时导致人员疏散、灭火救援等工作更加困难。具体表现为：建筑楼层过高导致消防车高度无法满足灭火需要，同时消防救员人员在登高能力上和途径也会因为楼层高度限制；另外，高楼层的建筑在火灾发生后由于烟气不能及时排去，再加上消防水位和水量不能满足灭火要求。因此，消防机器人应用再高层灭火救援中的优势便凸显出来。借助消防机器人的特点来解决这一难题，在研发过程中结合高层建筑特点，保证机器人具备完整的灭火装备和系统，同时具备自动上下的功能，同时能够把火灾现场具体情况进行合理分析与反馈，从而实现对人员救助，达到减少人工救援伤亡问题。 3.2 地下建筑中应用 地下建筑一般都是相对较封闭的环境，一旦火灾发生，现场温度就会迅速增高，另外烟雾的浓度也会持续提高。这使得消防救援难度极其困难，救援人员一旦进入到现场后，消防救援人员人身安全就难以得到保障。如果利用消防机器人在救援当中，就能够有效解决地下
基于ATmega2560单片机的智能避障灭火小车 一、设计方案： 1、控制系统： Arduino Mega2560是采用USB接口的核心电路板，具有54路数字输入输出，适合需要大量IO接口的设计。处理器核心是ATmega2560，同时具有54路数字输入/输出口（其中16路可作为PWM输出），16路模拟输入，4路UART接口，一个16MHz晶体振荡器，一个USB口，一个电源插座，一个ICSP header和一个复位按钮。Arduino Mega2560也能兼容为Arduino UNO设计的扩展板。 该核心电路板能提供大量IO接口，因此为以后的传感器和功能拓展提供了便捷，同时搭配传感器拓展板，在使用和调试便捷性上优于其它单片机。 Arduino2560原理电路： 2、传感器： 方案一：光电循迹传感器+火焰传感器+红外线测距传感器 光电开关在一般情况下，由三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路。
它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，它的检测头里也装有一个发光器和一个收光器，但前方没有反光板。正常情况下发光器发出的光受光器是接收不到的，当有物体通过时挡住了光，并把光反射回来，受光器就接收到了光信号，输出一个开关信号。 当遇到黑色线格的时候，由于黑色吸收了大部分光线，因此光电开光就会输出电平变化，单片机接收到信号以后做出相应的动作。 火焰传感器的基本构成及原理: 火焰传感器由红外线接收管、电平比较电路、灵敏度调节电位器三部分组成。通过红外线接收管探测周围环境，当接收到较强的红外线的时候，由电平比较器反馈给单片机电平变化信号。可通过电位器调节火焰传感器的灵敏度。 红外测距传感器： 红外测距传感器由四部分构成，红外线二极管，红外线接收管，电平比较器，距离调节电位器。 通过红外线二极管发射出红外线，接收管收到物体反射的红外线，通过电平比较器后输出一个变化电平信号。通过电位器调节，可以控制接收管给电平比较器的信号，而达到控制探测距离的目的。但由于红外线测距模块对火焰比较敏感，因此用在消防机器人上面不是很合适。 方案二：光电循迹传感器+火焰传感器+超声波传感器 该方案使用了超声波测距模块，利用超声波发射和接收模组，通过一定频率的超声波并接收该频率的反射波，通过两者的时差进行计算，准确得出障碍距小车的距离，屏蔽了火焰对测距模块的影响，能有效应用于避障机构。 3、动力机构： 方案一、四线二相步进电机*2 该方案中，步进电机能够按照特定的步进角进行运转，设定好步数，电机则运行相应的角度以下图为例： 虽然步进电机能很准确的对小车进行控制，但是由于其功耗和控制电路的因素，该方案未采用。 方案二、直流减速电机*2 使用L298N驱动两个直流电机，L298N驱动电路如下图：
消防机器人装备在灭火救援中的有效运用 机器人是人工智能体，从其诞生的那一刻起人们就存在争议，随着科学技术的进步，机器人的功能得到了全新拓展，但是定义依然十分模糊。1987年工业机器人诞生以后，机器人才有了全新的定义，定义是与人或者是生物相比较之后制定的，将机器人定义为一种自动化机器，具有很高的灵活性和智能性。文章分析了消防机器人装备在灭火救援中的有效运用，旨在进一步提高消防灭火救援效率，保障消防人员生命安全。 标签：消防机器人；灭火救援；有效运用 引言 消防机器人应用于火灾抢险救援当中，在提高救援效率的同时，能够有效抑制火灾的蔓延。消防机器人是一种特殊装备，使用成本很高，因此应用很难得到普及，目前，也仅是经济发达地区的消防部队能够配置这种装备，普通的消防部队没有条件使用消防机器人。因此，为了保障人民群众及消防官兵的生命安全，在火灾救援当中有效运用消防机器人势在必行。 1 消防机器人的概念评价 1.1 定义 在消防救援中使用的机器人是特种机器人，因此，被称为消防机器人，在火灾灭火抢险中得到了广泛应用，能够代替消防员完成一些人工无法完成的工作，在火灾抢险救援中发挥着重要作用。 1.2 优缺点 优点：消防机器人没有生命，可以在缺氧、浓烟和有毒的环境中执行任务，这是人工无法做到的，使用消防机器人能够一定程度上减少人员伤亡，大幅度提高火灾抢险救援效率。消防机器人可重复利用性较强，作为一种特殊的装备应用于火灾抢险救援当中，只需要得到常规保养和完善即可。 缺点：消防机器人总体看来是利大于弊，存在的缺点主要有两点：造价昂贵和保养维护复杂。由于消防机器人在研制过程中会耗费大量的时间和精力，但是制造技术的不足，使得消防机器人的生产总量很少，限于成本，一般售价很高。此外，消防机器人在使用之后需要得到及时保养和维护，其作为一种高科技产品，对维护和保养人员的专业水平要求较高。 1.3 主要结构 目前，消防机器人的结构主要有三种：机械手、救援拖斗和行走系机器人。