消防机器人
- 格式:doc
- 大小:93.00 KB
- 文档页数:5
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、
防水。
并且消防机器人外部装有紧急喷射自我保护装置,为消防机器人提供自我保护功能。
消防机器人的操控系统由带显示器的控制器以及减速装置组成,操控简便、安全、可靠。
三、消防机器人的功能分析
当发生火灾时,操作人员迅速将消防机器人投放到火灾现场,通过机器人传输至指挥中心的画面找到安全出口,机器人根据自身安装的温度传感器,找到安全出口的火源,然后自动控制灭火装置减小或扑灭安全出口的火势,消防人员协助困在火灾现场的人员安全迅速的离开活在现场。
然后操作人员通过无线电,操作消防机器人排除火灾现场的危险物品,以免造成二次伤害。
当消防机器人查找到危险物品,通过自身的机械臂将危险物品在指挥中心的引导下转移到安全地带。
然后消防机器人进入火灾严重场所,通过自身的控制系统达到自动制动,再扑灭蔓延的火势。
当火势得到控制并扑灭,操作人员将消防机器人撤离火灾现场。
四、整体方案设计
(1)机械本体:四轮行走系统由车架、车桥、车轮和悬架组成,车架为整体式车架,采用24﹟槽钢制造。
车桥连接车轮,悬架连接车桥和车架,在车桥两端安装前后轮,电动机驱动前轮,再通过链条传动传递给后轮,前轮装有减速器。
车架上装有灭火喷头,涡轮蜗杆装置调节灭火喷头的角度达到有效灭火。
两侧装有机械臂,液压传动来驱动机械臂抓住物体,架上部装有摄像头。
(2)自动控制:四轮消防机器人的控制系统由无线遥控装置、可控制编程器PLC、放大器、测速传感器、测温传感器及执行原件的元器件组成。
控制原理是通过无线接收器输出的指令信号,通过放大器放大,使执行元件动作,最终达到控制目的。
无线遥控器能发出和接收控制灭火机器人所具备功能的全部动作信号:启动/停止柴油发动机、加速、减速、直行前进、直行后退、左右转弯、左右急转弯、喷头俯仰回转等动作。
可编程控制器能接收无线接收器发出的全部控制信号并根据信号执行相应的指令,使执行机构做出相应的动作。
五、具体技术方案
当接到启动柴油机指令后,系统必须首先判断油门执行机构的位置,应将油门位置拉到怠速启动位置,才能允许启动。
若在高速位置就直接启动柴油机,将使之造成损坏,因此,在软件编程时,必须考虑柴油机在启动前检测油门位置,若油门位置不正确,必须先驱动油门执行器,将油门位置拉到正常位置方可启动。
油门执行机构采用直流伺服电机驱动,同时,为防止凸轮限位机构因长时间运行或受震动影响引起失灵,故在系统内装有一直线式位移电位器。
对柴油机发动机的启动和停止控制,需要参照一些传感器的信号,这些传感器既有柴油机本身的,也有柴油机外部的。
传感器信号的形式通常可以分为电压型和电流型两种。
输入的方式可以通过模拟量的输入模块输入电压型或电流型的小信号,然后控制系统通过总线方式读取数据。
当接收到启动柴油机指令后,柴油机根据预先设定好的程序进入启动状态机组允许连续启动3次,每次启动时间为5秒,间隔30妙,若三次启动不成功,则报启动失败故障。
当柴油机接到停车指令后,应能自动在怠速状态下继续运行2分钟后停车。
接到紧急停车指令,应能立即停车。
在柴油机未启动时,立即自动检测柴油机油门位置,并使其出于怠速启动位置。
参考文献
【1】2011-2015中国消防灭火机器人市场发展趋势及营销策略建议中企调研网
【2】公安部消防局发布2012年1-7月全国发生火灾统计2012-08-13 中国消防资源网【3】刘军程继国尹志沈耀宗消防机器人灭火救援技术分析2010年第11期消防技
术与产品信息
【4】丁哲勇四轮消防灭火机器人总体设计2005-03-01。