智能灭火防爆机器人控制技术的研究

2016-12-16西安思源学院屈晓昱

电子世界 2016年22期

西安思源学院杨燕晏成屈晓昱

智能灭火防爆机器人控制技术的研究

西安思源学院杨燕晏成屈晓昱

随着机器人在各领域的发展，灭火防爆机器人在消防领域应用优势也逐渐显现。本文对灭火防爆机器人的工作原理进行了研究，提出了使用热成像仪精确定位对火源点。并采用步进电机、齿轮传动、履带等实现机器人的避障和越障功能。提出了对燃烧物取样和分析的解决方案。

机器人；灭火；防爆

二十一世纪以来，随着智能化在国民经济各领域的发展，智能机器人的发展也随之取得了长足的进步。其发展趋势主要显现在两个方面，一方面机器人在制造业应用的范围越来越广阔，其标准化、模块化、网络化和智能化的程度越来越高，功能也越来越强，并向着技术和装备成套化的方向发展；另一方面，机器人向着非制造业应用以及微小型方向发展，如表演型机器人，服务型机器人，机器人玩具等。国内外研究机构正试图将机器人应用于人类活动的各个领域。

在我国机器人主要应用于工业制造领域，我国工业机器人现在的总装机量约为12万台，其中国产机器人占有量约为 1/3，即4万多台。与世界机器人总装机台数7500万台相比，中国总装机量仅占万分之十六。对中国这样一个拥有13亿人口的大国来说，仅在机器人数量上就和发达国家有着很明显的差距。因此大力发展我国的机器人事业刻不容缓。

灭火防爆机器人作为特种机器人的一种，随着社会经济的迅猛发展而出现的。目前主要用于化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故现场。这些现场一旦发生灾害事故，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。灭火防爆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。灭火防爆机器人的出现无疑可以辅助消防员及时获得现场信息，甚至实现自动灭火。其在灭火和抢险救援中发挥了举足轻重的作用。

一、灭火防爆机器人的总体设计方案

灭火防爆机器人由七大部分构成，包括热成像仪、红外摄像仪、3D激光扫描仪、燃烧物分析仪、传动机构、主控机构和GPS定位系统。实物见图1。

图1　灭火防爆机器人

灭火防爆机器人，采用多参数分析系统。利用热成像仪对火灾现场进行分析，确定火源位置，发送指令控制给灭火机器人，机器人选择相应的灭火工具进行灭火。红外摄像仪还可以实时传输现场图像，3D空间扫描仪能够及时查看火灾现场的空间地形情况。由于火灾现场情况复杂，机器人还配备了气体、固体、液体的取样设备，可以及时进行燃烧物的取样和分析。该系统可以实时反馈现场的数据，对现场的数据进行采集、处理和响应，现场指挥人员可以根据其反馈结果，及时对火灾作出科学判断，并对火灾事故现场工作做出正确、合理的决策。机器人配备了液体灭火装置，可以进行高压和水雾的多种灭火方式。