远程灭火机器人

王所全　关芳艳　董丽梅　刘广桥

摘 要：随着科学技术的发展，人民生活的安全需要得到更好的保障。该远程灭火机器人，重点是搜救、灭火及灾情探测。一旦发现烟雾或明火会立即报警并通过SIM卡以短信方式将信息传递给系统绑定的用户，进行远程监控和定位，通过APP远程视频操控灭火。在灭火过程中利用太阳能板将明火转化为电能进行即时充电，可喷射有效液体或干粉灭火或弹射灭火球选择性灭火。

关键词：远程;灭火;智能;机器人

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

1 设计功能

本灭火机器人涉及单片机控制，远程通信，机械设计，无线充电，材料学等多个领域。其意义在于通过传感器系统随时检测火灾现场的环境，完成灭火救援工作的同时保障消防人员的生命安全，并在过程中可实现远程操控充电，即使机器人处于低电量状态，太阳能板可将现场明火的光能转化为电能为其充电。还可以通过语音和视频功能和被困人员进行交流，在了解火灾真实情况的同时对被困人员进行情绪上的安抚，这相比于传统意义上的喊话对讲机来说，更方便，更准确。

2 设计原理图

3 系统组成

（1）远程控制系统：通过手机APP接入互联网与家里的灭火机器人通过路由器接入互联网，控制机器人主要由单片机和物联网模块组成。

（2）视频交互系统：通过手机终端由其他人进行实时监控。

（3）传感器系统：利用红外技术实现测速，并通过红外的搜索和跟踪系统，搜索和跟踪目标，火焰烟雾传感器检测定位火灾位置，发出报警。

（4）机械组成：包括履带底盘，金属外壳，灭火器，灭火球，弹射架，水箱，水泵，电池，电机，开关等组成，实现硬件与软件相互兼容控制。

4 功能实现

（1）视频操控：操作时可视频360°旋转检测四周环境，对机器人前行做出应变，对火源随时进行检测，与被控人员视频通话交流，指导被困人员如何逃生自救。

（2）短信报警：机器人在感应到烟雾、明火或火灾现场伤员，通过单片机和SIM卡以短信的方式将火灾信息发送给用户。当机器人后退时，自身也不间断提醒操控者后方安全距离。

（3）可实现远程操控充电：操控机器人行驶到无线充电平台，平台检测到会自动充电，离开自动断电。若机器人处于低电量状态，机器人上面的太阳能板可将现场明火的光能转化为电能进行充电，延长现场作业的时间。

（4）三种灭火方式供用户选择：搭载灭火性液体加增压水泵喷射，搭载干粉灭火器，搭载可弹射性的灭火球。通过遥控均可以控制喷射（弹射）的角度和高度，实现精准灭火，实测喷射距离10米。

（5）定位终端基于GPS技术：用单独的GPS接收机获得移动实体的位置信息，然后通过蜂窝网，以GPRS形式传输GPS信息，从而实现远程监控和定位，发生火灾也会将火灾位置发送给119请求出动灭火。

（6）重力感应设计：考虑到灭火时的操作性要求，设计的APP也进行重力感应操控机器人的前进后退问题。

（7）履带式机器人采用金属材料制成，外侧包覆高温绝热材料，内部安装高温检测装置和水循环散热装置，具有高温工作环境能力和高温自动保护功能。

5 结束语

当发生火灾时，机器人通过火焰报警器或烟雾报警器检测，通过单片机或SIM卡以短信方式告知操控者，由操控者通过手機APP进行遥控机器人。摄像头360°观测机器人周围环境，找准火源，利用有效液体或者二氧化碳进行选择性灭火。箱体由防火隔热材料保护。当箱体温度过高时，箱体内部温度报警器报警，风扇转动降温。箱体内的人体感应模块发现被困人员时，由SIM卡控制发送短信告知操控者，进行视频通话交流。机器人在转向或上下楼梯行动时候，由摄像头与超声波共同作用，为机器人在救援灭火行动中提供有利条件。

参考文献：

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