CN204563391U - 一种自动灭火搜救机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及消防设备，具体说是一种自动灭火搜救机器人，包括机器人车身、行走轮和灭火器，所述行走轮通过运动电机驱动行走，所述灭火器通过启动电机开启或关闭，灭火器通过方向电机带动沿水平方向转动；车身前侧设置有火焰检测传感器，火焰检测传感器将检测信号传送至单片机，单片机向电机驱动模块发送指令，电机驱动模块根据指令控制运动电机、启动电机和方向电机的动作。本实用新型容易安装、生产、节省成本，能根据火焰方向360度水平自由调整灭火方向，可通过语音识别模块检测到求救语音信号，并通过无线通信模块对火灾现场的求救者进行定位，以利于实施进一步准确有效的救援行动，提高了火灾现场求救者的获救率。

Description

一种自动灭火搜救机器人

技术领域

本实用新型涉及灭火设备，具体来说是自动灭火搜救机器人。

背景技术

自从1518年世界上首辆消防车问世以来，随着科学技术的不断发展，消防车的发展迅速，直到1916年我国才出现由汽车改装而成的消防车。从最初的马车拉水灭火到现在的人工操控消防车自动灭火，消防车的发展经历了一个很长的历史，但是，无论是马车拉水灭火还是人工操控灭火，都无法脱离人工操作。

由于人们居住环境的复杂化，现代火灾如果不及时扑救将会造成巨大损失。有些火灾燃情复杂，完全以消防员人工灭火较为困难。如果以灭火机器人辅助消防员进行灭火工作，重点处理难灭点，可以有效控制险情并减少人员伤亡。所以，火灾现场消防人员难以达到或危险性较高的位置，就可用灭火机器人来替代。我国从八十年代末期开始研究灭火机器人，其中上海消防研究所等在灭火机器人的研究过程中取得了较为突出的成果。“自行式消防炮”已经在市场上可以买到，“履带式侦查机器人”也通过了国家验收。然而在我国灭火机器人还处在起步阶段，还有很多问题需要进一步改进和继续深入研究。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型提供一种自动灭火搜救机器人，是一种基于单片机的新型自动灭火搜救机器人，不仅能耐高温，而且可自动寻找火焰并自己将其扑灭，还可水平方向360度转动灭火，同时能够在灭火过程中对火场中的求救者进行定位搜救。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自动灭火搜救机器人，包括机器人车身、设置在车身下侧的行走轮和设置在车身上侧的灭火器，所述行走轮通过运动电机驱动行走，所述灭火器通过启动电机开启或关闭，灭火器通过方向电机带动沿水平方向转动；车身前侧设置有火焰检测传感器，火焰检测传感器将检测信号传送至设置在车身内的单片机，单片机向与其连接的电机驱动模块发送指令，电机驱动模块根据指令控制运动电机、启动电机和方向电机的动作。

进一步地，所述车身内设置有电源控制模块，电源控制模块与单片机连接。

进一步地，所述车身上设置有无线通信模块和语音识别模块，无线通信模块和语音识别模块均与单片机连接，无线通信模块与显示器连接。

进一步地，所述车身前侧设置有避障传感器和火焰传感器，两传感器均与单片机连接。

进一步地，所述方向电机竖直安装在车身上侧，方向电机驱动竖直设置的外筒旋转，所述灭火器插入外筒内，并随外筒旋转。

进一步地，所述外筒侧壁水平安装所述启动电机，启动电机通过拉丝驱动灭火器开关开启或关闭。

本实用新型的机器人能够耐高温，能够深入火场内部扑灭关键着火点，增加灭火的有效性；降低了灭火人员的危险性，增加工作效率；可装载有喷射泡沫的灭火器，在无供水装置等场所使用；此外，利用灭火器内压喷射灭火泡沫，无需喷射动力装置，容易安装、生产、节省成本；能根据火焰方向360度水平自由调整灭火方向；能灵活躲避障碍物；在灭火的过程中，还可通过语音识别模块检测到求救语音信号，并通过无线通信模块对火灾现场的求救者进行定位，以利于实施进一步准确有效的救援行动，提高了火灾现场求救者的获救率。

附图说明

图1是本实用新型的外部结构示意图。

图2是本实用新型结构框图。

其中1、灭火器开关，2、拉丝，3、启动电机，4、火焰检测传感器，5、语音识别模块，6、避障传感器，7、行走轮，8、无线通信模块，9、车身，10、方向电机，11、外筒，12、灭火器，13、单片机，14、电源控制模块，15、运动电机，16、电机驱动模块，17、显示器。

图3是火焰检测传感器的电路图。

图4是L298N机器人电机驱动模块的电路图。

图5是光电式红外线避障传感器是我电路图。

图6是语音识别模块是我电路图。

具体实施方式

下面结合图1、图2、图3、图4、图5、图6详细介绍本实用新型：

自动灭火搜救机器人主要包括单片机13、火焰检测传感器4、避障传感器6、电源控制模块14、机器人运动电机15、电机驱动模块16、灭火器12、语音识别模块5、无线通信模块8、显示器17。工作原理如下：

电源控制模块14对单片机及其外围电路供电，单片机通过电机驱动模块16与运动电机15直接连接，为防止电机启动电流过大采用光电隔离电路对单片机进行保护。因机器人电机功率较大，故电机驱动模块采用L298N对机器人运动电机进行驱动，使行走轮7转动，从而带动车身9行走。单片机根据火焰检测传感器4感应的检测信号可较准确地判断火焰位置，单片机通过竖直方向的方向电机10调整灭火器的喷射方向，通过水平方向的启动电机3控制灭火器开关1喷射泡沫进行灭火。如果机器人在行进过程中碰到障碍物，则可通过避障传感器6进行移动避障。机器人在灭火的过程中，如果通过语音识别模块5检测到语音信号，如咳嗽声或求救等语音信号等，则可通过无线通信模块对火灾现场的求救者进行定位，以有利于进一步准确有效的救援行动。机器人在不使用时，可通过设定的开关关闭电源，防止电能损耗。

机器人使用火焰传感器实现火焰探测，远红外火焰传感器检测距离远，线性度好，检测准确且体积比较小，灵敏度可调节，性能稳定，支持数字量与模拟量双输出。由于机器人电机功率较大，故驱动模块采用大功率驱动芯片L298N进行驱动。机器人在运动过程中，由于单片机输出 为PWM 信号，输出的电流很小，电压为脉冲形式，直接将单片机与机器人启动电机相连，不能带动电机转动。为了将单片机的输出电流放大，采用L298N驱动机器人电机，从而使得电机能够获得足够的力矩，用来驱动电机转动。

机器人在行进过程中，可能会碰到障碍物，需要在机器人上安装探测障碍物的传感器以避障。由于光电式红外线传感器对近距离的障碍物反应速度灵敏，传感器之间信号不易互相干扰而造成误动作，电路相对简单且红外检测距离易调节，故红外线避障。

在灭火过程中，机器人可能会接收到一些呼救语音信号，如咳嗽声或求救信号等，这时需要在机器人上安装语音识别模块进行语音识别，以确认火灾现场中是否有求救者。语音识别模块主要采用AP70032芯片进行语音识别，它对应的电路结构简单、外围元器件少，设计、制作、调式及操作较容易，适合制作语音智能玩具、语音门锁、门钟等。它是根据用户的声音输入而识别的语音单片IC，它能识别12个不同的字句，可控制不同的输出开关，完成指定的功能。

如果机器人在灭火过程中通过语音识别模块探测到火场有求救者，则可进一步通过机器人上安装的无线通信模块8（PT2262/2272）将求救者的位置信息传送到火场之外的显示器17上以便实施更准确有效的后续救援行动。

在实施过程中方向电机竖直安装在车身上侧，方向电机驱动竖直设置的外筒11旋转，所述灭火器插入外筒内，并随外筒旋转，该结构简单、牢固；所述外筒侧壁水平安装所述启动电机，启动电机通过拉丝2驱动灭火器开关1开启或关闭。本实用新型通过外筒实现了灭火器和启动电机的安装，设计巧妙合理。

上述实施方式仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本实用新型的范畴。

Claims (6)

1.一种自动灭火搜救机器人，包括机器人车身、设置在车身下侧的行走轮和设置在车身上侧的灭火器，其特征在于：所述行走轮通过运动电机驱动行走，所述灭火器通过启动电机开启或关闭，灭火器通过方向电机带动沿水平方向转动；车身前侧设置有火焰检测传感器，火焰检测传感器将检测信号传送至设置在车身内的单片机，单片机向与其连接的电机驱动模块发送指令，电机驱动模块根据指令控制运动电机、启动电机和方向电机的动作。

2.根据权利要求1所述机器人，其特征在于：所述车身内设置有电源控制模块，电源控制模块与单片机连接。

3.根据权利要求1所述机器人，其特征在于：所述车身上设置有无线通信模块和语音识别模块，无线通信模块和语音识别模块均与单片机连接，无线通信模块与显示器连接。

4.根据权利要求1所述机器人，其特征在于：所述车身前侧设置有避障传感器和火焰检测传感器，两个传感器均与单片机连接。

5.根据权利要求1所述机器人，其特征在于：所述方向电机竖直安装在车身上侧，方向电机驱动竖直设置的外筒旋转，所述灭火器插入外筒内，并随外筒旋转。

6.根据权利要求5所述机器人，其特征在于：所述外筒侧壁水平安装所述启动电机，启动电机通过拉丝驱动灭火器开关开启或关闭。