基于AT89C52单片机的消防救援机器人.pdf

基于AT89C52单片机的消防救援机器人2.1.1数据采集系统别的数字量,这样就可知道摆臂相对于主履带车体的具(1)环境信息采集。环境信息采集系统主要包括摄体位置。六自由度机械手的每个自由度处均安装一个电像头、生命探测仪、有毒气体探测仪和热分布指示仪等。位器,六个电位器分别反映出连接在起的两个部件的摄像头帮助消防人员了解环境地图,确定被困人员位置。相对转动角度或位移,这六个参数和机械手三维模型结有时火灾现场的浓烟尘土会导致视频系统失效,而生命合在一起可构建机械手的详细姿态示意图。另外摄像探测仪则可在这种环境中迅速准确地探测到被困人员位头下端的两自由度云台也安装有电位器,以便确定摄像置。有毒气体探测仪可帮助消防人员选择合适的消防设头相对车体的拍摄角度,建立立体环境信息。备,热分布指示仪则可帮助消防人员了解火势大小分布2.2后台指挥控制系统以找到一条合适的救援路线后台指挥控制系统以通用计算机为硬件平台,主要(2)环境地图创建。发生火灾时,高温等因素会引起包括液晶显示器仪表盘等组成的后台监测系统和遥控建筑物坍塌,部分建筑物原有的通道会被堵死。由于火于柄键盘、鼠标等组成的后台控制系统。其重点为后台灾现场常伴随浓烟有时视频系统也不能很好地观测周指挥控制系统软件设计,该软件需要对监测系统和控制围的障碍物。因此可利用激光测距仪对周围环境进行感系统进行集成。软件有一个主控界面,主要出3部分组知,提取周围环境中的有效信息,并完成二维地图的创成:实时显示记录温度、有毒气体、辐射、现场视频等环境建,以便选择合适的救援路径。数据及二维地图;集成于柄、键盘、鼠标等外设设备和无2.1.2执行机构控制系统线传输模块以便发出各种指令;完成机器人定位与实时机器人执行机构包括复合式履带车体和六自由度机监测摆臂履带机械手姿恋信息械手,执行机构控制主要包括直流电机、步进电机及电动2.3通信系统推杆的控制。对于复合式履带车体,该设计选用L298N通常情况下火灾现场高温环境会毁坏通信电缆,传芯片驱动直流电机。该芯片内部包含4通道逻辑驱动电输距离较远时,救援机器人的负载也会增加因此选用无路,可驱动两个直流电机或一个两相步进电机。对于六线通信系统。对于机器人指令传输,选用捷麦通信的自出度机械手,电动推杆是通过直流电机将旋转运动转F4DL无线数据传输模块该模块有8个传输信道传输换为往复运动,因此电动推杆的驱动方式和直流电机速率为9600bps,接口采用RS485通信协议,传输距离致,电动推杆和步进电机均使用L298N芯片控制。单片为300~400m,满足消防机器人的通信需要。对于实时视频传输,选用远程无线视频监控系统,主要包括视频发机通过L298N芯片驱动两个直流电机的连线图,如图7射机、接收机、视频采集卡。摄像头采集到视频后通过发所示。当驱动一个两相步进电机时,OUT1、OUT2、射机发射,接收机收到信号后通过视频采集卡转换为电OUT3、OUT4四根线直接和步进电机相连即可。脑可识别的数据并在显示器上实时显示。3结束语ENA笔者设计了一种基于AT89C52单片机的消防救援OUT 2机器人,该机器人采用复合式履带车体,越障能力、鱼载能力强,不仅可加载各种监测救援模块,还可加载小型灭火器、小型破障设备等进行功能扩展。六自由度机械手积IN2 OUT 3IN 3可灵活关闭电源开关、阀门,移动小型易燃易爆物等。火UT 4灾发生后,可利用消防机器人对现场环境进行监测,创建图71298N芯片驱动直流电机连线图二维地图,探测被困人员的具体位置等,便于救援人员及由于机器人在平地、废墟、楼梯等不同地形所需的移时决策救援方案。目前,国外部分消防救援机器人已成动速率不同,为此编写程序时通过PWM调速原理给小功应用到火火救援工作中,国内应用还较少。随着消防车设定了6种不同的速率,使其具有更强的地形适应能救援机器人的投人使用,设计人员可开发出能适应火灾力。PWM即脉冲宽度调制,它是指将输出信号的基本周现场高温高辐射等环境,并能自主选择救援路径的智能期同定,通过改变一个周期内“接通”和“断开”电源时间救援机器人,在火灾救援中发挥越来越大的作用的长短来改变电机的速率。参考文献2.1.3姿态反馈系统[1]陈慧宝,李婷,桧解民关节式履带机器人的爬梯性能研究LJ.电子在上下楼梯和茡越障碍物时,需根据楼梯和障碍物机械T程,2006,22(2):60-63的高度控制摆臂的转动角度。摆臂位置反馈采用电位[2]林小武城市救援机器人行走系统详细设计与虚拟样杌构建[D]器通过A/D模块将采集的电压信号转换为计算机可识南京:东南大学,2010.昉防科学与披术2011年12月第30卷第12期1165灭火指挥与救援从大连油库火灾谈大型油(气)罐库区火灾扑救张智,魏捍东(公安部消防局,北京100054)摘要:以大连“7·16”油库爆炸火灾为例,分析大型油这场特殊的战斗,是我国消防史上一次成功的战例(气)罐库区的火灾危险性,剖析灭火救提难点,提出了做好大近年来,我国石油、化工原料库区不断增多,大型油型油(气)罐库区灭火救援准备工作的方法和对策(气)储罐日益集中,对灭火救援工作形成巨大挑战。笔关键词:爆炸火灾;油(气)罐库区;灭火救援者以大连“7·16”爆炸火灾事故为例,阐述我国大型油中图分类号:X928.7,TU98.1文献标志码:B(气)储罐的发展历程和发展趋势,对大型油(气)罐库区文章编号:1009-0029(2011)12-1166-04的火灾危险性进行深入分析,并剖析其灭火救极技术难2010年7月16日,位于辽宁省大连市大孤山新港码点,从提升部队执勤备战能力、跨区域联合作战能力和攻头的中石油国际储运有限公司保税区油库在对外籍油轮坚克难能力等方面提出做始大型油(气)罐库区的灭火救进行卸油作业时,由于工作人员向已停止卸油的输油管授准备工作应对方法。道中持续长时间注入含有强氧化剂的原油脱硫剂,导致大型油(气)储罐的发展历程和发展趋势输油管线发生化学爆炸起火,大量原油外泄形成流淌火1962年,美国首先建成了10万m3浮顶罐;1967年严重威胁毗邻油罐和危险化学品储繡安全。事故发生在委内瑞拉建成了15万m2浮顶罐;1971年日本律成了后,辽宁省公安消防部队先后出动14个消防支队、18个16万m2浮顶罐;沙特阿拉伯则成功地建造了20万m浮企业专职消防队、348辆消防车、2380余名指战员赶赴顶罐。我国于1985年从日本引进10万m3浮顶罐的设现场扑救。经过15h的艰苫奋战,大火被成功扑灭,避计和施工技术,从此拉开了国内建造大型储油〔气)储罐免了场毁灭性灾难的发生。“7·16”爆炸火灾灾害规的序幕,秦皇岛、大庆等地先后建造了几十个10万m3大模之大,危险程度之高,调动力量之多,灭火战斗之艰辛,型储罐。随着我国石油化工工业的发展以及国家原油战都是极为少见的,已经超过了1989年的黄岛油库火灾。略储备库项目的实施,油(气)储罐的单罐容量越来越大一一一[3]陶俊大型排爆机械手机械系统设计与操作算法研究[D]上海:上 platforn while an AT89c52 munu-chip microprocessor acted as海交通大学,2008.the vehicle controller, The robot can easily go up and down[4]徐正飞,许春权,顿向明ZXP]1型消防机器人的研制积器人, stairs, The mechanical design of the robot, such as composite2002,24(2):159-16track body and 6 degrees of freedom manipulator and the con5张鹏基于嵌人式系统的消防机器人通信及控制系统的研究与实现 trolling system design, including data collection, actuator conLD].上海:上海大学,2005trol, attitude feedback background command and control, and「6渠瀛.基于激光测距仪的移动机器人二维地图创建问题研究[D]communication system were introduced. It can enter the firc长沙:国防科学技术大学,2009scene to monitor the environment with many kinds of monito-[7]孙绪才.1298N在直流电机PWM调速系统中的应用[]潍坊学院ring equipments, and real- time transmit the data to a safe loca学报,20099(4):19-21.[8]刘琦.排爆机器人无线数据通信与监平台的研究[D].上海:上海The as-obtained information can be used to make goodplan and decision for fireman. Moreover, the robot can also or交通人学,2008site handle the fire scene by temporary measures with its mechanical manipulator.A fire-fighting rescue robot based onKey words: fire fighting; rescue robot mono-chip microprocesAT89C52 mono-chip microprocessorsor; manipulatorg, GONG XingJian Xiao-hui, LU Hong-xing作者简介:李建昌(1970-),男,河北河间人,东北大学流体与真空技术研究所副教授,博士,主要从事纳School of mechanical engineering and automation, nort-米功能蕙膜及其光电器件方面的研究工作,辽宁省沈astern University, Liaoning Shenyang 110004, China)阳市和平区3巷11号319信箱,110004。Abstract: A remote-control fire-fighting rescue robot was de-收橢日期:2011-08-17signed. A computer was used as the remote- control hardware1166Fire Scienoe and Technology, December 2011, vol 30, No, 12基于AT89c52单片机的消防救援机器人旧万据NFANG DATA文献链接作者李建昌,宫兴,简慧,卢红星, Li J-an-chang, GONG Xng, TIAN XIao-hui, U Hong xing作者单位:东北大学机嘁工程与自动化学院,宁沈阳,110004刊名:消防科学与技术 ISTIC PKU英文刊名:Fire Science and Tcchnology年,卷(期)201,30(12)木文链接:iUp://d., wanfang la.cO.cm/ Periodical xlkxy js201112021.sUx