一种灭火机器人
本发明涉及灭火机器人，具体涉及一种灭火机器人。
背景技术：
1、灭火机器人，主要以单片机位控制核心，加以红外火焰传感，电机驱动，红外传感电路，地面灰度传感电路为辅助，通过声控装置启动小车。
2、如申请号为的公开号cn206777653u授权公告日20171222，一种灭火机器人智能监控系统，其能实现本地监控以及远程监控，能实现监控信息的多样性，安全可靠。
3、按照本实用新型提供的技术方案，所述灭火机器人智能监控系统，包括灭火机器人；还包括用于对灭火机器人进行监控的机器人监控端，所述机器人监控端包括本地监控端以及用于提供远程访问能力的web服务器，本地监控端通过通信网络与灭火机器人连接，本地监控端与web服务器连接，本地监控端通过通信网络接收灭火机器人传输的现场感知数据，并将所述现场感知数据写入web服务器的web数据库内。所述灭火机器人包括采用轮式移动的灭火机器人本体以及用于驱动灭火机器人本体运动的直流伺服电机，所述直流伺服电机与运动控制器连接，所述运动控制器通过绝对值编码器采集灭火机器人本体的运动信息；运动控制器上连接用于采集现场环境信息的现场环境感知模块以及用于形成通信网络的通信模组。所述通信模组包括与运动控制器连接的无线路由器以及通信模块，所述通信模块包括gsm模块、3g模块、4g模块和/或5g模块。
4、上述以及在现有技术中的消防灭火机器人在现场的灭火过程中，智能化程度较低。因此，亟需设计一种灭火机器人来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种灭火机器人，以解决现有技术中的上述不足之处。
2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种灭火机器人，包括主控制模块，所述主控制模块连接有电源模块、电机驱动模块、超声波避障模块、 循迹单元模块、灭火单元模块、远程视频模块，所述电源模块为整个系统提供稳定的电力供应，主控模块采用stm32f103处理器，处理器能够高效处理来自各个传感器的数据，并根据预定的算法和逻辑进行分析和决策，然后发出控制命令驱动电源模块、电机驱动模块、超声波避障模块、 循迹单元模块、灭火单元模块和远程视频模块。
4、优选地，所述灭火单元模块由红外火焰探测器、继电器和微型水泵组成。
5、优选地，所述主控制模块包括接收火焰探测器的信号、控制电机驱动模块、激活灭火装置；主控制模块接收到火焰探测器的信号后，立即分析火焰的具体位置，并发送控制信号激活灭火装置。具体来说，主控制模块输出高电平信号驱动继电器，继电器通过光电隔离器和三极管控制微型水泵的开关。
6、优选地，所述电源模块为整个系统提供稳定的电力供应，灭火机器人使用两节可充电锂电池串联作为电源，提供两路稳压电源：3.3v电源用于给cpu供电，5.5v电源用于给其他外围器件供电，这确保了系统在各种操作条件下的稳定运行，尤其是在灭火任务过程中，电源的稳定性至关重要。
7、优选地，所述灭火机器人的移动由电机驱动模块实现，采用l293d电机驱动芯片，通过单片机的pwm信号控制l293d的电流输出，从而控制电机的转速和方向。智能消防车底盘两侧各安装了两组直流电机，通过反射型光电传感器实现循迹功能。在行进过程中，电机驱动模块能够根据路径传感器和避障模块的反馈，精确控制机器人移动至火源位置。
8、优选地，所述超声波避障模块采用hc-sr04超声波传感器，通过发射和接收超声波信号来检测前方障碍物的距离。该模块的工作原理是通过io接口触发测距信号，发射8个40khz的方波，检测是否有回波信号返回，一旦检测到回波信号，模块输出回响信号，其脉冲宽度与所测距离成正比，通过计算发射信号与回响信号之间的时间间隔，主控制模块能够准确判断障碍物的位置和距离，并决定机器人是前进、后退还是转向，以安全避开障碍物。
9、优选地，所述循迹模块使用rpr-220反射型光电传感器，该传感器具有高灵敏度和低功耗的特点。光电传感器通过检测地面上黑线的反射光来实现循迹功能，当传感器检测到黑线时，发射的红外光会被黑线吸收，接收管接收不到反射光，输出低电平；而当传感器检测不到黑线时，发射的红外光会被白色地面反射回接收管，输出高电平。主控制模块通过对这些信号进行分析，确保机器人沿着预定路径移动。
10、优选地，所述火焰探测器利用对火焰光线敏感的元件来检测火源的位置。探测器可以感知波长范围在760～1100nm内的火源，当火焰探测器检测到火源并且火焰强度达到预设阀值时，传感器上方的绿色指示灯亮起，同时输出低电平信号。这个信号通过io接口传输给主控制模块。
11、优选地，所述微型水泵是灭火单元模块的执行器件，继电器接收到控制信号后，闭合电路，启动水泵开始喷水灭火，水泵通过预先设定的喷嘴方向，将水喷向火源位置，快速有效地扑灭火焰，整个灭火过程由主控制模块实时监控和调节，确保在火源完全熄灭后停止喷水，避免不必要的水资源浪费。
12、优选地，所述远程视频模块由摄像头和wifi模块组成，负责视频采集和传输，摄像头实时监控灭火机器人周围的环境，并通过wifi模块将视频信号传输至远端的android手机客户端，远程操作人员通过手机客户端可以实时查看现场情况，并根据需要发送控制指令，调整机器人的位置和动作，这一模块不仅提高了灭火操作的安全性，还增强了操作的灵活性和精准性。
13、在上述技术方案中，本发明提供的一种灭火机器人，灭火机器人通过集成主控模块、电源模块、电机驱动模块、超声波避障模块、循迹单元模块和灭火单元模块等多个功能模块，实现了高效、智能的灭火功能。各个模块之间协同工作，确保机器人能够在复杂环境中自主导航，准确定位火源并快速灭火，同时远程视频模块的加入使得操作人员可以实时监控和控制，进一步提高了灭火机器人的实用性和安全性。
技术特征：
1.一种灭火机器人，其特征在于，包括主控制模块，所述主控制模块连接有电源模块、电机驱动模块、超声波避障模块、 循迹单元模块、灭火单元模块、远程视频模块，所述电源模块为整个系统提供稳定的电力供应，主控模块采用stm32f103处理器，处理器能够高效处理来自各个传感器的数据，并根据预定的算法和逻辑进行分析和决策，然后发出控制命令驱动电源模块、电机驱动模块、超声波避障模块、 循迹单元模块、灭火单元模块和远程视频模块。
2.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述灭火单元模块由红外火焰探测器、继电器和微型水泵组成。
3.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述主控制模块包括接收火焰探测器的信号、控制电机驱动模块、激活灭火装置；主控制模块接收到火焰探测器的信号后，立即分析火焰的具体位置，并发送控制信号激活灭火装置，具体来说，主控制模块输出高电平信号驱动继电器，继电器通过光电隔离器和三极管控制微型水泵的开关。
4.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述电源模块为整个系统提供稳定的电力供应，灭火机器人使用两节可充电锂电池串联作为电源，提供两路稳压电源：3.3v电源用于给cpu供电，5.5v电源用于给其他外围器件供电。
5.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述灭火机器人的移动由电机驱动模块实现，采用l293d电机驱动芯片，通过单片机的pwm信号控制l293d的电流输出，从而控制电机的转速和方向，智能消防车底盘两侧各安装了两组直流电机，通过反射型光电传感器实现循迹功能，在行进过程中，电机驱动模块能够根据路径传感器和避障模块的反馈，精确控制机器人移动至火源位置。
6.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述超声波避障模块采用hc-sr04超声波传感器，通过发射和接收超声波信号来检测前方障碍物的距离。该模块的工作原理是通过io接口触发测距信号，发射8个40khz的方波，检测是否有回波信号返回，一旦检测到回波信号，模块输出回响信号，其脉冲宽度与所测距离成正比，通过计算发射信号与回响信号之间的时间间隔，主控制模块能够准确判断障碍物的位置和距离，并决定机器人是前进、后退还是转向，以安全避开障碍物。
7.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述循迹模块使用rpr-220反射型光电传感器，该传感器具有高灵敏度和低功耗的特点。光电传感器通过检测地面上黑线的反射光来实现循迹功能，当传感器检测到黑线时，发射的红外光会被黑线吸收，接收管接收不到反射光，输出低电平；而当传感器检测不到黑线时，发射的红外光会被白色地面反射回接收管，输出高电平。
8.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述火焰探测器利用对火焰光线敏感的元件来检测火源的位置。探测器可以感知波长范围在760～1100nm内的火源，当火焰探测器检测到火源并且火焰强度达到预设阀值时，传感器上方的绿色指示灯亮起，同时输出低电平信号，这个信号通过io接口传输给主控制模块。
9.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述微型水泵是灭火单元模块的执行器件，继电器接收到控制信号后，闭合电路，启动水泵开始喷水灭火，水泵通过预先设定的喷嘴方向，将水喷向火源位置，快速有效地扑灭火焰，整个灭火过程由主控制模块实时监控和调节，确保在火源完全熄灭后停止喷水，避免不必要的水资源浪费。
10.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述远程视频模块由摄像头和wifi模块组成，负责视频采集和传输，摄像头实时监控灭火机器人周围的环境，并通过wifi模块将视频信号传输至远端的android手机客户端，远程操作人员通过手机客户端可以实时查看现场情况，并根据需要发送控制指令，调整机器人的位置和动作。
技术总结
本发明公开了一种灭火机器人，包括主控制模块，所述主控制模块连接有电源模块、电机驱动模块、超声波避障模块、循迹单元模块、灭火单元模块、远程视频模块，所述电源模块为整个系统提供稳定的电力供应，主控模块采用STM32F103处理器。本发明灭火机器人通过集成主控模块、电源模块、电机驱动模块、超声波避障模块、循迹单元模块和灭火单元模块等多个功能模块，实现了高效、智能的灭火功能。各个模块之间协同工作，确保机器人能够在复杂环境中自主导航，准确定位火源并快速灭火，同时远程视频模块的加入使得操作人员可以实时监控和控制，进一步提高了灭火机器人的实用性和安全性。
技术研发人员：赵国柱,李一琛,马丽生,赵欢欢,陈羽,丁增辉,杨斌,胡传志,苏莹,张作义,马静萍
受保护的技术使用者：滁州学院
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5