高层建筑消防机器人控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高层建筑消防机器人控制系统，包括消防舱本体(1)、高压水泵(3)、水箱(4)、单片机(19)，所述单片机(19)分别连接电源模块(20)、位姿控制模块(21)、位姿获取模块(22)、平衡模块(23)、消防枪模块(24)，所述单片机(19)通过通信模块(25)连接上位机(27)，所述上位机(27)连接图像及声音采集模块(26)。本发明专利技术结构简单，设计新颖，可行进高层建筑火灾灭火工作，减少高层火灾带来的人员财产损失。

【技术实现步骤摘要】
高层建筑消防机器人控制系统
本专利技术属于消防机器人
，具体涉及一种高层建筑消防机器人控制系统。技术背景随着社会的发展，如今结构复杂、人口密度集中的高层建筑和超高层建筑迅速增多，闻层建筑火灾也越来越频发。现有的消防设备最大升幅闻度基本在IOOm以下，最闻不超过200m。高层建筑一旦发生火灾,会迅速蔓延,造成人员难以完全撤离，消防队员无法迅速上去营救,这将给人民的生命安全和财产带来巨大损失。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种高层建筑消防机器人控制系统，解决了高层建筑灭火以及被困人员难以逃脱的问题。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是—种高层建筑消防机器人控制系统，包括消防舱本体(I)、高压水泵(3)、水箱(4)、单片机(19)，所述单片机(19)分别连接电源模块(20)、位姿控制模块(21)、位姿获取模块(22)、平衡模块(23)、消防枪模块(24)，所述单片机(19)通过通信模块(25)连接上位机(27)，所述上位机(27)连接图像及声音采集模块(26)；所述位姿控制模块(21)包括变频器(7)、风机⑶、舵机(10)、发动机(11)、螺旋桨(12)以及卷绕提升装置￠)，所述单片机(19)通过所述变频器(7)连接所述风机(8)， 所述单片机(19)连接所述卷绕升降装置￠)，所述单片机(19)连接所述舵机(10)，所述舵机(10)通过所述发动机(11)连接所述螺旋桨(12)。其中，所述平衡模块包括电机驱动装置、步进电机以及丝杠(16)，所述单片机(19)连接所述电机驱动装置，所述电机驱动装置连接所述步进电机，所述步进电机连接所述丝杠(16)，所述丝杆(16)连接动滑块(5)。其中，所述位姿获取模块(22)包括三轴电子罗盘(15)以及超声波传感器(17)，所述单片机(19)分别连接所述三轴电子罗盘(15)·和超声波传感器(17)。其中，所述消防枪模块(24)包括第二电机驱动装置、步进电机、水枪(18)以及水阀，所述单片机(19)连接所述第二电机驱动装置，所述第二电机驱动装置通过所述步进电机控制所述水枪(18)方向，所述单片机(19)通过所述水阀控制所述水枪(18)供水。其中，所述卷绕提升装置(6)、变频器(7)以及风机⑶安装于所述消防舱本体(I)顶部，所述发动机(11)安装于所述消防舱本体(I)外侧壁上。(三)有益效果本专利技术相比较于现有技术，具有如下有益效果本专利技术结构简单，设计新颖，可行进高层建筑火灾灭火工作，减少高层火灾带来的人员财产损失。附图说明图1是本专利技术高层建筑消防机器人控制系统的机械结构示意图2是本专利技术高层建筑消防机器人控制系统的控制系统结构图3是本专利技术高层建筑消防机器人控制系统的工作流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1和图2所示，一种高层建筑消防机器人控制系统，包括消防舱本体1、高压水 泵3、水箱4、单片机19，高压水泵3安装在消防舱本体I底部外侧面，水箱4通过高压水泵 3给水枪18供水，单片机19分别连接电源模块20、位姿控制模块21、位姿获取模块22、平 衡模块23、消防枪模块24，单片机19通过通信模块25连接上位机27，上位机27连接图像 及声音采集模块26 ;单片机19采用高性能、低功耗的AVR处理器，上位机27在VS2010平 台上编写。位姿控制模块21包括变频器7、风机8、舵机10、发动机11、螺旋桨12以及卷绕提 升装置6，单片机19通过变频器7连接风机8，单片机19连接卷绕升降装置6，单片机19连 接舵机10，舵机10通过发动机11连接螺旋桨12。卷绕提升装置6、变频器7以及风机8安 装于消防舱本体I顶部，发动机11安装于消防舱本体I外侧壁上。还设有一个CDI电源开 关可控制发动机11。平衡模块包括电机驱动装置、步进电机以及丝杠16，单片机19连接电机驱动装 置，电机驱动装置连接步进电机，步进电机连接丝杠16，丝杆16连接动滑块5。位姿获取模块22包括三轴电子罗盘15以及超声波传感器17，单片机19分别连接 三轴电子罗盘15和超声波传感器17。消防枪模块24包括第二电机驱动装置、步进电机、水枪18以及水阀，单片机19连 接第二电机驱动装置，第二电机驱动装置通过步进电机控制水枪18方向，单片机19通过水 阀控制水枪18供水。通信模块25由两个无线通信模块组成；图像及声音采集模块26包括无线摄像头 9 ;电源模块20由蓄电池13、逆变器电路以及5V稳压电路组成。单片机19与上位机27相互配合，控制着整个系统的运行。首先，上位机27根据无线摄像头9采集到图像以及声音信息，与单片机19进行通 信以控制消防舱本体到达火源位置；然后，单片机19根据超声波传感器17采集到的距离信 号以及三轴电子罗盘15采集到的角度信号控制风机8使消防舱本体I正前方对准高层建 筑，随后通过控制舵机10调节发动机11的转速以推动消防舱本体I靠近高层建筑，当消防 舱本体I与高层建筑达到指定位置时，打开水阀进行灭火操作，在这个过程，需要通过控制 算法调节风机8和丝杠16上的动滑块5使消防舱正前方一直对准大厦且保持平衡，当火势 衰减以后，通过控制发动机11使消防舱本体I贴近高楼以实现救援的任务。整机通过螺丝连接的方式，首先把四个变频器7、四台风机8、卷绕提升装置6以及 无线摄像头9安装在消防舱本体I上面；四个超声波传感器17安装在消防舱本体I下面的横梁上，其中正前方安装两个，侧面各安装一个，发动机11安装在消防舱本体I后面，螺旋 桨12通过是螺丝与其相连，舵机10安装在消防舱本体I里面的隔板上；水枪18通过联轴 器与步进电机相连，其安装在消防舱本体I下面；水阀、控制柜14、丝杠16、三轴电子罗盘 15固定在消防舱本体I内；逆变器电路、稳压电路、单片机19、电机驱动、CDI电源开关、无 线通信模块都安装在控制柜14内，三轴电子罗盘15安装在控制柜14上面。如图3所示，高层建筑消防机器人控制系统的工作流程简述如下首先对系统初始化，然后通过摄像头获得的图像信息调节卷绕提升装置使消防舱 达到火源的位置，最后选择自动模式或者手动模式，当选择手动模式时，各个风机、发动机、 电动葫芦、自动跟踪定位射流灭火装置均受上位机控制，当选择自动模式时，工作流程如 下1.通过位姿获取模块控制风机，使消防舱正前方对准大厦；2.调节发动机使消防舱达到灭火的位置，这这个过程需要通过算法控制风机和丝 杆上的动滑块以使得消防舱正前方一直对准高层建筑并保持平衡；3.打开水阀进行灭火；4.当火势衰减后，关闭水阀，调节发动机使消防舱贴近高层建筑，然后进行救援任 务;5.救援成功后，进入手动模式。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人 员来说，在不脱离本专利技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高层建筑消防机器人控制系统，包括消防舱本体(1)、高压水泵(3)、水箱(4)、单片机(19)，其特征在于：所述单片机(19)分别连接电源模块(20)、位姿控制模块(21)、位姿获取模块(22)、平衡模块(23)、消防枪模块(24)，所述单片机(19)通过通信模块(25)连接上位机(27)，所述上位机(27)连接图像及声音采集模块(26)；所述位姿控制模块(21)包括变频器(7)、风机(8)、舵机(10)、发动机(11)、螺旋桨(12)以及卷绕提升装置(6)，所述单片机(19)通过所述变频器(7)连接所述风机(8)，所述单片机(19)连接所述卷绕升降装置(6)，所述单片机(19)连接所述舵机(10)，所述舵机(10)通过所述发动机(11)连接所述螺旋桨(12)。

【技术特征摘要】
1.一种高层建筑消防机器人控制系统，包括消防舱本体(I)、高压水泵(3)、水箱(4)、 单片机(19)，其特征在于所述单片机(19)分别连接电源模块(20)、位姿控制模块(21)、 位姿获取模块(22)、平衡模块(23)、消防枪模块(24)，所述单片机(19)通过通信模块(25) 连接上位机(27)，所述上位机(27)连接图像及声音采集模块(26)；所述位姿控制模块(21)包括变频器(7)、风机(8)、舵机(10)、发动机(11)、螺旋桨(12)以及卷绕提升装置￠)，所述单片机(19)通过所述变频器(7)连接所述风机(8)，所述单片机(19)连接所述卷绕升降装置￠)，所述单片机(19)连接所述舵机(10)，所述舵机(10)通过所述发动机(11)连接所述螺旋桨(12)。2.根据权利要求1所述的高层建筑消防机器人控制系统，其特征在于所述平衡模块包括电机驱动装置、步进电机以及丝杠(16)，所述单片机(19)连接所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆敏华，姜华，代华亮，
申请(专利权)人：常州先进制造技术研究所，
类型：发明
国别省市：