灭火机器人报告

,欢迎各位老师参加我的开题报告,欢迎各位同学参观学习报告人：张涛,1.报告目录及引言,3,机器人技术作为20世纪人类最伟大的发明之一，自60年代初问世以来，经历40余年的发展已取得长足的进步。消防机器人属于特种机器人范畴，它作为特种消防设备可以替代消防队员接近火灾现场实施有效的灭火救援作业，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡具有重要的作用。作为某种特定功能的灭火机器人应该具备以下某项或几项行走和自卫功能:爬坡、登梯及障碍物跨越功能，耐温和抗热辐射功能，防雨功能，防爆、隔爆功能，防化学腐蚀功能，防电磁干扰功能，遥控功能等。,1.选题的背景及研究的意义,2.国内外的研究动态和发展趋势,消防机器人研究的三个阶段,2.1国外现状及其发展,工业发达国家正在加快开发具有不同功能的实用型的第二代消防机器人和第三代低级智能化消防机器人，着手研究第三代高级智能机器人。一些工业发达国家把研究开发消防机器人列入国家技术发展规划，将它作为经济发展的一个重要保证手段。,国外的研究动态和发展趋势,国外最新动态,2009年,挪威科学家研制开发出一种形似蟒蛇的消防机器人“安娜康达”,2008年4月3日，由德国马格德堡-施腾达尔大学设计开发了一种新型消防机器人甲虫奥勒(OLE),能够像蛇一样灵活的移动，可以在隧道事故中发挥重要作用将根据障碍物所处的位置，自主决定行进路线功率非常强大，可沿楼梯爬行，而且还能抬起一部小汽车,能够通过红外及生物感应器来侦测火灾的发生火焰接近时，会自动地避开进行自我保护外壳采用耐热陶瓷纤维材料，可耐1300。C的高温,2.2国内现状及其发展,我国大约有30家左右的高等院校和研究院所在从事各类机器人的研究工作，部分科研成果，如工业装配、焊接、喷涂，搬运、探伤、水下作业、过程测量机器人已进入实用阶段，某些控制、传动元器件的产品技术已接近国际先进水平，为灭火机器人的研制创造了良好的环境条件。今后五至十年是我国消防机器人发展的大好时机，应该通过全社会的共同努力，使我国消防机器人的系列、规格、技术质量以及战术应用水平达到工业发达国家目前的水平。,国内的研究动态和发展趋势,国内最新动态,2005年11月上旬，在上海工业博览会和上海国际消防、保安技术设备展览会上，国内首台防爆型消防侦察机器人展出,能替代消防救援人员进入易燃、易爆、有毒有害、缺氧、浓烟等危险灾害现场，进行侦察并将采集的信息实时处理和无线传输,2008年12月29日，一台新型消防机器人，在乌鲁木齐市公安消防支队特勤大队二中队正式服役,有夜视等诸多先进功能，爬坡能力强，操作简单，可以代替消防战士深入到极度危险的火灾事故现场执行灭火救援任务,3.灭火机器人的系统构成,我们目前实验所使用的消防机器人主要包括以下几个部分：机器人主体机器人控制平台机器人视觉子系统机器人通信子系统,11,机器人主体,12,消防机器人控制台,消防机器人设备舱,设备舱提供机器人的整套控制系统。数字电台和控制台进行通讯并将控制信号发送给主控制器，主控制器直接提供多路开环电机控制量，2路伺服驱动器控制量，开环电机控制量用来控制风扇、云台俯仰和旋转、探照灯的开关等，伺服控制量控制两个伺服驱动控制器，控制两个MAXON伺服电机。摄像机采集的视频流信号通过图像传输电台传送给控制台。,14,灭火机器人伺服运动控制系统,灭火机器人控制系统是由两个伺服驱动控制器和两个伺服电机组成，主控制器用来控制风扇、云台俯仰和旋转、探照灯的开关等。灭火机器人的运动装置是由两条主履带控制，主履带由两个驱动轮协调控制，通过驱动轮的转速的不同可以调节灭火机器人的方向。另外，还有高、中、低三个速度档位，通过档位的调节可以控制机器人的运动速度。,15,消防机器人视觉系统,灭火机器人应用的是CCD红外摄像头，该像头具有自动对焦功能，可方便识别周围环境。该摄像头还具有红外功能，是1/4英寸彩色高解析迷你型100倍一体化智能摄像机。,16,摄像头工作原理,摄像头的主要工作原理是：按一定的分辨率,以隔行扫描的方式采集图像上的点,当扫描到某点时,就通过图像传感器芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度成一一对应关系的电压,然后将此电压通过视频信号端输出。（摄像头图像自动采集）摄像头是灭火机器人的重要组成部分，它相当于机器人的眼睛，有发现火源，及时确定火源方位。,17,机器人通信系统,无线数传电台作为最简捷的通信方式，最基本的特征是通连方便、简捷。本消防机器人即采用无线数传电台作为其通信方式。全双工数传电台采用频分双工，主要由接收单元、激励器单元、功放单元、控制单元、电源单元和基带单元6部分组成。,18,通信系统连接示意图,19,机器人主体电源,电源单元对整机提供电源，采用外接12V直流电，电源加到电源单元后通过反极性保护电路，防止电源接反。经多级LC滤波电路滤除各种杂波，高低频交流干扰后，送到电源继电器，该继电器受面板电源开关的控制，达到开关整机电源。,20,机器人控制单元,控制单元以AVRATmega128单片机为核心。完成本机工作状态的控制，包括收发信机的频合数据，工作频段控制，数据传输以及视频通信状态的控制等。,目前研究所使用的消防机器人的软件主要包括以下主要模块：,4.消防机器人软件模块设计,5.小结,今天主要讲了消防机器人的相关背景、研究意义、国内外的研究动态、发展趋势，并且较为详细的讲解了我们实验室灭火机器人的系统构成及工作原