基于单片机的消防机器人设计

基于单片机的消防机器人设计DesignofFireFightingRobotBasedonSingleChipComputer

目录摘要……………1关键词…………11前言………………21.1课题研究背景…………………21.2课题研究的目的和意义………21.3消防机器人的国内外研究现状………………31.3.1国外研究现状………………31.3.2国内研究现状………………31.4本文的主要研究内容……………42消防机器人机械结构方案设计……………………52.1机械结构概述…………………52.2消防机器人的行走方案设计…………52.2.1行走方案比较与选定…………52.3消防机器人的灭火方案设计……………………62.4消防机器人的驱动方案设计……………………72.4.1驱动方案比较与选定………72.5消防机器人的总体方案…………83消防机器人系统硬件设计…………93.1系统硬件设计概述……………93.2控制器系统设计………………103.3传感器系统硬件设计…………103.3.1避障模块设计………………103.3.2火焰检测模块设计…………113.4本章小结………………………114消防机器人系统软件设计……………………124.1系统软件设计概述………………124.2主程序设计……………………124.3避障模块软件设计……………134.4灭火模块软件设计……………134.5上位机蓝牙控制系统设计………145结论…………………16参考文献…………17致谢…………………19附录…………………20

基于单片机的消防机器人设计摘要：履带式消防机器人具有探寻火源、智能避障和蓝牙控制等功能。该小车以STM32单片机作为处理器，控制各个模块协调工作;以履带小车作为底盘,具有较强的越障性能和稳定性能；以带编码器的直流减速电机作为系统的驱动;用超声波传感器作为小车的智能避障模块。此外，小车能以手机作为上位机,通过蓝牙串行调试助手发送信号控制小车运行。系统设计主要包括软件设计和硬件设计,软件设计包括电机驱动程序的编写、蓝牙控制模块程序的编写以及超声波传感器避障程序的编写;硬件设计是指电路设计,包括电动机驱动和无线通信等。关键词：智能避障；电机驱动；蓝牙控制；单片机DesignofFireFightingRobotBasedonSingleChipComputerAbstract:Crawlerfirefightingrobothasthefunctionsofsearchingfiresource,intelligentobstacleavoidanceandBluetoothcontrol.ThetrolleyusesSTM32single-chipmicrocomputerasaprocessortocontrolthecoordinationofvariousmodules;thecrawlertrolleyisusedasthechassis,whichhasstrongobstaclecrossingperformanceandstableperformance;theDCreductionmotorwithencoderisusedasthesystemdrive;theultrasonicsensorisusedasthetrolleyIntelligentobstacleavoidancemodule.Inaddition,thecarcanusethemobilephoneasthehostcomputer,andsendsignalsthroughtheBluetoothserialdebuggingassistanttocontroltheoperationofthecar.Systemdesignmainlyincludessoftwaredesignandhardwaredesign.Softwaredesignincludesmotordriverprogramming,Bluetoothcontrolmoduleprogrammingandultrasonicsensorobstacleavoidanceprogramming;hardwaredesignreferstocircuitdesign,includingmotordrivingandwirelesscommunication.Keywords:Intelligentobstacleavoidance；motordrive；Bluetoothcontrol；microcontroller；

1前言1.1课题研究背景火灾是我们人类普遍面临的灾害，作为各种自然与社会灾害中发生概率最高的一种灾害，被称为三大自然灾害之一。给人类社会的生产生活造成了严重的影响，甚至危及人身安全。并且，随着社会城市化和工业化的不断发展，火灾带来的经济损失和人身伤害急剧増加。同时，在一些有毒和辐射等特殊环境下或者火势太大的情况下，消防队员在没有充分了解火灾环境的情况下，盲目进入火灾现场灭火，可能会造成严重的人身伤亡。就像在之前发生的澳大利亚大火灾，火灾面积达到了恐怖的1030万公顷，28人丧生，超过亿只动物丧生。其原因就在于消防队员在接到火灾报警第一时间感到现场后，未意识到现场救活的危险性，盲目进入复杂的山地中进行灭火作业，由于地形复杂外加火势过大，造成了很多消防员失去了生命。目前，我国现有的消防设备和技术不太能够很好的应对比较复杂的火灾环境。随着科学技术的不断发展，开发出一套智能的消防设备来避免火灾带来的严重的经济损失和人身伤害是十分有必要的。随着信息技术、传感器技术、人工智能技术的快速发展，智能机器人应用的领域也越来越广泛。比如随着电商行业的不断发展，快递物流业务量也成几何式増长，人工式的分拣方式运营效率实在太低。包裹分拣机器人的运用就可以大幅度提高运营效率。它是利用红外线和超声波来避开障碍，同时配有急停按钮和碰撞海绵保证运行安全，以最优路径将快递包裹送至规定的投放口来实现快递包裹的分拣、归类，最大运行速度可达到每秒３米，而且分拣速度惊人，每小时能够分拣18000件。同时，一些物流公司正在研发无人配送机器人，甚至在一些高校投入测试使用，这些无人配送机器人可以按照既定路线自动导航行驶，并具备路径规划、智能避障、车道保持、智能跟随等功能。以上这些智能小车，也为智能消防提供了一个方向，是智能机器人领域的一个重要研宄分支。1.2课题研究的目的和意义为了满足越来越复杂的火灾环境，改善消防队员的作业条件，减少不必要的伤亡。本课题研究一种消防小车能够实现一定区域内的火情监测，第一时间发现火情并实现灭火作业，有效控制火情，将火灾扑灭在初期阶段。并且在一些有毒、有害危险性大，消防队员不易接近的场合，能够代替消防队员进入复杂火灾现场进行数据采集和灭火作业。克服了目前消防救援中所面临的一些难题，极大提高了消防部门扑灭火灾的能力，具有广泛的应用前景。随着科学技术的迅猛发展，设备智能化己经成为一种新的发展趋势。目前，智能化消防小车研究领域已经得到世界各国的高度重视，一些工业发达国家正在加快开发具有多功能的实用性消防智能小车，并且把研究开发消防智能小车列入国家科学技术发展规划，将其作为经济发展的一个重要保证手段。智能化消防小车系统是一种多学科相结合的综合系统，包括了多传感器信息融合技术、智能控制技术、人机接口技术、通信传输技术等。对其开展系统性的研宄也会推动相关技术不断向前发展。同时，从目前国内外发展的研究成果来看，真正满足实用性和经济性的智能化消防小车还比较少。因此，开发出一种能够实现多种复杂场合下的智能灭火功能的消防小车系统，具有广泛的应用前景。1.3消防机器人的国内外研究现状1.3.1国外研究现状国外具有代表性的消防机器人有以下几种：（1）英国研制出的一款消防机器人（如图1.1所示），这种消防机器人装有高压输水软管以及热成像照相机，它可以轻松自如地进入高危险地带，同时像排除易燃易爆危险品这样复杂的任务，这种机器人也能完成得非常出色。通过该项目研发人员介绍，这些机器人可以实现远程操控，并且可以在3小时之内就到达火灾现场。最终的目的是消除所有消防队员所碰到的生命危险，让消防机器人来代替消防队员进入危险场合进行灭火作业。（2）美国海军研究部门日前展示了最新的研究成果（如图1.2所示），一台名为SAFFIR的消防灭火机器人。SAFFIR是一台人形消防机器人，身髙5英尺10英寸（约1.77米），重量为143磅（约65公斤），由弗吉尼亚理T.大学的研宄者们开发，它能够穿过参差不齐的阶梯，通过热成像技术识别过热的设备，然后使用消防水管灭掉甲板上的火焰。该消防灭火机器人可以在舰艇上移动、开门并操作消防水龙，通过红外视觉和激光探测与测量感应器（LIDAR）帮助机器人透过浓烟进行观察，接受操纵者的指令进行灭火作业。图1.1英国的一款消防机器人图1.2美国消防机器人SAFFIR1.3.2国内研究现状我国消防机器人研发起步较晚，与国外的研发技术相比，我国消防机器人产业的研发明显落后于美国、日本等发达国家｜２Ｗ８１。１９９５年，公安部上海消防研究所、上海市消防局、上海交通大学共间研制出了我国第一台消防机器人一自行式消防炮，标志着我国第一代智能化消防机器人正式诞生。近些年来，随着我国经济实力的增强和国家政策强力支持下，科研投入不断增加，越来越多的研发公司和科研院所研发出了一批性能出色的消防机器人设备。（1）由洛阳某公司研发的多功能消防机器人（如图1.3所示），该机器人上面安装有一个喷嘴，它可以喷出泡沫、水等，可以消灭各类火型，射程可达88米到110米不等。喷嘴正后方装有高清晰摄像头，机器人可以将“看到”的现场火灾情况实时传回后方，在浓烟中还可以用红外探测现场人员。在机器人的最后面，有两个接口，可以拖着两条水带冲锋陷阵。（2）由哈尔滨工业大学机器人国际创新研究院与哈工大机器人集团北京军立方科技有限公司成功合作研发出了防爆消防灭火机器人。该机器人由防爆机器人主体、消防水炮装置、各类传感器及控制终端构成。控制终端包括机器人移动控制、监控摄像头控制、消防水泡装置控制和实时图像采集部分。在面对各种复杂的火灾环境时体现出了机动性强、反应敏捷、喷射流量大、射程距离远、抗冲击性强等优点。图1.3多功能消防机器人1.4本文的主要研究内容本文的主要内容是设计一款消防机器人，该消防机器人具有探寻火源、智能避障和蓝牙控制等功能。该小车以STM32单片机作为处理器，控制各个模块协调工作;以履带小车作为底盘,具有较强的越障性能和稳定性能；以带编码器的直流减速电机作为系统的驱动;用超声波传感器作为小车的智能避障模块。此外，小车能以手机作为上位机,通过蓝牙串行调试助手发送信号控制小车运行。系统设计主要包括软件设计和硬件设计,软件设计包括电机驱动程序的编写、蓝牙控制模块程序的编写以及超声波传感器避障程序的编写;硬件设计是指电路设计,包括电动机驱动和无线通信等。

2消防机器人机械结构方案设计2.1机械结构概述本章将进行消防机器人的机械结构设计，消防机器人的机械结构设计主要包括消防机器人的行走方案设计、消防机器人的灭火方案设计、消防机器人的驱动方案的设计，通过充分调研我们已经搜集了多种方案，再将各个方案进行全面对比，从而确定消防机器人各个结构的最终方案。2.2消防机器人的行走方案设计通过充分调研发现，国内外已经有相应的消防机器人投入市场了，它们所采用的行走方案都各有特点，主要有轮式、履带式和腿式这三种方案，这三种方案根据应用场合不同、项目要求不同、适用范围不同、功能不同，都存在着不同的优缺点。2.2.1行走方案比较与选定国外具有代表性行走机器人的行走方案主要有三种，分别是轮式、履带式和腿式。（1）轮式机器人轮式机器人移动速度快、效率高、运动噪声低（如图2.1所示），但其越障能力、地形适应能力差、在空间狭小范围内无法实现转向。麦克纳姆轮的使用完美解决了小车狭小范围转向的问题。图2.1麦克纳姆轮但不管是否使用麦克纳姆轮，在消防机器人执行任务的时，轮式小车可以实现对障碍物的规避，但却无法实现越障，比如越过一个门槛，因此不选用轮式移动。（2）腿式式机器人腿式机器人可分为步行机器人和爬行机器人（如图2.2所示）。步行机器人是具有人形的仿人形机器人，能进行双足行走。但项目所涉及的小型步行机器人行走效率低，且难以在机器人上添加其他灭火相关的功能。爬行机器人可实现多足移动，能适应各种路况，越障能力较强，但对于课程设计所能制作的爬行机器人移动速度低，无法对突发情况实行有效的应急措施。因此对于腿式机器人我们不准备使用。图2.2大狗机器人（3）履带式机器人履带式机器人，主要指搭载履带底盘机构的机器人（如图2.3所示）。履带移动机器人具有牵引力大、不易打滑、越野性能好等优点，能适应各种复杂的路况，在履带机器人上搭载摄像头、探测器等设备可以代替人类从事一些危险工作（如排爆、火灾现场探测等），而在上面搭载灭火装置能对现场实行灭火措施。某些拥有特殊履带底盘的机器人还能实现爬楼梯等功能。图2.3履带式机器人由于搭载了履带底盘机构，机器人能通过左右履带反方向转动实现绕机器人中心转动，因此履带式机器人能在狭小空间范围内实现转向，能适应更多复杂的工作环境。通过对各种小车移动方式的论证，我们最终选择履带式移动方式。2.3消防机器人的灭火方案设计消防机器人的一个重要功能是灭火功能，该功能主要分为两个部分，第一是喷出灭火材料（水、泡沫灭火材料等，本文以水作为灭火材料），第二是时刻对准火源，这就要求灭火喷嘴至少需要三个自由度。最后我们的灭火方案如下：水源放在消防机器人的机身内，采用水泵作为动力源，将水从水箱内抽出，并从四自由度机械手末端的喷嘴喷出。其中机械手模块的四个自由度分别是自身的一个转动自由度（机械手回转），以及三个方向平行的转动自由度。2.4消防机器人的驱动方案设计前面我们已经确定了消防机器人的行走方案和灭火方案，但是考虑到消防机器人要求结构紧凑，因此驱动的方案也是不能忽略的，在满足消防机器人驱动力要求的条件下，尽量使得机器人的结构紧凑美观。2.4.1驱动方案比较与选定消防机器人小车的驱动一般都用电机作为动力，目前市场上电机品种很多，可分为普通直流电机、直流减速电机、步进电机等。（1）普通直流电机普通直流电机（如图2.4所示）是我们平时用的比较多的电机，比如电动玩具，刮胡刀等都是使用普通直流电机。直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以通常又称为电枢，由转轴、电枢铁心、电枢绕组、换向器和风扇等组成。这种电机一般只有两个引脚，用电池的正负极接上两个引脚就会转起来。这种电机转速快，但输出转矩太小。（2）直流减速电机直流减速电机（如图2.5所示）就是普通直流电机上加了减速箱，这样便降低了转速，增加了转矩，使得普通直流电机有了更加广泛的使用空间。直流减速电机由于降低了转速，增加了输出转矩，因此能被大多数智能小车直接使用，这种电机一般都带有编码器，可使用L298芯片组成电路进行控制，能实现PWM（脉宽调制）调速，控制上采STM32单片机进行PWM调速控制，从而控制整个小车的移动。图2.4普通直流电机图2.5直流减速电机（3）步进电机步进电机（如图2.6所示）是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电器元件。步进电机一般用在控制精确的智能小车或机器人上，相对成本较高，而且虽然采用步进电机有诸多优点，但步进电机输出转矩较低，随转速的升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，其转速较低，不适用于小车等有一定速度要求的系统。在一些简单的智能小车上运用得较少。图2.6步进电机我们的消防机器人为履带式机器人，履带的运动是靠驱动轮的转动来实现，小车需要一定转速且所需转矩较大。经过对市场上已有电机进行分析，我们选择使用带编码器的直流减速电机。2.5消防机器人的总体方案前面我们已经通过详细的调研以及方案对比，确定了消防机器人的行走方案、灭火方案以及驱动方案，确定方案后，我们利用Solidworks三维建模软件对该消防机器人进行的三维建模（如图2.7所示），从而让人更直观的了解这款消防机器人。图2.7消防机器人的三维模型

3消防机器人系统硬件设计3.1系统硬件设计概述基于对系统的需求分析以及从系统所需要开发功能的角度出发，同时结合实际应用性和经济性综合考虑，本课题采用功耗低、体积小、集成度高、成本低、可靠性好的嵌入式硬件系统。作为２０世纪人类社会最伟大的发明之一。我们的消防机器人具有探寻火源、智能避障和蓝牙控制等功能。该小车以STM32单片机作为处理器，控制各个模块协调工作；以履带小车作为底盘,具有较强的越障性能和稳定性能；以带编码器的直流减速电机作为系统的驱动；用超声波传感器作为小车的智能避障模块；用火焰传感器感知火源位置；用水泵抽水实现灭火。此外，小车能以手机作为上位机，通过蓝牙串行调试助手发送信号控制小车运行。系统设计主要包括软件设计和硬件设计,软件设计包括电机驱动程序的编写、蓝牙控制模块程序的编写以及超声波传感器避障程序的编写；硬件设计是指电路设计,包括电动机驱动和无线通信等。在这些模块中，STM32单片机作为一个控制中枢，属于整个系统的控制器部分；三个超声波传感器组成的避障模块以及火焰检测模块属于传感器部分，主要用于机器人的感知避障以及对火源的精准定位等；灭火水泵模块、电机驱动模块以及机械臂的舵机驱动模块属于执行器部分；实现机器人的行走功能，以及控制机器人实现灭火，舵机驱动模块主要功能是实现机械臂的自由运动，使得机器人能够实现全方位灭火。此外，为了整个系统能够良好运作，我们还需要电源。如图3.1所示，就是我们消防机器人的系统总体电路图。图3.1消防机器人的系统总体电路图3.2控制器系统设计为了满足消防小车系统的功能设计以及能耗低、价格低廉的基本需求，本课题采用STM32处理器作为系统的主控芯片。STM32处理器采用ARM最先进的Cortex-M3系统架构，该内核是专门设计用于满足高性能、低功耗、实时响应、具有竞争价格的嵌入式领域的要求。STM32系列处理器现有产品分为STM32F101系列和STM32F103系列。其中，STM32F101系列是基本型系列，工作的最高主频为36MHz。STM32F103系列是增强型系列，带有片内RAM和丰富的外设资源，能够实现出众的控制和联接能力。在Cortex-M3平台上，STM32处理器具有极低的系统功耗。在STM32F103系列单片机中，针对实际工程应用中三种主要的能耗需求进行优化。这三种能耗需求分别是运行模式下高效率的动态耗电机制、待机状态时极低电能的消耗和电池供电时低电压工作的能力。为此，在STM32F103系列单片机中提供了三种低功耗模式和灵活的时钟控制机制，用户可以根据实际工程的需要进行合理优化。3.3传感器系统硬件设计3.3.1避障模块设计由于火灾现场环境复杂，消防机器人在工作的过程中往往会有障碍物对行进路线造成一定的阻挡，因此需要通过传感器来感知周边环境发现障碍物，实现避障功能。目前主要采用的方案有超声波避障和红外线避障两种方式，但由于红外线测距距离较短，而且遇到透明或者黑色的物体红外线会被吸收，无法识别障碍物。因此，本系统采用超声波避障方式来实现精确避障。DYP-ME007超声波测距模块（如图3.2所示）可提供3cm-3.5m的非接触式距离感测功能，下图为DYP-ME007外观，包括超声波发射器、接收器与控制电路。其基本工作原理为给予此超声波测距模块一个触发信号后发射超声波，当超声波投射到物体而反射回来时，模块输出一个回响信号，以触发信号和回响信号间的时间差，来判定物体的距离。图3.2超声波测距模块3.3.2火焰检测模块设计在消防小车执行灭火任务的过程中，一个重要的功能是能够自主识别火情，发现危险，这样才可以进行下一步的灭火作业。本系统采用火焰传感器的设计方案。（1）火焰感应原理由于火焰是由多种燃烧生成物、高温气体、碳氢物质和无机物质构成。火焰的热辖射具有离散光谱的气体辐射和连续光谱的固体辐射。不同燃烧物的火焰辐射强度、波长分布有所差异。但总体来说，其对应火焰温度的近红外波长域及紫外光域，具有很大的辐射强度，这就是火焰感应检测火焰存在的方法和测试依据。（2）火焰检测功能设计通过火焰感应原理，使用特制的红外线接收管元件來检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，输入到控制器中，控制器根据电平信号的变化做出相应的执行处理。每路由光电二极管（IR接收器）、电阻、电容、电位器和LM393比较器组成，还可以通过修改板载上的电位器来调节火焰探测的灵敏度。当光电二极管探测到火焰发出的波段范围为700-1000nm的短波近红外线后，经过LM393比较器输出高低电平。我们选择的火焰传感器如图3.3所示。图3.3红外火焰传感器3.4本章小结本章详细阐述了消防机器人系统的硬件设计方案，主要从消防小车的控制器系统硬件、传感器系统硬件、执行器系统硬件等几个方面进行了详细的原理分析、器件选型以及相关的电路设计，为后续的软件系统设计以及系统调试打下了坚实的硬件基础。

4消防机器人系统软件设计4.1系统软件设计概述在完成硬件系统设计的基础上，要实现所需要的各种功能，使消防小车按照预定的模式进行智能化工作，还需要通过软件系统的设计来完成。消防机器人的软件设计主要包括以下几个部分，分别为消防机器人的避障模块软件设计、消防机器人的灭火模块软件设计、消防机器人的上位机蓝牙控制系统设计等几个部分。考虑到c语言的灵活性、丰富性、可移植性强等特点，我们的软件开发语言选择c语言。4.2主程序设计消防小车的下位机软件系统采用C程序语言进行开发，使用KeilMDK集成开发环境。利用意法半导体公司提供的STM32固件库函数可以方便快捷的进行下位机程序开发。同时为了满足程序开发的高效性、易维护性，软件系统采用了模块化的设计思路，将整个程序划分为主程序和子程序两个部分。主程序主要功能是对各硬件模块进行初始化以及根据功能设计需求调用相应的子程序，是程序运行的入口。系统的主程序流程图如图4.1所示：图4.1主程序流程图4.3避障模块软件设计上一章已经选好了超声波测距模块。在进行软件设计时，考虑到车体有四个方向都有可能碰到障碍物，我们可能需要在前后左右四个方向布置超声波传感器，由于后退的功能我们删除了，所以最后在消防机器人的前、左、右三个方向布置了超声波传感器，实现精确避障。最后得出的超声波避障子程序流程图如图4.2所示。图4.2超声波避障子程序流程图4.4灭火模块软件设计在消防小车的前端安装有6路火焰传感器，可以探测到周围180度范围内的火焰信息。由于每路火焰传感器存在探测角度，所以可以根据各路火焰传感器的状态来推断出火源所在的位置。我们把火焰传感器分为两组，左侧三个传感器为一组，右侧三个传感器为一组，每次收到火焰信号后先统计左侧组传感器感知到火焰的路数，和右侧火焰传感器组感知到火焰的路数。如果左侧感知到火焰的路数多于右侧感知到火焰的路数，代表着当前火焰位置位于消防小车的左侧，这时控制消防小车开始左转，如果两组传感器感知到火焰的路数相同，说明火焰位于小车前方，控制消防小车开始直行。如果右侧一组传感器感知到火焰的路数多于左侧感知到火焰的路数，说明火焰位于小车的右侧，则控制消防小车开始右转，如果两组传感器全部都探测到火焰信号，说明火焰离传感器较近且位置在前方，这时灭火子程序控制小车停止下来，并打开风扇开始火火。通过以上算法实现了消防小车到火源的路径规划以及自动灭火功能，灭火子程序流程图如图4.3所示：图4.3灭火子程序流程图4.5上位机蓝牙控制系统设计消防机器人还需要根据蓝牙调试助手所发送的命令进行相应的动作。默认的手机蓝牙调试助手APP为MinibalanceV3.5。发送Z，小车停止，即左右电机都不转；发送A，小车前进，左右电机正转；发送B，小车向右前方前进，左电机正转，右电机停止；发送C，小车原地顺时针旋转，左电机正转，右电机反转；发送D，小车向右后方倒退，左电机反转，右电机停止；发送E，小车后退，左右电机反转；发送F，小车向左后方倒退，左电机停止，右电机反转；发送G，小车原地逆时针旋转，左电机反转，右电机正转；发送H，小车向左前方前进，左电机停止，右电机正转。上位机蓝牙控制子程序如图4.4所示。图4.4上位机蓝牙控制子程序流程图

5结论火灾作为影响人类社会发展进步的自然灾害之一，是发生最为普遍，最直接影响人民生命财产安全的灾害。每年全世界发生的火灾数量不计其数，对人民的正常生产生活造成严重的影响。为了减少火灾给人类社会带来的危害，利用智能控制技术，开发出一种能够应用于多种场合，实现全天候火情监视和巡检并能够自主完成灭火任务的消防设备具有十分重要的意义。基于以上研宄背景，本文先是对国内外现有消防机器人的发展现状进行了详细调研，并在此基础上，详细了解了消防机器人消防技术的发展现状；然后结合调研的内容我们对比法完成了消防机器人的机械结构方案设计，包括消防机器人的行走方案设计、消防机器人的火源跟踪方案设计、消防机器人的驱动方案设计，敲定了这些设计方案后，我们又通过Solidworks2016三维建模软件完成了消防机器人机械结构的三维造型和建模。然后又针对性的对这款消防机器人进行了系统硬件设计及选型，包括消防机器人的行走方案设计、消防机器人的灭火方案设计、消防机器人的驱动方案的设计；以及软件系统的搭建，包括消防机器人的避障模块软件设计、消防机器人的灭火模块软件设计、消防机器人的上位机蓝牙控制系统设计等几个部分。

参考文献[1]彭小清.消防机器人在我国灭火救援中的应用现状和前景分析[J].今日消防,2019,4(12):18-19.[2]韩非,张善文,王阳,孙宝剑.栅栏结构装配式防火隔爆型消防机器人车身结构设计[J].农业装备技术,2019,45(06):27-30.[3]罗丽洁,何坚强.消防机器人控制系统设计[J].智能机器人,2019(05):89-92.[4]王邦洲,赵凯文,胡彬,苏典发,陈蕾.实验室消防机器人[J].电脑知识与技术,2019,15(29):201-203.[5]林耀,张赟.在灭火救援中消防机器人技术的有效应用研究[J].内蒙古科技与经济,2019(11):89+91.[6]张生财.小型消防机器人操控系统的研究[D].内蒙古科技大学,2019.[7]熊根.履带式消防机器人设计与仿真[D].南昌大学,2019.[8]宋佳庆.新型消防机器人动力学分析与驱动系统研究[D].武汉科技大学,2019.[9]苗春壮.消防机器人控制系统研究[D].中北大学,2019.[10]董非,杨卫军,李丹,方戍,林昕.基于红外热像仪的火源定位方法[J].消防科学与技术,2019,38(03):394-397.[11]袁延.基于STM32的消防小车的设计[D].宁夏大学,2019.[12]张航.基于红外热成像的消防灭火机器人自动控制系统的研究[D].南京航空航天大学,2019.[13]MohdAliff,NorSamsiahSani,MIYusof,AzavitraZainal.DevelopmentofFireFightingRobot(QRob)[J].InternationalJournalofAdvancedComputerScienceandApplications(IJACSA),2019,10.[14]谷山强,姜文东,罗浩.电力隧道消防机器人实时避障控制系统设计[J].科技通报,2019,35(02):80-84.[15]霍泳淇,农旭安.全向轮消防机器人[J].品牌研究,2019(01):103-104.[16]向真,张宏钊,姜勇,吕鹏,傅博.一种高压室消防机器人[J].机械与电子,2018,36(12):64-68.[17]YuanzhiHuang,ZhenYang,JunwenZhang.HydraulicTechnologyDesignofMineFireExtinguis