專利名稱：具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械及網(wǎng)絡通訊技術領域，具體地說是ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人。
背景技術：
隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各類エ業(yè)廠區(qū)、高層建筑、地鐵站的通訊設施逐漸增多，實現(xiàn)了エ業(yè)的自動化生產(chǎn)以及國民的數(shù)字化生活，但同時也給消防工作帶來了困擾和危機，在地鐵站和高層建筑內將面臨自組網(wǎng)的通訊系統(tǒng)無法覆蓋整個區(qū)域的問題，在大范圍消防滅火作業(yè)時自組網(wǎng)的通訊系統(tǒng)又由于功率限制的難題面臨通訊網(wǎng)絡無法覆蓋整個消防滅火作業(yè)范圍。自組網(wǎng)的通訊系統(tǒng)時，只能實現(xiàn)滅火作業(yè)點和現(xiàn)場指揮人員的通訊，遠在指揮中心的領導無法直接了解現(xiàn)場的滅火作業(yè)情況，影響了其對災害程度的判斷。使用 公共網(wǎng)的通訊設備在無基站網(wǎng)絡覆蓋的地下車庫以及特殊地區(qū)無法進行通訊，從而影響了消防滅火作業(yè)。消防滅火機器人的直線行走性能主要靠兩臺電機同步控制機械行走機構來完成，由于機械結構的制造和安裝精度等問題，造成兩臺直流無刷電機的負載不相同，以及兩臺無刷直流電機的動態(tài)特性無法達到完全相同，將會造成消防滅火機器人在起步和遇到障礙時偏離直線行走的正確路線。
發(fā)明內容本實用新型為克服現(xiàn)有技術的不足，在消防滅火機器人的基礎上增加自動糾偏模塊及網(wǎng)絡通訊模塊，并將履帶進行改良，能夠進行一定高度的攀爬作業(yè)，綜合多種功能一體的消防滅火機器人，増加用途范圍。為實現(xiàn)上述目的，設計ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，包括底盤、消防炮、安裝支架，其特征在于底盤上設有安裝支架，安裝支架上設有消防炮；所述的底盤兩側分別設有履帶裝置，履帶裝置的前端與地面呈45°，履帶裝置的后端與地面呈
6° o所述的底盤內部設有MCU、自動糾偏功能模塊、網(wǎng)絡通訊模塊，MCU的一端連接自動糾偏功能模塊，MCU的另一端連接網(wǎng)絡通訊模塊。所述的自動糾偏功能模塊設有2個無刷電機驅動器、2個直流無刷電機，MCU設有2個信號輸出端及2個信號輸入端，2個信號輸出端分別連接2個無刷電機驅動器的信號輸入端，2個無刷電機驅動器的輸出端分別連接其ー側的直流無刷電機的信號輸入端，2個直流無刷電機的信號輸出端分別連接MCU的2個信號輸入端。所述的網(wǎng)絡通訊模塊包括遙控發(fā)射模塊、遙控接收模塊、聲光報警模塊，遙控發(fā)射模塊內設有嵌設有軟件的第二 MCU，遙控發(fā)射模塊的信號輸出端連接遙控接收模塊的信號輸入端，遙控接收模塊設有兩個信號輸出端，一端連接底盤(I)內部的MCU的信號輸入端，另一端連接聲光報警模塊的信號輸入端。[0009]所述的遙控發(fā)射模塊采用按鍵模塊設有2個輸出端，一端連接數(shù)據(jù)轉換模塊的輸入端，數(shù)據(jù)轉換模塊的輸出端連接RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端，RF數(shù)據(jù)通訊模塊的另ー輸入端連接地址編碼器及頻率編碼器的輸出端，遙控發(fā)射模塊內部的第二 MCU設有三個端ロ，一端連接按鍵模塊的另ー輸出端，另兩端雙向連接3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊及WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊；遙控發(fā)射模塊采用顯示器的輸入端連接2. 4G視頻接收模塊的輸出端及3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊通過視頻數(shù)據(jù)解壓模塊的輸出端；遙控發(fā)射模塊采用3G網(wǎng)卡設備的輸出端分別連接臺式計算機、筆記本計算機、3G智能手機的輸入端。所述的遙控接收模塊采用另一地址編碼器及另ー頻率編碼器的輸出端連接另一RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端，另ー RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸出端連接另一數(shù)據(jù)轉換模塊的輸入端，另ー數(shù)據(jù)轉換模塊設有兩個輸出端，另ー數(shù)據(jù)轉換模塊的ー個輸出端連接2. 4G視頻發(fā)射模塊的輸入端；CCD視頻采集A及CCD視頻采集B的輸出端分別連接2. 4G視頻發(fā)射模塊的另ー輸入端及H. 264視頻數(shù)據(jù)壓縮模塊的輸入端，H. 264視頻數(shù)據(jù)壓縮模塊的輸出端連接另ー 3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊的輸入端；另一數(shù)據(jù)轉換模塊的另ー輸出端連接MCU ;另一 3G 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊及另ー WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊分別雙向連接MCU。 本實用新型同現(xiàn)有技術相比，增設3G及WIFI網(wǎng)絡通訊模塊，使得遠在指揮中心的領導可以直接了解現(xiàn)場的滅火作業(yè)情況，對火災的情況能夠時時進行監(jiān)控，及時做出正確的判斷，提高滅火工作的效率。利用電機脈沖控制，提升消防滅火機器人的直線行走能力，通過采集電機的反饋信號對電機的執(zhí)行量進行修正，達到兩臺電機在不同負載和動態(tài)特性的情況下達到行程的同步。增設ー種行走履帶，能夠進行一定高度的攀爬作業(yè)，而且對于崎嶇不平的道路同樣沒有問題，大大増大了滅火機器人的適用范圍。

圖I為本實用新型結構示意圖。圖2為控制系統(tǒng)結構示意圖。圖3為遙控發(fā)射模塊結構示意圖。圖4為遙控接收模塊結構示意圖。圖5為履帶受カ分析圖。參加圖1，I為底盤，2為安裝支架，3為消防炮。
具體實施方式
下面根據(jù)附圖對本實用新型做進ー步的說明。如圖I所示，底盤I上設有安裝支架2，安裝支架2上設有消防炮3 ;底盤I兩側分別設有履帶裝置，履帶裝置的前端與地面呈45°，履帶裝置的后端與地面呈6°。如圖2所示，底盤I內部設有MCU、自動糾偏功能模塊、網(wǎng)絡通訊模塊，MCU的一端連接自動糾偏功能模塊，MCU的另一端連接網(wǎng)絡通訊模塊；自動糾偏功能模塊設有2個無刷電機驅動器、2個直流無刷電機，MCU設有2個信號輸出端及2個信號輸入端,2個信號輸出端分別連接2個無刷電機驅動器的信號輸入端，2個無刷電機驅動器的輸出端分別連接其ー側的直流無刷電機的信號輸入端，2個直流無刷電機的信號輸出端分別連接MCU的2個信號輸入端；網(wǎng)絡通訊模塊包括遙控發(fā)射模塊、遙控接收模塊、聲光報警模塊，遙控發(fā)射模塊內設有嵌設有軟件的第二 MCU，遙控發(fā)射模塊的信號輸出端連接遙控接收模塊的信號輸入端，遙控接收模塊設有兩個信號輸出端，一端連接底盤I內部的MCU的信號輸入端，另一端連接聲光報警模塊的信號輸入端。如圖3所示，遙控發(fā)射模塊采用按鍵模塊設有2個輸出端，一端連接數(shù)據(jù)轉換模塊的輸入端，數(shù)據(jù)轉換模塊的輸出端連接RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端，RF數(shù)據(jù)通訊模塊的另ー輸入端連接地址編碼器及頻率編碼器的輸出端，遙控發(fā)射模塊內部的第二 MCU設有三個端ロ，一端連接按鍵模塊的另ー輸出端，另兩端雙向連接3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊及WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊；遙控發(fā)射模塊采用顯示器的輸入端連接2. 4G視頻接收模塊的輸出端及3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊通過視頻數(shù)據(jù)解壓模塊的輸出端；遙控發(fā)射模塊采用3G網(wǎng)卡設備的輸出端分別連接臺式計算機、筆記本計算機、3G智能手機的輸入端。如圖4所示，遙控接收模塊采用另一地址編碼器及另ー頻率編碼器的輸出端連接另ー RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端，另ー RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸出端連接另一數(shù)據(jù)轉換模塊的輸入端，另ー數(shù)據(jù)轉換模塊設有兩個輸出端，另ー數(shù)據(jù)轉換模塊的ー個輸出端連接2. 4G視頻發(fā)射模塊的輸入端；CCD視頻采集A及CCD視頻采集B的輸出端分別連接2. 4G視頻發(fā)射模塊的另ー輸入端及札264視頻數(shù)據(jù)壓縮模塊的輸入端，H. 264視頻數(shù)據(jù)壓縮模塊的輸出端連接另一 3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊的輸入端；另一數(shù)據(jù)轉換模塊的另ー輸出端連接MCU ;另一 3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊及另ー WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊分別雙向連接MCU。如圖5 所示，Pn = Mk /rk Pf = Pn f式中Pn —障礙物的反作用力；Pf —障礙物的反摩擦力；Mk _驅動輪扭矩；rk__驅動輪半徑；Pna _地對支撐點的反力； PfA_地面對支點的摩擦力。對A點的カ矩平衡方程式為PfA和Pna對A的カ矩為0，即Pf I2 + Pn *h = G Ii;很明顯Pf I2 + Pn h彡G I1 ,所以行走履帶就能跨越障礙物。工作吋，遙控發(fā)射模塊內部的地址編碼器和頻率編碼器將系統(tǒng)編碼輸入給RF數(shù)據(jù)通訊模塊，使RF數(shù)據(jù)通訊模塊存儲ー組唯一的編碼，按鍵模塊同時將按鍵數(shù)據(jù)輸入至第ニ MCU以及通過數(shù)據(jù)轉換模塊傳輸給RF數(shù)據(jù)通訊模塊，第二 MCU將按鍵數(shù)據(jù)進行處理后輸入至3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊和WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊。RF數(shù)據(jù)通訊模塊通過433Mhz的無線通訊接ロ發(fā)送數(shù)據(jù)至遙控接收模塊內部的RF數(shù)據(jù)通訊模塊；3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊通過3G無線接ロ發(fā)送數(shù)據(jù)至遙控接收模塊內部的3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊；WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊通過WIFI無線通訊接ロ發(fā)送數(shù)據(jù)至遙控接收模塊內部的WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊。遙控接收模塊內部的另一地址編碼器和另ー頻率編碼器將系統(tǒng)編碼輸入給另ーRF數(shù)據(jù)通訊模塊，另ー RF數(shù)據(jù)通訊模塊將接收到的數(shù)據(jù)進行編碼校驗后將數(shù)據(jù)通過另ー數(shù)據(jù)轉換模塊輸入至MCU，另ー 3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊將接收到的數(shù)據(jù)輸入至MCU，另ー WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊將接收到的數(shù)據(jù)輸入至MCU。CXD視頻采集A和CXD視頻采集B將視頻信號同時傳輸入至2. 4G視頻發(fā)射模塊以及通過H. 264視頻數(shù)據(jù)壓縮模塊將壓縮后的數(shù)據(jù)輸入至另ー 3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊。遙控發(fā)射模塊內部的2. 4G視頻接收模塊將接收到的視頻數(shù)據(jù)輸入至顯示器，3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊通過視頻數(shù)據(jù)解壓模塊將視頻數(shù)據(jù)輸入至顯示器。3G網(wǎng)卡設備將視頻數(shù)據(jù)輸入至臺式計算機、筆記本計算機以及3G手機。在工作時，左右兩側的直流無刷電機驅動左右兩側的主驅動輪系運動，主動主驅動輪系帶動履帶裝置運動，直流無刷電機不間斷地將HALL反饋脈沖信號輸送給MCU，MCU將收到的脈沖轉換為行程數(shù)據(jù)及速度數(shù)據(jù)，然后做出行程補償，將行程補償通過PID算法后得出的結果通過PID輸出量由信號輸送至無刷電機驅動器，無刷電機驅動器將PID輸出量轉換為脈沖信號輸送至直流無刷電機，直流無刷電機收到脈沖信號時改變其運作狀態(tài)，從而改變主驅動輪系的速度，直至履帶的速度，達到兩臺電機在不同負載和動態(tài)特性的情況下達到行程的同歩。改進原有滅火機器人近距離操控的模式，增設3G及WIFI網(wǎng)絡，使得遠在指揮中心 的領導可以直接了解現(xiàn)場的滅火作業(yè)情況，對火災的情況能夠時時進行監(jiān)控，及時做出正確的判斷，提高滅火工作的效率；增設自動糾偏模塊，使滅火機器人能夠時時進行速度及行程的補償，做到不偏離目標的效果；改進的履帶結構，使滅火機器人進行一定高度的攀爬作業(yè)，而且對于崎嶇不平的道路同樣沒有問題，大大増大了滅火機器人的適用范圍，設計出一種多功能的滅火機器人，無論何時、何地、何種狀況的火災，都能夠進行滅火工作，大大提高了滅火作業(yè)的效率。
權利要求1.ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，包括底盤、消防炮、安裝支架，其特征在于底盤(I)上設有安裝支架(2)，安裝支架(2)上設有消防炮(3);所述的底盤(I)兩側分別設有履帶裝置，履帶裝置的前端與地面呈45°，履帶裝置的后端與地面呈6°。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，其特征在于所述的底盤(I)內部設有MCU、自動糾偏功能模塊、網(wǎng)絡通訊模塊，MCU的一端連接自動糾偏功能模塊，MCU的另一端連接網(wǎng)絡通訊模塊。
3.根據(jù)權利要求2所述的ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，其特征在于所述的自動糾偏功能模塊設有2個無刷電機驅動器、2個直流無刷電機，MCU設有2個信號輸出端及2個信號輸入端,2個信號輸出端分別連接2個無刷電機驅動器的信號輸入端，2個無刷電機驅動器的輸出端分別連接其ー側的直流無刷電機的信號輸入端，2個直流無刷電機的信號輸出端分別連接MCU的2個信號輸入端。
4.根據(jù)權利要求2所述的ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，其特征在干所述的網(wǎng)絡通訊模塊包括遙控發(fā)射模塊、遙控接收模塊、聲光報警模塊，遙控發(fā)射模塊內設有嵌設有軟件的第二 MCU，遙控發(fā)射模塊的信號輸出端連接遙控接收模塊的信號輸入端，遙控接收模塊設有兩個信號輸出端，一端連接底盤(I)內部的MCU的信號輸入端，另一端連接聲光報警模塊的信號輸入端。
5.根據(jù)權利要求4所述的ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，其特征在于所述的遙控發(fā)射模塊采用按鍵模塊設有2個輸出端，一端連接數(shù)據(jù)轉換模塊的輸入端，數(shù)據(jù)轉換模塊的輸出端連接RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端，RF數(shù)據(jù)通訊模塊的另ー輸入端連接地址編碼器及頻率編碼器的輸出端，遙控發(fā)射模塊內部的第二 MCU設有三個端ロ，一端連接按鍵模塊的另ー輸出端，另兩端雙向連接3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊及WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊；遙控發(fā)射模塊采用顯示器的輸入端連接2. 4G視頻接收模塊的輸出端及3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊通過視頻數(shù)據(jù)解壓模塊的輸出端；遙控發(fā)射模塊采用3G網(wǎng)卡設備的輸出端分別連接臺式計算機、筆記本計算機、3G智能手機的輸入端。
6.根據(jù)權利要求4所述的ー種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，其特征在于所述的遙控接收模塊采用另一地址編碼器及另ー頻率編碼器的輸出端連接另一 RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸入端，另ー RF數(shù)據(jù)通訊模塊的輸出端連接另一數(shù)據(jù)轉換模塊的輸入端，另ー數(shù)據(jù)轉換模塊設有兩個輸出端，另ー數(shù)據(jù)轉換模塊的ー個輸出端連接2. 4G視頻發(fā)射模塊的輸入端；CCD視頻采集A及CCD視頻采集B的輸出端分別連接2. 4G視頻發(fā)射模塊的另ー輸入端及H. 264視頻數(shù)據(jù)壓縮模塊的輸入端，H. 264視頻數(shù)據(jù)壓縮模塊的輸出端連接另ー 3G網(wǎng)絡視頻通訊模塊的輸入端；另一數(shù)據(jù)轉換模塊的另ー輸出端連接MCU ;另一 3G網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊及另ー WIFI網(wǎng)絡數(shù)據(jù)通訊模塊分別雙向連接MCU。
專利摘要本實用新型涉及機械及網(wǎng)絡通訊技術領域，具體地說是一種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人。一種具有支持多種網(wǎng)絡通訊功能的消防滅火機器人，包括底盤、消防炮、安裝支架，其特征在于底盤上設有安裝支架，安裝支架上設有消防炮；所述的底盤兩側分別設有履帶裝置，履帶裝置的前端與地面呈45°，履帶裝置的后端與地面呈6°。同現(xiàn)有技術相比，增設3G及WIFI網(wǎng)絡通訊模塊，使得遠在指揮中心的領導可以直接了解現(xiàn)場的滅火作業(yè)情況，對火災的情況能夠時時進行監(jiān)控，及時做出正確的判斷，提高滅火工作的效率。
文檔編號A62C27/00GK202526806SQ20122004728
公開日2012年11月14日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權日2012年2月14日
發(fā)明者孫財平 申請人:上海務進消防安全設備有限公司, 上海蕪津消防設備有限公司