智能侦查灭火机器人

2009年11月第16卷增刊控制工程

Contr ol Engi neering of China

Nov.2009Vol.16,S 3

文章编号:1671-7848(2009)S 3-0116-06

收稿日期;收修定稿日期作者简介程鹤鸣(),男,湖北黄冈人,研究生,主要研究方向为机械制造及其自动化等。

智能侦查灭火机器人

程鹤鸣,龙

飞,任

才,王国文,吴敬兵

(武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉

430070

)

摘要:以遥控电动小车为研究对象,基于三菱FX2N 系列PLC ,建立智能侦查灭火机器

人模型,对控制系统进行优化,使灭火机器人的各模块之间能够平滑、稳定地协同工作。采用L298芯片分别控制2台电机,通过不同的转速实现机器人的灵活转向,并利用PL C 产生不同占空比的PWM 波实现机器人的无级变速,确保机器人平稳运行。同时,利用编码器检测电机转速并将信息反馈给PLC 构成闭环控制,从而实现机器人行走路线的精确控制与调整。智能侦查灭火机器人的火焰、避障以及行走模块协同工作,使其能够更快速、安全地发现并到达火源,实现灭火。关

键

词:智能侦查灭火机器人;PLC ;L298芯片;智能侦查

中图分类号:TP 27

文献标识码:A

Intelli gent Detecti on ofF ire -fi g hti ng Robot

C HE NG H e -m i ng,L O NG F ei ,REN Ca i ,W A NG Guo -wen ,WU J in g-bing

(M ec h an i cal and E lectri cal Eng i neeri ng ,Wuhan Un i versity ofT echnolo g y ,W u h an 430070,

Ch i n a)

Abstr ac t :Taki ng e l ec tric re m ote co ntrol ca r as t he research o b j ec t ,based o n M itsub i sh i FX2N -PL C,t he i nte lli gent detecti on fire -

fi ghti ng ro bot controlm o de l is establi shed and control syste m i s opti m i zed .The ro bot fire -fi ghti ng a m o ng the var i ous m o dules can be s m ooth and stab l e work together .L298ch i ps are used to co n trol t wo motors runn i ng ,through d iffe rent speed fl exi b l e ro bot t urn and take advantage of PLC have d ifferent duty cycle of the P WM wave ro bot 's co ntinuously va riab l e to ens u re the s m ooth operati on of robots .M ean while ,t he detecti on ofm ot or speed usi ng enco der feedback to t he PLC will constitute a c l osed -l oop control to ach i eve prec ise con -trol and adj ust m ent of robots routes .Each module i nte lli gent de tecti on fire -fi ghti ng robot can work togethe r m ore qu i ckly and safe l y to fi nd and reach t he fire source and fi ght it .

K ey word s :i n telli gent detectio n of fire -fi ghti ng ro bot ;PLC ;L298ch i ps ;

intelligent detectio n

1引言

最近几十年,随着中国经济的高速发展,大量的各类高层、地下建筑与大型的石化企业不断涌现,而此类建筑的结构与构建材料的特殊性,使得其在发生火灾时,消防人员不可能在短时间内到达高处的火灾发生地点,阻止火势的进一步蔓延,在地下建筑中,由于环境比较潮湿,烟气不易扩散,消防人员难以快速的判定火源位置;而在石化企业发生火灾时,会产生大量的有毒气体,使得消防人员在灭火时极易中毒。火灾现场对在场的任何人都有着极大的危害,尽快救助火灾中的受害者,最大限度地保证消防人员的安全,消防机器人的研究被提上日程,机器人技术的发展也为这一要求的实现提供了技术上的保证。存在的问题,灭火的要求,已有的条件使得消防火机器人应运而生。

智能机器人在中国正处于高速发展阶段,但无论是其技术的研究和应用,还是技术的普及与教

育,我国与机器人强国还是存在不少差距。

三菱公司的FX2N 系列PL C [1]

是1种高性能、高稳定性的控制器,非常适用于智能侦查灭火机器人控制系统中,三菱的CC -li nk 总线是1种开放式

的现场总线,通信速率高,将CC -link 总线[2]

应用于电动汽车控制系统,易于实现控制的网络化,分散化,由软件逻辑替代传统的直接线束控制,可靠性是传统控制系统的数10倍,同时可实现实时诊断,测试和报警功能,系统功能扩展不受限制。

2项目简介

/智能侦查灭火机器人0项目研究以遥控电动小车模型为研究对象,建立智能侦查灭火机器人控制模型采用三菱FX2N 系列PLC 对控制系统进行优化,使灭火机器人中各模块能够平滑、稳定地工作并具有全局侦查发现火源及报警,最佳路线选择,识别障碍与避障方案选择,火灾程度判定与应对方案选择,最后自动归位功能,在其工作的同时,将

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