文档介绍：第17届世界大会会议记录
国际自动控制联合会
韩国汉城,2008年 7月6号至11号
一种无线通信系统架构灭火机器人
Jung-Hyun Park ,Byung-Wook Kim ,Dong-Jo Park ,Moon-June Kim
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摘要:灭火机器人和远程操作之间可靠的通信系统已被研究出来了。该通信系统由两部分组成,一个数字分组数据通信系统和一个模拟图像通信系统。作为一个可靠的数据包通信系统,我们通过商用CDMA(码分多址)网络架构。使用CDMA模块,它可以传送串行数据后,连接过程是由网络服务供应商指定的。数字分组数据通信系统的传输数据包来回传送,以控制灭火机器人,并监控其状态。远程操作员可以通过模拟图像的通信系统查看机器人周围环境视频显示。
引言
在经济增长迅速的现代工业化社会已经造成工厂,复杂的办公室集结,密集的公寓聚集于都市区;加油站,油气藏,和液化天然气仓储设施,这些都是容易引起火灾的易燃材料也存在于这些区域。当在这些地方发生火灾时,由于拥挤的建筑物,高温,烟雾,和爆炸的危险,救火将非常困难。
火灾能够造成巨大生命和财产损失。在1925年四月的第一个消防局成立于韩国,如今类似的设施迅速的扩展,消防局已位于全国各地。当前灭火系统是基于人们使用水枪和化学压制系统。然而,人们不能有效地工作在所有的消防环境。在这种情况下,最好迅速扑灭火灾方法是使用灭火机器人。最近,为了应付特大火灾有关的事故,
灭火机器人已在许多先进国家进行研究:天野[2002]建[2007],郭[2006],丰[2002],包[2004],迪尔[2001],尔格伦[2001]。
灭火机器人是运作在消防人员无法工作的地方。因此,使用远程控制系统控制灭火机器人的位置最好位于远离火的地方。为了控制灭火机器人在偏远的地方,强大的无线电通信系统是必要的。
本文认为,强大的讯系统是灭火机器人和远程控制器的无线通讯的基础。这些通信系统由两部分组成,一个数字分组数据通信系统和一个模拟图像通信系统。数字数据通信系统传输数据包以控制灭火机器人并监控其状态。远程操作员可以通过模拟图像通信系统查看远程机器人周围的区域的视频。
本文编排如下:在第2节,提出一个系统配置。无线数据通信系统提出了在第3节,无线图像通信系统是在第4节所示。第5节总结本文。
系统配置
灭火机器人系统是由一个远程操作和消防机器人本体组成的整体。灭火机器人的本体是工作在危险区域,由一个远程操作使用数字数据通信系统控制,模拟图像的视频通信系统观测(图1)。
灭火机器人
消防员
数字数据通信系统
模拟图像通信系统
机器人周围的图像信息单向沟通
机器人状态和控制数据的双向通信
图1:灭火机器人和远程操作人员的通信系统
灭火机器人的身体是描绘图如图2,远程操作如图3所示。灭火机器人的设计是要在高温下环境下运行,该遥控器的设计是简便易移动的。
图2:消防灭火机器人本体图3:远程控制系统
机器人的车身尺寸是3400* 1750*1800立方毫米,能够在建筑物之间狭窄的路径行进。该身体的重量的稳定性允许使用水炮。六个轮子均采用了在轮马达,可以实现速度高达20公里/小时。为了承受高温度,机器人配备了自我喷水系统进行冷却。该机器人的身体能承受持续温度高达100℃至1000℃。详细规格如表1所示。
表1 消防机器人主体的规格
项目
产品规格
尺寸
3400 x 1750 x 1800 mm3
重量
1500kgf
最高速度
20km/h
驱动方式
x6在轮马达
运行时间
1小时
灭火仪器
水枪自喷水
耐用温度
100℃至1000℃
灭火机器人的总体结构描述如图4。主要控制操作通过基于Linux的实时应用程序接口(RTAI)。该其他部分包括传动系统,转向机构,遥感设备,灭火系统及通讯系统。详细说明如下:
功率:灭火机器人需要动力做有效运作。液体汽油或柴油燃料可因火灾或高温爆炸,因此,电动马达和电池得到了使用。高功率电池用于6x6在轮马达。为控制电脑使用了一个单独电池。由于在轮马达需要很大的电流一个电池会引起控制计算机操作作