تنفيذ وتطوير روبوت متنقل لاطفاء الحرائق في البيئات المعقدة

الباحث

محمود يوسف غضبان

المشرف

وسام عصمت عبد اللطيف - جمال عبد الكريم محمد

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم الهندسة الكهروميكانيكية / الهندسة الكهروميكانيكية

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Firefighting robot;Teleoperation;Mobile robot;Complex environments

اقترح هذا العمل تنفيذ وتطوير روبوت لمكافحة الحرائق يمكنه التحرك في أكثر من اتجاه والعمل داخل المباني والمستودعات والأماكن الضيقة في البيئات المعقدة. ويمكنه أيضًا العمل تلقائيًا أو يدويًا. ويهدف الروبوت إلى مساعدة رجال الإطفاء من البشر في إطفاء الحرائق في المناطق الخطرة والتي يتعذر الوصول إليها. وذلك لتقليل الخسائر والجهد والحفاظ على الأرواح البشرية في عمليات الإطفاء. يتكون الروبوت من cul ge الجزء الأول هو جسم الروبوت وهو مصنوع من الفولاذ. يتم تحريكه بواسطة أربع عجلات من طراز ميكانوم، مما يسمح له بالتحرك في جميع الاتجاهات. أربعة محركات تعمل بالتيار المستمر تقود العجلات الأربع. وتم وضع وحدة التحكم والمكونات الإلكترونية داخل جسم الروبوت؛ كما تم وضع كاميرا العمق داخل جسم الروبوت في الجهة الأمامية، حيث تشابه وظيفتها وظيفة العين البشرية. أما مستشعر المسح بالليزر LIDAR فقد تم وضعه في الجزء العلوي من جسم الروبوت ليتمكن من إجراء عملية مسح PVs درجة. أما الجزء الثاني فهو ذراع الروبوت الذي يعمل كمضخة لرش الماء ويتمتع بدرجتين من الحرية. يتم تحريكه بواسطة محرك سيرفو. كان نظام تشغيل الروبوت (ROS) عبارة عن برنامج مع 4 Raspberry Pi كوحدة تحكم رئيسية للروبوت، وهو فعال من حيث التكلفة، ويسمح نظام التشغيل Mate ناأطناط] الخاص ب Raspberry Pi بسهولة dae yall والتكامل مع أجهزة الاستشعار المختلفة والمحركات وغيرها من الأجهزة. وتم استخدام خوارزمية SLAM لتحديد مكان عمل الروبوت بناءً على بيانات المسح بالليزر للروبوت وتحديد موقع الروبوت على الخريطة. تم إنشاء نظام إنذار للحريق منفصل عن الروبوت ووضعه في مكان آخر لغرض كشف الحريق وإصدار إشعار عبر إنترنت الأشياء من لوحة تحكم Node MCU والتي تم توصيل حساس الحريق بها. ستؤدي هذه الإشارة إلى انتقال الروبوت إلى موقع الحريق، حيث سيبدأ برش الماء عليه لإخماده. كما تم استخدام برنامج Solidworks أيضنًا لتنفيذ النموذج بالإضافة إلى تطوير حركة العجلات من خلال محاكاة ترتيب عجلات الميكانوم في تكوينات Type-X و 0- Lea Type أثبت أن Type-X هو الأفضل من حيث السرعة والإزاحة، بالإضافة إلى استخدام برنامج 10712 لمحاكاة بيئة تشغيل الروبوت. وتبين أن الروبوت قادر على BLES) الحرائق في سيناريوهات مختلفة، مثل التحرك في ممر طويلء أو التحرك في غرفة بدون Sil se أو التحرك في غرفة بها عوائق ثابتة ومتحركة، وتجنب العوائق الثابتة والمتحركة في طريقه دون الاصطدام بها أو تجاوزهاء والتوجه نحو النار ela), Lal النيران عن طريق ضخ الماء عليها. تلقائيا والعودة إلى موقعه الأصلي.

This work is proposed to implement and develop a firefighting robot that can move in more than one direction and work inside buildings, warehouses, and confined spaces in complex environments. It can also work automatically or manually. The robot aims to assist human firefighters in extinguishing fires in hazardous and inaccessible areas. in order to reduce losses and effort and preserve human lives in firefighting operations. The robot consists of two parts, the first part is the robot’s body, which is made of steel. It is moved by four Mecanum wheels, which allow it to move in all directions. Four DC motors drive the four wheels. The controller and electronic components were placed inside the robot body, and the depth camera was placed inside the robot body on the front side, where its function is similar to that of the human eye. As for the LIDAR laser scanning sensor, it has been placed in the upper part of the robot’s body to be able to perform a 360-degree scanning process. The second part is the robot arm operating as a water spray pump, which has two degrees of freedom. It is moved by a servo motor. The robot operating system (ROS) software has been utilized with the raspberry Pi 4 as the main controller for the robot, it is cost-effective, and the Raspberry Pi's Ubuntu Mate operating system allows for easy programming and integration with various sensors, actuators, and other devices. SLAM algorithm was used to locate the robot’s workplace based on the robot’s laser scan data and determine the robot’s location on the map. A fire alarm system was created separate from the robot and placed in another place for the purpose of detecting the fire and issuing a notification via the Internet of things from the Node MCU control panel, with which the fire sensor is connected. This signal will cause the robot to move to the site of the fire, where it will begin spraying water on it to extinguish it. As the solidworks program was also used to implement the model in addition to developing the movement of the wheels by simulating the arrangement of mecanum wheels in X-type and O-type configurations. type, which proved that X-type is better in terms of speed and displacement, in addition to using the Rviz program to simulate the operating environment of the robot. It was found that the robot is capable of detecting fire in different scenarios, such as moving in a long corridor, moving in a room without obstacles, or moving in a room with fixed and moving obstacles, avoiding fixed and moving obstacles in its path without colliding with them or bypassing them, heading towards the fire automatically, and extinguishing the flames by pumping water on it. Automatically and return to its original location.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب