本实用新型专利技术涉及一种探测石化气体泄漏的搜索定位机器人装置，包括行进机器人本体，和设置在所述基于金属履带式行进平台的搜索定位机器人平台上，依次有石化气体传感器探测装置、石化气体浓度标向定位装置、实时人员搜索监视与报警装置、实时定位装置和ZigBee‑Wifi网关RT5350基载装置以及主控集成装置。本实用新型专利技术具有实时开展采集石化气体浓度的探测任务；实时开展石化气体来源的浓度辨向检测任务；向监控终端实时传送位置信号；实时进行视频监控与通信数据传输并向终端发送石化气体参数等特性。能在石化危险气体泄漏事故发生时有效地开展大范围气源探测和进行石化气体泄漏的具体区域定位，为事故现场人员撤离提供有效的位置信息；降低搜救成本；提高故障排除效率，是一种应用于石化生产、储运安全的应急搜索定位机器人装置。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及嵌入式传感器技术、GPS定位技术、机器人控制
，尤其是一种探测石化气体泄漏的搜索定位机器人装置。
技术介绍
在石油化工的生产环境下展开石化作业具有高温高压，伴随有毒气体与存在腐蚀性等危险因素。近来频频发生石化生产安全事故，尤其是石化危险气体泄漏事故。石化危险气体泄漏事故，是诱发生产设备爆炸与生产工作人员吸入有毒气体的直接原因，危害大，影响面广，造成二次生产事故连续发生的可能性大。当石化危险气体泄漏事故发生并引发生产工作人员中毒且尚未导致二次火灾时，除了快速展开救援工作外，对于石化气体泄漏的源头区域的确定显得尤为重要。当故障排除的搜救人员进入事故区域展开长时间、大规模的搜救，对故障排除人员和搜救人员存在生命安全的威胁。由于现有的石化生产厂区的储运管道有输送距离长与分布密集度高等特点，因此当石化厂区气体泄漏事故发生时，如何在现场开展大范围气源探测和石化危险气体泄漏的具体区域定位的问题亟待解决，如何为事故现场抢救和人员撤离提供有效的位置信息、争取抢救时间、降低搜救成本和提高故障排除效率也显得尤为迫切。
技术实现思路
针对上述问题，本技术要解决的技术问题是：提供一种搜索定位效率较高、灵活性较好、适用区域范围较广，并能实现无线传输通讯与石化危险气体泄漏区域定位反馈的一种探测石化气体泄漏的搜索定位机器人装置。为实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种探测石化气体泄漏的搜索定位机器人装置，包括行进机器人本体，其特征在于：所述机器人为基于金属履带式行进平台的搜索定位机器人，包括石化气体传感器探测装置；石化气体浓度标向定位装置(306)；实时人员搜索监视与报警装置；实时定位装置；ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)；主控集成装置(103)，其中：所述石化气体传感器探测装置，设置有石化气体传感器与环境监测传感器，分别与所述ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)和所述主控集成装置(103)连接，并实时开展采集石化气体浓度的探测任务；所述石化气体浓度标向定位装置(306)与所述主控集成装置(103)连接，并实时开展石化气体来源的浓度辨向检测任务；所述实时人员搜索监视与报警装置，设置有红外避障传感器(104)、红外防坠落传感器(111)、高清监控取景摄像头(105)、人体感应模块(109)、温湿度传感器(204)，分别与ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)和所述主控集成装置(103)连接，并向终端发送环境参数与进行监控视频传输；所述实时定位装置，设置有GPS定位模块(101)与主控集成装置(103)连接，并向监控终端实时传送位置信号；所述ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)与主控集成装置(103)连接，并进行实时通信数据传输；所述主控集成装置(103)，设置在机器人平台中部的集成盒中，采用ARM核心控制芯片，架设嵌入式数据采集与处理系统，处理各个传感器采集来的实时数据，并经过程序运算后输出相应的通信信号与电机执行信号。本技术设置有基于金属履带式行进机构，由带有此轮的高精度直流电机(113)驱动的搜索定位机器人平台进行移动动作，同时在所述高精度直流电机(113)的旋转带动齿轮旁边设置霍尔测速传感器模块(112)，对所述高精度直流电机(113)在当机器人行进过程中通过直流电机进行有效地转速检测、速度控制、方向控制、制动控制。本技术如果将所述石化气体浓度标向定位装置(306)设置在机器人的进行正前部，另一安装有中间烟雾气敏传感器(203)、左侧烟雾气敏传感器(201)、右侧烟雾气敏传感器(202)以同样三角状态分布的如说明书附图所述图2的三传感器三角浓度差值定位模型设置在机器人的进行正后部，本技术设置所述石化气体浓度标向定位装置(306)均应视为如说明书附图所述图2的安装方式的等同安装方案。本技术在所述主控集成装置上部安装有24V聚合物锂电池组(118)、GPS定位模块(101)、ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)。本技术在机器人的进行正前部、所述石化气体浓度标向定位装置(306)的下部设置有人体感应模块(109)、LED照明灯(110)、红外防坠落传感器(111)，其中：所述人体感应模块(109)向机器人的正前部正中方向进行生命迹象探测；所述LED照明灯(110)安装在机器人的正前部左右两侧，当光照条件不理想的条件下为机器人进行与摄像头前部取景监视进行辅助光照加持；所述红外防坠落传感器(111)安装在机器人的正前部并方向朝下，在当机器人遭遇复杂悬崖地形或者行走平面的起伏过大时，可以为了防止坠落造成机器人的损伤进而触发自动紧急制动机制。本技术在所述主控集成装置(103)下方的履带托载平台机身内设有安全急救储存自救药盒，并设有外界求救信号按钮与寻求周围机器人装置集群救援和位置报警按钮。优选的，所述车前高清监控取景摄像头(105)采用720P高清红外夜视摄像头。优选的，所述一氧化碳气敏传感器采用设置有宽电压LM393比较器、具有双路信号输出(模拟量输出及TTL电平输出)和气敏材料为二氧化锡的MQ-7气体传感器。优选的，所述烟雾气敏传感器，特点是具有开关信号(TTL)输出和模拟信号输出，对液化气、丙烷、氢气的可燃性气体的灵敏度高，对天然气和其它可燃蒸汽的检测亦能达到理想的水平的MQ-2气体传感器。优选的，所述温湿度传感器为湿度测量范围在20％-95％，湿度测量误差为±5％，温度测量范围在0-80℃，温度测量误差：±2℃，工作电压为3.3V-5V的DHT11温湿度传感器模块。优选的，所述红外避障传感器(104)、红外防坠落传感器(111)采用光学分辨率为20∶1，响应时间为50ms的工业级不锈钢红外避障传感器。优选的，所述主控集成装置(103)的的控制核心为基于ARM920T架构的S3C2410处理器。优选的，所述ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)，包括有：Zigbee(CC2530)和RT5350，RT5350运行于360MHz系统主频并采用32MByteRAM和8MByteflash，嵌入OpenWRT架构可选择内置和外置两种天线，包括Zigbee和RT5350。可作为组网节点设置通信调试口，包括：Wifi和Zigbee，实现Wifi和Zigbee的协议转换进行视频传输与数据共享。优选的，所述的人体感应模块(109)为工作的电压为DC5～20V，静态功耗为65mA，可调延时时长为0.3s～10min，封锁时间为0.2s，感应范围为小于120°锥角的半径7m以内距离能感应人体迹象的检测模块。下面结合附图进行说明。附图说明图1是本技术的外观示意左视图。图2是设置在机器人正后部的三传感器三角浓度差值定位模型的正视图。图3是设置在机器人正前部的三传感器三角浓度差值定位模型与所述石化气体浓度标向定位装置(306)的正视图。如图1、图2、图3所示，标注101为GPS定位模块；标注102为ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置；标注103为主控集成装置；标注104、标注305同为红外避障传感器；标注105、标注304同为高清监控取景摄像头；标注106、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种探测石化气体泄漏的搜索定位机器人装置，包括行进机器人本体，其特征在于：所述机器人为基于金属履带式行进平台的搜索定位机器人，包括石化气体传感器探测装置；石化气体浓度标向定位装置(306)；实时人员搜索监视与报警装置；实时定位装置；ZigBee‑Wifi网关RT5350基载装置(102)；主控集成装置(103)，其中：所述石化气体传感器探测装置分别与所述ZigBee‑Wifi网关RT5350基载装置(102)和所述主控集成装置(103)连接；所述石化气体浓度标向定位装置(306)与所述主控集成装置(103)连接，并设置有三传感器三角浓度差值定位模型；所述实时人员搜索监视与报警装置，设置有红外避障传感器(104)、红外防坠落传感器(111)、高清监控取景摄像头(105)、人体感应模块(109)、温湿度传感器(204)，分别与所述ZigBee‑Wifi网关RT5350基载装置(102)和所述主控集成装置(103)连接；所述实时定位装置，设置有GPS定位模块(101)与所述主控集成装置(103)连接；所述ZigBee‑Wifi网关RT5350基载装置(102)与所述主控集成装置(103)连接。...
【技术特征摘要】
1.一种探测石化气体泄漏的搜索定位机器人装置，包括行进机器人本体，其特征在于：所述机器人为基于金属履带式行进平台的搜索定位机器人，包括石化气体传感器探测装置；石化气体浓度标向定位装置(306)；实时人员搜索监视与报警装置；实时定位装置；ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)；主控集成装置(103)，其中：所述石化气体传感器探测装置分别与所述ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)和所述主控集成装置(103)连接；所述石化气体浓度标向定位装置(306)与所述主控集成装置(103)连接，并设置有三传感器三角浓度差值定位模型；所述实时人员搜索监视与报警装置，设置有红外避障传感器(104)、红外防坠落传感器(111)、高清监控取景摄像头(105)、人体感应模块(109)、温湿度传感器(204)，分别与所述ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)和所述主控集成装置(103)连接；所述实时定位装置，设置有GPS定位模块(101)与所述主控集成装置(103)连接；所述ZigBee-Wifi网关RT5350基载装置(102)与所述主控集成装置(103)连接。2.根据权利要求1所述的一种探测石化气体泄漏的搜索定...
【专利技术属性】
技术研发人员：柯文德，郑元思，林晓宇，王锟湃，姚秋平，刘宝恩，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：新型
国别省市：广东;44
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