吊轨式消防巡检机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了一种吊轨式消防巡检机器人系统，包括：吊轨部、吊轨式消防巡检机器人、灭火设备、位置识别块、充电点、远程控制中心、无线信号传输设备；所述吊轨式消防巡检机器人包括：行走部、升降视觉装置、位置检测装置、探测装置、灭火设备操控装置、控制与通讯装置；所述机器人在所述吊轨部的轨道上移动；所述位置检测装置通过识别所述位置识别块进行定位；所述机器人可在所述充电点充电；所述灭火设备操控装置对灭火设备进行操作；控制与通讯装置通过所述无线信号传输设备实现所述机器人与远程控制中心的通讯。本发明专利技术的吊轨式消防巡检机器人系统的所述机器人可沿轨道进行巡检探测，及时发现设备故障及安全隐患，并能及时进行灭火作业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及消防巡检机器人
，尤其涉及一种吊轨式消防巡检机器人系统。
技术介绍
在一些化工厂因存在很多易燃易爆的化工原料，存在引发火灾的可能；一些存在大量高电压、大电流设备的场所，如变电所、大型设备电气控制室、电力隧道等，容易发生电路故障，引发火灾，因此，加强巡检预防与消防紧急措施工作尤为重要。目前，对于上述场所，大多还采用人工巡检的方式，即使发生火灾，也是由人进入现场进行灭火。然而，人工巡检不仅效率低，发现问题不及时，可靠性差；若发生火灾，救灾人员很难安全靠近，不可预知的火势、产生的有害气体、可能的爆炸危险往往使得救灾效率低，救灾危险性大。近些年，关于轨道式消防机器人的研究与报道很少，但轮式与履带式的消防机器人已经在应用。其中，河南海力特机电制造有限公司研发的高压细水雾消防机器人(专利申请号：201110206090.6)采用轮式行走机构，并配有灭火弹、传感器、可见光相机等，当发生火灾时进入现场，将火灾现场情况实时传回指挥中心，同时进行灭火。无论是上述的轮式消防机器人还是履带式消防机器人存在以下缺点：(1)与轨道式消防机器人相比，轮式和履带式消防机器人的定位与控制极其复杂；(2)只能在火灾发生后进行灭火，而无法实现预防火灾的发生，而将机器人开入火灾现场也需要一定时间，因此，不能在火灾发生的第一时间进行灭火。为了解决上述问题，本专利技术人团队在国家自然科学基金面上项目(批准号：51675518)与国家重点研发计划课题(课题编号：2016YFC0802908)的支持下，进一步研究，提出一种吊轨式消防巡检机器人系统。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术旨在解决现有技术中存在的问题。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种吊轨式消防巡检机器人系统，实现对重要设备的巡检工作，从而有效预防火灾的发生，即使发生火灾亦能及时、迅速地进行灭火。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种吊轨式消防巡检机器人系统，包括：吊轨部，所述吊轨部包括轨道以及用于将所述轨道吊装在空中的吊架，所述轨道包括：导轨体，所述导轨体横截面轮廓为圆形；齿轨，所述齿轨固定于所述导轨体的底部；吊轨式消防巡检机器人，所述吊轨式消防巡检机器人为多个，且均在所述轨道上移动，多个所述吊轨式消防巡检机器人之间通讯连接，所述吊轨式消防巡检机器人包括：行走部，所述行走部包括：主架；万向导向轮组，所述万向导向轮组包络在所述导轨体外，且所述万向导向轮组与所述主架相连；上斜轮组件，所述上斜轮组件位于所述导轨体一侧上部，且所述上斜轮组件与所述主架相连；有齿驱动轮组件，所述有齿驱动轮组件包括：有齿驱动轮，所述有齿驱动轮与所述主架可枢转地相连，并与所述齿轨相啮合；支撑轮，所述支撑轮与所述有齿驱动轮同轴相连，且所述支撑轮与所述齿轨的轨面贴合；驱动件，所述驱动件与所述有齿驱动轮相连，并驱动所述有齿驱动轮转动；升降视觉装置，所述升降视觉装置包括：升降装置，所述升降装置与所述主架相连，且能够在上下方向升降；云台，所述云台与所述升降装置相连；可见光摄像机，所述可见光摄像机安装在所述云台上；热成像仪，所述热成像仪安装在所述云台上；位置检测装置，所述位置检测装置安装在所述主架上，且所述位置检测装置用于检测与确定所述行走部在所述轨道上的位置；探测装置，所述探测装置安装在所述主架上，且所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；灭火设备操控装置，所述灭火设备操控装置与所述主架相连，且所述灭火设备操控装置可以操控灭火设备进行灭火作业；控制与通讯装置，所述控制与通讯装置与远程控制中心通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部、所述升降视觉装置、所述位置检测装置、所述探测装置与所述灭火设备操控装置；灭火设备，所述灭火设备用于灭火作业，且所述灭火设备包括：灭火弹，所述灭火弹存放于靠近轨道位置，且所述灭火弹包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；灭火器，所述灭火器与所述主架相连，所述灭火器包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器和清水灭火器；位置识别块，所述位置识别块间隔布设在所述齿轨上，且所述位置检测装置通过识别所述轨道上不同位置的所述位置识别块确定所述吊轨式消防巡检机器人在所述轨道上的位置；远程控制中心，所述远程控制中心与所述吊轨式消防巡检机器人通过所述控制与通讯装置通讯连接，且能够对所述吊轨式消防巡检机器人进行远程控制；无线信号传输设备，所述无线信号传输设备安装在所述吊轨式消防巡检机器人与所述远程控制中心之间，且能够实现吊轨式消防巡检机器人之间以及吊轨式消防巡检机器人与远程控制中心之间的无线通讯。进一步的，所述万向导向轮组包括：竖直轴，所述竖直轴为两个，竖直轴的上端与所述主架顶部可枢转地相连；n形架支撑架，所述n形架支撑架为两个，每个n形架支撑架的的中部分别与其中一个竖直轴的下端可枢转地相连；两个n形架支撑架的一端均为n形框架，其一个n形架支撑架的另一端设有凹窝孔，另一个n形架支撑架的另一端设有球头；所述球头设在所述凹窝孔内；顶轮，在每个所述n形框架的拱顶部位横向设置一个顶轮，所述顶轮与所述轨道体的顶部滚动接触；侧轮，所述侧轮竖向设置于所述n形框架的两侧，侧轮与所述轨道体的两侧滚动接触。进一步的，所述上斜轮组件包括：斜轮轴，所述斜轮轴与所述主架顶部相连，且斜轮轴轴线与竖直方向存在一定夹角；斜轮，所述斜轮与所述斜轮轴可枢转地相连，且斜轮与导轨体一侧上部滚动接触。进一步的，所述气体检测传感器包括检测一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫气体浓度的传感器的一种或多种以及信号处理模块。进一步的，所述灭火设备操控装置包括：与所述灭火弹对应的灭火弹抓取与释放装置，所述灭火弹抓取与释放装置包括电磁铁式取放装置，电磁铁式取放装置通过机械臂与主架相连，所述灭火弹上设有铁质吸块；与所述灭火器对应的灭火器操控装置，所述灭火器操控装置包括：喷嘴、电磁阀，所述灭火器与所述电磁阀相连，所述喷嘴与所述电磁阀相连。进一步的，所述吊轨式消防巡检机器人还包括电源装置和充电装置，所述电源装置安装在所述主架上，所述充电装置与所述电源装置相连，所述吊轨部设有充电点，所述充电点设有充电触点，所述行走部移动至所述充电点时，所述充电装置与所述充电触点接通。进一步的，所述吊轨式消防巡检机器人还包括与所述电源装置相连的电量检测装置，所述电量检测装置用于检测电源装置的电量。进一步的，所述位置检测装置为射频读卡器或霍尔传感器，所述识别块为电子标签或由多个磁块组成的位置编码块。进一步的，所述远程控制中心包括机器人操作装置、监控设备和无线通讯模块，通过操作所述机器人操作装置实现对所述吊轨式消防巡检机器人的远程控制，所述吊轨式消防巡检机器人在现场探测到的环境信息经过所述无线通讯模块传输并显示在监控设备上，便于监控人员观察。进一步的，所述升降装置包包括底座、丝杆、滑块和升降电机，丝杆的两端与底座可枢转地相连，丝杆的一端通过联轴器与升降电机的输出轴相连，滑块与丝杆以螺纹副相连，云台与滑块相连。采用本专利技术的技术方案将能获得以下有益效果：(1)所述轨道可以沿空间任意方向进行折弯，形成空间曲线，从而可以根据现场的设备、障碍物的布置情况，将所述轨道加工成合适的形状，保证所述机器人能够处于最佳的探测与检测位置；(2)采用所述行走部，所述吊轨式消防巡检机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，包括：吊轨部，所述吊轨部包括轨道以及用于将所述轨道吊装在空中的吊架，所述轨道包括：导轨体，所述导轨体横截面轮廓为圆形；齿轨，所述齿轨固定于所述导轨体的底部；吊轨式消防巡检机器人，所述吊轨式消防巡检机器人为多个，且均在所述轨道上移动，多个所述吊轨式消防巡检机器人之间通讯连接，所述吊轨式消防巡检机器人包括：行走部，所述行走部包括：主架；万向导向轮组，所述万向导向轮组包络在所述导轨体外，且所述万向导向轮组与所述主架相连；上斜轮组件，所述上斜轮组件位于所述导轨体一侧上部，且所述上斜轮组件与所述主架相连；有齿驱动轮组件，所述有齿驱动轮组件包括：有齿驱动轮，所述有齿驱动轮与所述主架可枢转地相连，并与所述齿轨相啮合；支撑轮，所述支撑轮与所述有齿驱动轮同轴相连，且所述支撑轮与所述齿轨的轨面贴合；驱动件，所述驱动件与所述有齿驱动轮相连，并驱动所述有齿驱动轮转动；升降视觉装置，所述升降视觉装置包括：升降装置，所述升降装置与所述主架相连，且能够在上下方向升降；云台，所述云台与所述升降装置相连；可见光摄像机，所述可见光摄像机安装在所述云台上；热成像仪，所述热成像仪安装在所述云台上；位置检测装置，所述位置检测装置安装在所述主架上，且所述位置检测装置用于检测与确定所述行走部在所述轨道上的位置；探测装置，所述探测装置安装在所述主架上，且所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；灭火设备操控装置，所述灭火设备操控装置与所述主架相连，且所述灭火设备操控装置可以操控灭火设备进行灭火作业；控制与通讯装置，所述控制与通讯装置与远程控制中心通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部、所述升降视觉装置、所述位置检测装置、所述探测装置与所述灭火设备操控装置；灭火设备，所述灭火设备用于灭火作业，且所述灭火设备包括：灭火弹，所述灭火弹存放于靠近轨道位置，且所述灭火弹包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；灭火器，所述灭火器与所述主架相连，所述灭火器包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器和清水灭火器；位置识别块，所述位置识别块间隔布设在所述齿轨上，且所述位置检测装置通过识别所述轨道上不同位置的所述位置识别块确定所述吊轨式消防巡检机器人在所述轨道上的位置；远程控制中心，所述远程控制中心与所述吊轨式消防巡检机器人通过所述控制与通讯装置通讯连接，且能够对所述吊轨式消防巡检机器人进行远程控制；无线信号传输设备，所述无线信号传输设备安装在所述吊轨式消防巡检机器人与所述远程控制中心之间，且能够实现吊轨式消防巡检机器人之间以及吊轨式消防巡检机器人与远程控制中心之间的无线通讯。...

【技术特征摘要】
1.一种吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，包括：吊轨部，所述吊轨部包括轨道以及用于将所述轨道吊装在空中的吊架，所述轨道包括：导轨体，所述导轨体横截面轮廓为圆形；齿轨，所述齿轨固定于所述导轨体的底部；吊轨式消防巡检机器人，所述吊轨式消防巡检机器人为多个，且均在所述轨道上移动，多个所述吊轨式消防巡检机器人之间通讯连接，所述吊轨式消防巡检机器人包括：行走部，所述行走部包括：主架；万向导向轮组，所述万向导向轮组包络在所述导轨体外，且所述万向导向轮组与所述主架相连；上斜轮组件，所述上斜轮组件位于所述导轨体一侧上部，且所述上斜轮组件与所述主架相连；有齿驱动轮组件，所述有齿驱动轮组件包括：有齿驱动轮，所述有齿驱动轮与所述主架可枢转地相连，并与所述齿轨相啮合；支撑轮，所述支撑轮与所述有齿驱动轮同轴相连，且所述支撑轮与所述齿轨的轨面贴合；驱动件，所述驱动件与所述有齿驱动轮相连，并驱动所述有齿驱动轮转动；升降视觉装置，所述升降视觉装置包括：升降装置，所述升降装置与所述主架相连，且能够在上下方向升降；云台，所述云台与所述升降装置相连；可见光摄像机，所述可见光摄像机安装在所述云台上；热成像仪，所述热成像仪安装在所述云台上；位置检测装置，所述位置检测装置安装在所述主架上，且所述位置检测装置用于检测与确定所述行走部在所述轨道上的位置；探测装置，所述探测装置安装在所述主架上，且所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；灭火设备操控装置，所述灭火设备操控装置与所述主架相连，且所述灭火设备操控装置可以操控灭火设备进行灭火作业；控制与通讯装置，所述控制与通讯装置与远程控制中心通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部、所述升降视觉装置、所述位置检测装置、所述探测装置与所述灭火设备操控装置；灭火设备，所述灭火设备用于灭火作业，且所述灭火设备包括：灭火弹，所述灭火弹存放于靠近轨道位置，且所述灭火弹包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；灭火器，所述灭火器与所述主架相连，所述灭火器包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器和清水灭火器；位置识别块，所述位置识别块间隔布设在所述齿轨上，且所述位置检测装置通过识别所述轨道上不同位置的所述位置识别块确定所述吊轨式消防巡检机器人在所述轨道上的位置；远程控制中心，所述远程控制中心与所述吊轨式消防巡检机器人通过所述控制与通讯装置通讯连接，且能够对所述吊轨式消防巡检机器人进行远程控制；无线信号传输设备，所述无线信号传输设备安装在所述吊轨式消防巡检机器人与所述远程控制中心之间，且能够实现吊轨式消防巡检机器人之间以及吊轨式消防巡检机器人与远程控制中心之间的无线通讯。2.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，所述万向导向轮组包括：竖直轴，所述竖直轴为两个，竖直轴的上端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：李允旺，代素梅，贾正乾，王猛，叶腾，殷晓红，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32