一种电缆通道巡检灭火机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种电缆通道巡检灭火机器人，包括导轨、中央控制箱和灭火剂箱，灭火剂箱内设有灭火剂，中央控制箱连接一机械臂，机械臂的末端设有摄像头、红外3D成像仪和喷嘴，灭火剂箱通过电磁阀门连接一柔性管道，柔性管道与喷嘴连通，中央控制箱内设有机械臂驱动模块、无线通信模块、用于对摄像头和红外3D成像仪采集到的数据进行处理的图像处理模块、用于驱动电磁阀门开闭的阀门驱动模块、中央控制单元、用于使机器人沿导轨运动的行走机构以及用于驱动行走机构的行走驱动模块，中央控制单元用于根据图像处理模块发送的数据和/或无线通信模块发送的数据对机械臂驱动模块、阀门驱动模块和行走驱动模块进行控制，能在火势不大时迅速熄灭火情。

A robot for inspecting and extinguishing fire in cable channel

The invention discloses a cable channel patrol fire extinguishing robot, which comprises a guide rail, a central control box and a fire extinguishing agent box. The fire extinguishing agent box is provided with a fire extinguishing agent, the central control box is connected with a mechanical arm, the end of the mechanical arm is provided with a camera, an infrared 3D imager and a nozzle, the fire extinguishing agent box is connected with a flexible pipe through an electromagnetic valve, the flexible pipe is connected with the nozzle, and the central control box is provided with a fire extinguishing agent box There are a mechanical arm driving module, a wireless communication module, an image processing module for processing the data collected by the camera and the infrared 3D imager, a valve driving module for driving the opening and closing of the electromagnetic valve, a central control unit, a travel mechanism for making the robot move along the guide rail, and a travel driving module for driving the travel mechanism. The central control unit is used to process the data collected by the camera and the infrared 3D imager according to the The data sent by the image processing module and / or the wireless communication module control the mechanical arm drive module, the valve drive module and the travel drive module, which can quickly extinguish the fire when the fire is not serious.

【技术实现步骤摘要】
一种电缆通道巡检灭火机器人
本专利技术涉及悬挂式机器人，特别是涉及一种电缆通道巡检灭火机器人。
技术介绍
目前变电站一般会将大量电缆铺设在地下的电缆沟中，电缆沟中存在大量例如控制、通讯管路等对变电站设备的正常运行有着决定性作用的线路。在电缆沟的上方一般定点设置电缆井，根据电力变电站的运维要求，需要大量运维人员进行巡逻、检修的工作，但是维护时工作人员需要从电缆井钻入电缆沟中，由于电缆沟位于地下，属于狭窄封闭空间，工作人员的巡检和维护具有极大的困难。为了降低运维人员的工作强度，提高工作效率，出现了大量的变电站巡检机器人，其搭载的视频监控系统、视频传输系统可以使其在电缆沟中移动的过程中记录下沟道的图像信息，并通过无线视频传输系统传递至地面上的工作人员，大大降低了巡检难度。近几年来，为了应对电缆沟中经常产生的失火现象，巡检灭火机器人应运而生，但是巡检灭火机器人由于其所携带的红外成像仪只能显示2维图像，不能精确找到失火点，又由于其智能程度不够高，在灭火剂的喷射中一般只对准温度最高的点，加之其体积的局限性不能携带大量的灭火剂，导致经常无法在火势不大时迅速熄灭火情而导致火势蔓延烧毁线路，对电网造成极大损失。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种电缆通道巡检灭火机器人，能够在火势不大时迅速熄灭火情，从而防止火势蔓延烧毁线路。技术方案：为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的电缆通道巡检灭火机器人，包括导轨、中央控制箱和灭火剂箱，灭火剂箱内设有灭火剂，中央控制箱连接一机械臂，机械臂的末端设有摄像头、红外3D成像仪和喷嘴，灭火剂箱通过电磁阀门连接一柔性管道，柔性管道与喷嘴连通，中央控制箱内设有机械臂驱动模块、无线通信模块、用于对摄像头和红外3D成像仪采集到的数据进行处理的图像处理模块、用于驱动电磁阀门开闭的阀门驱动模块、中央控制单元、用于使机器人沿导轨运动的行走机构以及用于驱动行走机构的行走驱动模块，中央控制单元用于根据图像处理模块发送的数据和/或无线通信模块发送的数据对机械臂驱动模块、阀门驱动模块和行走驱动模块进行控制。进一步，所述行走机构包括车轮和用于驱动车轮运动的电机，所述行走驱动模块包括用于驱动电机的电机驱动模块。进一步，所述导轨的截面形状为工字形，导轨包括平行的顶面和底面，顶面和底面之间设有垂直于顶面的侧壁，所述车轮和电机各有两个，两个车轮分别设于侧壁的两侧，电机与车轮一一对应。进一步，所述机械臂的末端连接一法兰，摄像头、红外3D成像仪和喷嘴设于法兰上。进一步，所述机械臂包括连接杆，连接杆的一端连接机械臂驱动模块，连接杆的另一端连接大臂上关节的一端，大臂上关节的另一端连接大臂的一端，大臂的另一端连接大臂下关节的一端，大臂下关节的另一端固定连接小臂上关节的一端，小臂上关节的另一端连接小臂的一端，小臂的另一端连接小臂下关节的一端，小臂下关节的另一端固定连接法兰，其中连接杆和法兰均能横向旋转，大臂上关节、大臂下关节、小臂上关节和小臂下关节均能纵向旋转。进一步，所述中央控制单元的控制方法为：如果中央控制单元接收到图像处理模块发送的数据，则对图像处理模块发送的数据进行处理，对起火点进行三维空间定位，然后通过控制机械臂驱动模块使得机械臂上的喷嘴对准起火点，再通过控制阀门驱动模块使得电磁阀门打开，从而进行灭火；如果中央控制单元接收到无线通信模块发送的数据，则通过控制行走驱动模块使得行走机构运动，当图像处理模块发送来的数据表明已到达起火点时则中央控制单元通过控制行走驱动模块使得行走机构停止运动。进一步，还包括供电模块，所述供电模块用于给行走机构、行走驱动模块、中央控制单元、机械臂、机械臂驱动模块、电磁阀门、阀门驱动模块、摄像头、红外3D成像仪、图像处理模块和无线通信模块供电。有益效果：本专利技术公开了一种电缆通道巡检灭火机器人，与现有技术相比，具有如下的有益效果：1)本专利技术通过摄像头和红外3D成像仪进行图像采集，并通过中央控制单元的处理和控制，能够准确地定位起火点并对准起火点灭火，能够在火势不大时迅速熄灭火情，从而防止火势蔓延烧毁线路；2)本专利技术通过中央控制单元接收无线通信模块发送的数据，并对其他模块进行控制，在起火点位于远处时能够迅速移动到起火点并进行精准灭火。附图说明图1为本专利技术具体实施方式中机器人的立体图；图2为本专利技术具体实施方式中中央控制箱内部的结构图；图3为本专利技术具体实施方式中中央控制单元的控制过程示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步的介绍。本具体实施方式公开了一种电缆通道巡检灭火机器人，如图1所示，包括导轨11、中央控制箱1和灭火剂箱2，灭火剂箱2内设有灭火剂，中央控制箱1连接一机械臂3，机械臂3的末端设有摄像头5、红外3D成像仪6和喷嘴7，灭火剂箱2通过电磁阀门8连接一柔性管道9，柔性管道9与喷嘴7连通，如图2所示，中央控制箱1内设有机械臂驱动模块104、无线通信模块109、用于对摄像头5和红外3D成像仪6采集到的数据进行处理的图像处理模块106、用于驱动电磁阀门8开闭的阀门驱动模块110、中央控制单元105、用于使机器人沿导轨11运动的行走机构以及用于驱动行走机构的行走驱动模块108，中央控制单元105用于根据图像处理模块106发送的数据和/或无线通信模块109发送的数据对机械臂驱动模块104、阀门驱动模块110和行走驱动模块108进行控制。图像处理模块106采用彩色图像HSV模型过滤方法，通过色调、饱和度和亮度判断出起火点而不是温度最高的点。如图2所示，行走机构包括车轮102和用于驱动车轮102运动的电机101，行走驱动模块108包括用于驱动电机101的电机驱动模块。如图1所示，导轨11的截面形状为工字形，导轨11包括平行的顶面和底面，顶面和底面之间设有垂直于顶面的侧壁，车轮102和电机101各有两个，两个车轮102分别设于侧壁的两侧，电机101与车轮102一一对应。如图1所示，机械臂3的末端连接一法兰4，摄像头5、红外3D成像仪6和喷嘴7设于法兰4上。如图1所示，机械臂3包括连接杆301，连接杆301的一端连接机械臂驱动模块104，连接杆301的另一端连接大臂上关节302的一端，大臂上关节302的另一端连接大臂303的一端，大臂303的另一端连接大臂下关节304的一端，大臂下关节304的另一端固定连接小臂上关节305的一端，小臂上关节305的另一端连接小臂306的一端，小臂306的另一端连接小臂下关节307的一端，小臂下关节307的另一端固定连接法兰4，其中连接杆301和法兰4均能横向旋转，大臂上关节302、大臂下关节304、小臂上关节305和小臂下关节307均能纵向旋转。这样能够覆盖机器人前方的几乎每个位置，通过Denavit-Hartenberg法利用齐次变换描述大臂303和小臂306相对于固定参考坐标系的空间几何关系，从而推导出末端执行器坐标系相对于固定参考坐标系的等价齐次坐标变换矩阵，建立机械臂3的运动方程。固定参考坐标系是以起火点为原点建立的坐标系，末端执行器坐标系是以小臂下关节307为原点建立的坐标系。如图3所示，中央控制单元105的控制方法为：如果中央控制单元105接收到图像处理模块106发送的数据，则对图像处理模块106发送的数据进行处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电缆通道巡检灭火机器人，其特征在于：包括导轨(11)、中央控制箱(1)和灭火剂箱(2)，灭火剂箱(2)内设有灭火剂，中央控制箱(1)连接一机械臂(3)，机械臂(3)的末端设有摄像头(5)、红外3D成像仪(6)和喷嘴(7)，灭火剂箱(2)通过电磁阀门(8)连接一柔性管道(9)，柔性管道(9)与喷嘴(7)连通，中央控制箱(1)内设有机械臂驱动模块(104)、无线通信模块(109)、用于对摄像头(5)和红外3D成像仪(6)采集到的数据进行处理的图像处理模块(106)、用于驱动电磁阀门(8)开闭的阀门驱动模块(110)、中央控制单元(105)、用于使机器人沿导轨(11)运动的行走机构以及用于驱动行走机构的行走驱动模块(108)，中央控制单元(105)用于根据图像处理模块(106)发送的数据和/或无线通信模块(109)发送的数据对机械臂驱动模块(104)、阀门驱动模块(110)和行走驱动模块(108)进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种电缆通道巡检灭火机器人，其特征在于：包括导轨(11)、中央控制箱(1)和灭火剂箱(2)，灭火剂箱(2)内设有灭火剂，中央控制箱(1)连接一机械臂(3)，机械臂(3)的末端设有摄像头(5)、红外3D成像仪(6)和喷嘴(7)，灭火剂箱(2)通过电磁阀门(8)连接一柔性管道(9)，柔性管道(9)与喷嘴(7)连通，中央控制箱(1)内设有机械臂驱动模块(104)、无线通信模块(109)、用于对摄像头(5)和红外3D成像仪(6)采集到的数据进行处理的图像处理模块(106)、用于驱动电磁阀门(8)开闭的阀门驱动模块(110)、中央控制单元(105)、用于使机器人沿导轨(11)运动的行走机构以及用于驱动行走机构的行走驱动模块(108)，中央控制单元(105)用于根据图像处理模块(106)发送的数据和/或无线通信模块(109)发送的数据对机械臂驱动模块(104)、阀门驱动模块(110)和行走驱动模块(108)进行控制。2.根据权利要求1所述的电缆通道巡检灭火机器人，其特征在于：所述行走机构包括车轮(102)和用于驱动车轮(102)运动的电机(101)，所述行走驱动模块(108)包括用于驱动电机(101)的电机驱动模块。3.根据权利要求1所述的电缆通道巡检灭火机器人，其特征在于：所述导轨(11)的截面形状为工字形，导轨(11)包括平行的顶面和底面，顶面和底面之间设有垂直于顶面的侧壁，所述车轮(102)和电机(101)各有两个，两个车轮(102)分别设于侧壁的两侧，电机(101)与车轮(102)一一对应。4.根据权利要求1所述的电缆通道巡检灭火机器人，其特征在于：所述机械臂(3)的末端连接一法兰(4)，摄像头(5)、红外3D成像仪(6)和喷嘴(7)设于法兰(4)上。5.根据权利要求4所述的电缆通道巡检灭火机器人，其特征在于：所述机械臂(3)包括连接杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：高丙团，蔡俊熠，何嘉弘，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32