一种消防机器人系统及方法技术方案

本公开提供了一种消防机器人系统及方法，包括轨道、消防机器人和控制中心，轨道设置于防护区域顶部，轨道上可移动运行有至少一个消防机器人，轨道的端部设置有至少三层防护机构；消防机器人，包括机器人本体和控制组件，所述机器人本体上设置有用于消防弹喷射的消防弹组件，所述机器人本体上设置有图像采集设备，以及检测环境参数的检测组件，所述控制组件接收环境检测组件采集的环境参数；所述控制中心接收各控制组件上传的检测数据，判断是否发生火灾，并根据成像信息确定热辐射源，进而确定着火中心区域，控制距离最近的若干消防机器人本体移动至着火中心区域附近，实现灭火，实现灭火和机器人安全控制。

A fire fighting robot system and method

【技术实现步骤摘要】
一种消防机器人系统及方法
本公开属于机器人
，具体涉及一种消防机器人系统及方法。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。目前隧道/变电站消防安全主要面临不少问题。隧道通常是指建设在城市地下，用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水等市政管线的公共隧道。而变电站和隧道都具有空间狭小，内部电气设备布设较为密集，且行动空间有限的特点。在遇见火情时，大型救援消防设备无法驶入或灵活行走至着火点；如果采用定点固定多个消防器材，增加成本的同时，并不利于对火源进行迅速精确的定位，无法将火情消灭于萌芽状态；消防机器人是近些年出现的新型消防器材，通常是在上方设置的轨道上运行。消防机器人在快速前往着火点的过程中，如何保证运行平稳性和安全性，也是一个难题。现有的机械安全防护或电子安全防护，均不能避免因撞击导致的机器人本体或者轨道系统损坏，同时，单级安全防护可靠性较差，如果安全防护机构本身出现故障，也则会给机器人本体运行带来安全隐患。
技术实现思路
本公开为了解决上述问题，提出了一种消防机器人系统及方法，本公开能够在发生火情时及时预警，通过控制中心数据分析计算，快速定位火源，并控制消防机器人运动至着火点的上方，进行消防作业，将火势遏制在萌芽状态；同时，能够保证机器人高速赶往着火点的过程中的安全，防止机器人本体从轨道上坠落或者与轨道末端发生正面严重撞击；根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：一种消防机器人系统，包括轨道、消防机器人和控制中心，其中，所述轨道设置于防护区域上部，轨道上可移动运行有至少一个消防机器人，轨道的端部设置有至少三层安全防护机构；所述控制中心根据隧道内检测数据，判断是否发生火灾，并根据成像信息确定热辐射源，确定着火中心区域，控制距离最近若干消防机器人移动至着火中心区域附近，实现灭火。上述系统中，利用多个消防机器人的配合，能够在整个监测区域内灵活移动，检测各点的各种数据，实现提前预警，同时能够在发生火情时及时灭火，且能够快速定位火源，利用距离火源最近的消防机器人快速动作，把火势遏制在萌芽状态。同时，在消防机器人动作时，如果着火点靠近轨道端部，还能够在机器人运行过程中，保证机器人不会脱离轨道坠落，发生损坏，保证了整个区域内的电力设备与机器人的安全性。作为一种可实施的方案，所述消防机器人，包括机器人本体和控制组件，所述机器人本体上设置有用于消防弹喷射的消防弹组件，所述机器人本体上设置有成像设备，所述机器人本体上设置有检测环境参数的环境检测组件，所述控制组件接收环境检测组件采集的环境检测数据。作为一种可实施的方案，系统还包括辅助系统，所述辅助系统包括沿防护区域内间隔设置的多个自动防火门和控制箱；所述控制箱与控制中心连接，且根据接收的控制指令，控制相应的自动防火门动作。作为可能的实施方式，自动防火门包括防火门和驱动机构，所述驱动机构驱动所述防火门的上升或下降，还包括设置在预定位置的限位开关。所述防火门的防火门边框通过固定板嵌入至隧道/防护区域的横截面，所述防火门本体包括左侧门和右侧门；所述左侧门和所述右侧门通过铰链固定于所述防火门边框之上；所述左侧门和所述右侧门均设有：通过传动齿轮连接所述左侧门和所述右侧门，与电机驱动板相连，用于控制转动的开门电机；用于限制所述防火门极限开启位置的限位开关；设于所述电机驱动板上，用于调节所述开门电机的电机编码器；与所述电机驱动板相连，用于向所述电机驱动板发送控制指令的防火门控制板；所述控制指令包括开门指令和闭门指令。所述防火门还包括：设于所述防火门边缘位置，用于确定所述左侧门或所述右侧门转动位置的位置传感器。所述防火门还包括：设于所述左侧门或所述右侧门上，一侧或两侧，用于指示所述防火门运行状态的状态指示灯。所述防火门还包括：设于所述防火门控制板和控制箱之间，用于实现网口数据和串口数据之间协议转换的串口服务器。所述控制箱包括：用于保护电路的断路器；用于避免尖峰电流或尖峰电压干扰的浪涌保护器；所述控制箱还包括：用于实现消防机器人与所述防火门之间无线通信的无线网桥；用于连接所述无线网桥和所述串口服务器的交换机。作为可能的实施方式，所述防护区域内沿途布置多个灾情传感器；所述灾情传感器，包括但不限于温度、烟雾、火焰传感器中的一种或多种，探测数据可通过最近的控制箱，上传到控制中心。作为可能的实施方式，所述消防弹组件包括消防弹、喷射机构和控制开关，所述消防弹的喷射受控制开关控制，所述喷射机构通过转动机构设置在机器人本体上，通过控制转动机构的运动，控制喷射机构的喷射角度。作为可能的实施方式，所述消防机器人本身也可以作为检测机器人进行使用。作为可能的实施方式，所述检测组件为温度检测组件，具体包括若干温度检测探头。作为可能的实施方式，所述检测组件为烟雾检测组件，具体包括若干烟雾检测探头。作为可能的实施方式，所述检测组件为气体检测组件，具体包括若干气体检测探头。气体检测探头包括但不限于O2、CO、H2S、可燃气体检测探头，且检测探头的种类可以一样，也可以不一样。作为可能的实施方式，所述检测组件包括多个传感器探头，所述传感器探头包含气体、温度和烟雾传感器探头的至少一种。上述各类检测探头可以通过固定件设置于消防机器人本体上，对消防机器人本体周围环境中的气体含量实时监测。也可以间隔设置在防护区域内部。作为可能的实施方式，所述图像采集设备包括吊舱和成像设备，所述吊舱带动成像设备进行旋转。作为可能的实施方式，所述成像设备包括但不限于红外成像仪、紫外成像仪及可见光相机中的一个或多个。作为可能的实施方式，所述消防机器人本体上设置有定位器。作为可能的实施方式，所述防护区域内或轨道沿途设置有多个位置标签，以帮助机器人进行位置定位和火灾位置定位。作为可能的实施方式，所述消防机器人本体的行走机构包括驱动机构、传动机构和对称设置的转向臂，所述转向臂内侧设置有多组压紧导向轮，所述驱动机构通过传动机构驱动所述压紧导向轮，且所述压紧导向轮与轨道相配合，能够沿所述轨道运动；所述行走机构包括两套，分别设置于所述消防机器人本体的前后端。作为可能的实施方式，所述消防机器人本体上还设置有超声避障组件，具体包括在消防机器人本体周围安装的若干超声波雷达和红外线热释电传感器。作为可选择的实施方式，安全防护机构包括软防护单元、硬防护单元和机械防护单元，其中：所述软防护单元，包括设置在第一区域处的若干位置标签，当消防机器人运行至第一区域范围时，安装在机器人本体上的位置检测模块读到位置标签后，发送信号给所述控制组件；或/和，设置在第一区域处的传感器，被配置为当机器人运行至当前位置时，发送信号给所述控制组件；所述控制组件接收到上述任一信号后，控制机器人本体的行走机构停止运行；所述硬防护单元，被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消防机器人系统，包括轨道、消防机器人和控制中心，其中，所述轨道设置于防护区域的上方，轨道上可移动运行有至少一个消防机器人，其特征是：轨道的端部设置有至少三层防护机构；/n所述控制中心根据防护区域内检测数据，判断是否发生火灾，根据成像信息确定热辐射源，确定着火中心区域，控制距离最近的若干消防机器人移动至着火中心区域附近，实现灭火。/n

【技术特征摘要】
1.一种消防机器人系统，包括轨道、消防机器人和控制中心，其中，所述轨道设置于防护区域的上方，轨道上可移动运行有至少一个消防机器人，其特征是：轨道的端部设置有至少三层防护机构；
所述控制中心根据防护区域内检测数据，判断是否发生火灾，根据成像信息确定热辐射源，确定着火中心区域，控制距离最近的若干消防机器人移动至着火中心区域附近，实现灭火。


2.如权利要求1所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述消防机器人包括机器人本体和控制组件，所述机器人本体上设置有用于消防弹喷射的消防弹组件，所述机器人本体上设置有成像设备，所述机器人本体上设置有检测环境参数的环境检测组件，所述控制组件接收环境检测组件采集的环境检测数据。


3.如权利要求1所述的一种消防机器人系统，其特征是：还包括辅助系统，所述辅助系统包括沿防护区域内间隔设置的多个自动防火门和控制箱；所述控制箱与控制中心连接，且根据接收的控制指令，控制相应的自动防火门动作。


4.如权利要求3所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述自动防火门包括防火门和驱动机构，所述驱动机构驱动所述防火门的上升或下降，还包括设置在预定位置的限位开关；
或，所述防火门的防火门边框通过固定板嵌入至防护区域的横截面，所述防火门本体包括左侧门和右侧门；所述左侧门和所述右侧门通过铰链固定于所述防火门边框之上；
所述左侧门和所述右侧门均设有：通过传动齿轮连接所述左侧门和所述右侧门，与电机驱动板相连，用于控制转动的开门电机；用于限制所述防火门极限开启位置的限位开关；设于所述电机驱动板上，用于调节所述开门电机的电机编码器；
与所述电机驱动板相连，用于向所述电机驱动板发送控制指令的防火门控制板；所述控制指令包括开门指令和闭门指令。


5.如权利要求1所述的一种消防机器人系统，其特征是：还包括检测系统，所述检测系统包括多个灾情传感器，所述灾情传感器沿防护区域的延伸方向间隔布设；
所述灾情传感器包括但不限于温度传感器、烟雾传感器、火焰传感器、气体传感器中的一种或多种，各灾情传感器的探测数据通过与之相近的控制箱，上传到控制中心。


6.如权利要求2所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述检测组件为温度检测组件，具体包括若干温度检测探头；
或，所述检测组件为烟雾检测组件，具体包括若干烟雾检测探头；
或，所述检测组件为气体检测组件，具体包括若干气体检测探头；
或，所述检测组件包括多个传感器探头，所述传感器探头包含气体、温度和烟雾传感器探头的至少一种。


7.如权利要求2所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述消防弹组件包括消防弹、喷射机构和控制开关，所述消防弹的喷射受控制开关控制，所述喷射机构通过转动机构设置在机器人本体上，通过控制转动机构的运动，控制喷射机构的喷射角度。


8.如权利要求1所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述消防机器人上设置有定位器；
或，所述消防机器人上还设置有超声避障组件，具体包括在消防机器人周围安装的若干超声波雷达和红外线热释电传感器。


9.如权利要求2所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述消防机器人本体的行走机构包括驱动机构、传动机构和对称设置的转向臂，所述转向臂内侧设置有多组压紧导向轮，所述驱动机构通过传动机构驱动所述压紧导向轮，且所述压紧导向轮与轨道相配合，能够沿所述轨道运动；
所述行走机构包括两套，分别设置于所述消防机器人本体的前后端。


10.如权利要求1所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述防护机构包括软防护单元、硬防护单元和机械防护单元，其中：
所述软防护单元，包括设置在第一区域处的若干位置标签，当消防机器人运行至第一区域范围时，安装在本体上的位置检测模块读到位置标签后，发送信号给所述控制组件；
或/和，设置在第一区域处的传感器，被配置为当消防机器人运行至当前位置时，发送信号给所述控制组件；
所述控制组件接收到上述任一信号后，控制机器人本体的行走机构停止运行；
所述硬防护单元，被配置为在消防机器人本体到达第二区域时，控制机器人本体的供电系统的断开；
所述机械防护单元，包括设置于轨道末端的防护机构，被配置为机器人到达第三区域时，所述防护机构能够对机器人本体形成阻挡；
所述第一区域、第二区域和第三区域在轨道末端的前方、沿轨道末端方向顺序排布。


11.如权利要求10所述的一种消防机器人系统，其特征是：所述位置检测模块为RFID模块；
或，所述RFID模块安装在机器人本体上，当消防机器人运行至防护标签时，所述控制组件接收RFID模块的信息，通过防护逻辑的控制，使机器人本体行走机构停止运行。


12....

【专利技术属性】
技术研发人员：张永生，李运厂，韩磊，孙志周，宋志峰，李海东，刘维栋，王斌，蔺茹，徐怀刚，
申请(专利权)人：国网智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37