基于智能灭火机器人的安全精准灭火方法技术

本发明专利技术公开一种基于智能灭火机器人的安全精准灭火方法，1)首先利用传感器检测到温度最高的火源；2)同时利用传感器检测机器人周围的温度，基于设定的机器人安全温度阈值，控制机器人行走至与火源的最佳灭火距离处；3)利用传感器测算出机器人与火源之间的最佳灭火距离；4)基于找到的机器人与火源之间的最佳灭火距离，计算灭火剂最佳出射角度和最小初速度，实施灭火。还包括根据用电量情况和灭火剂情况实施监测是否应安全返航的过程。

【技术实现步骤摘要】
基于智能灭火机器人的安全精准灭火方法
本专利技术涉及智能灭火技术，特别是关于能够准确找到火源，彻底灭掉火源并安全返航的精准灭火方法。
技术介绍
随着社会经济的飞速发展，形形色色的工业、民用、商业建筑不断涌现，尤其是大型结构厂房以及地下建筑的出现，由于这些建筑的特殊性，发生火灾时，不能快速高效的灭火以及逃离。灭火机器人是随着智能技术的发展，产生出来的一种智能化设备，在灭火和抢险救援中愈加发挥其举足轻重的作用。但是由于机器人自身技术发展的不完善性，以及由于机器人在侦察灭火过程中，现场环境恶劣，极有可能出现传感器感应不灵敏，控制时机不及时，火源定位不准确，灭火剂喷射方位不对，机器人自身不能自我保护，没有判断火源是否灭掉而盲目返航等问题，造成灭火不彻底，甚至造成机器、人员损伤，对抢险现场来说非常不利。例如，基于双目视觉技术的灭火机器人，通过在机器人机体上安装双目视觉设备，实现对火焰空间位置的检测，从而控制灭火剂射出方向进行定点灭火。但是由于机器人本体高度较低，当发射水柱时，对前方视线遮挡容易导致双目视觉定位失效；也由于空气流的影响，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于智能灭火机器人的安全精准灭火方法，其特征在于：/n1)首先利用传感器检测到温度最高的火源；/n2)同时利用传感器检测机器人周围的温度，基于标定的机器人安全温度阈值，控制机器人行走至与火源的最佳灭火距离处；/n3)利用传感器测算出机器人与火源之间的最佳灭火距离

【技术特征摘要】
1.一种基于智能灭火机器人的安全精准灭火方法，其特征在于：
1)首先利用传感器检测到温度最高的火源；
2)同时利用传感器检测机器人周围的温度，基于标定的机器人安全温度阈值，控制机器人行走至与火源的最佳灭火距离处；
3)利用传感器测算出机器人与火源之间的最佳灭火距离
4)基于找到的机器人与火源之间的最佳灭火距离计算灭火剂最佳出射角度和最小初速度，方法如下：
基于流体力学方程f＝6πηrv，令k＝6πηr，η、r一定时，k是一常数；
f：空气对灭火剂的阻力；
η：空气粘滞系数；
r：灭火剂雾粒半径；
v：雾粒瞬时速度；
将灭火剂运动轨迹分解为两个方向的微分方程表达式：
水平方向：
竖直方向：
x：灭火剂水平方向位移；
y：灭火剂竖直方向位移；
m：雾粒质量；
θ：雾粒出射角度；
由于t＝0时，x＝0，y＝0，
v0：雾粒出射初速度；
对微分方程求解可得：






将(3)、(4)式联立消去t，得灭火剂雾粒在受空气阻力情况下的运动轨迹方程：



由于：






β：机器人与火源相对位移在水平方向的夹角，已知量；
可得：



由于恒有θ＞β；
又由于-90°＜θ＜90°且-90°＜β＜90°；
所以，cosθ＜cosβ；
由式(11)可得如下关系：



整理得：



由于cosθ＜cosβ，故

恒成立，

恒成立；
所以，为最小初速度；
进而根据(11)式求出所对应的最佳出射角度


2.根据权利要求1所述的基于智能灭火机器人的安全精准灭火方法，其特征在于：基于下述判断式判定机器人是否处于最佳灭火距离处：



D：行进方向标识；
H内：机器人内部温度；
H外：机器人外部温度；
a＜b＜c，具体数值根据设备所选用的材料和部件工作温度范围经实验标定得...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明雨，李凯，韩云武，常明水，史亚梅，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37