一种气体检测机器人及气体泄露源检测方法技术

本发明专利技术提供了一种气体检测机器人及气体泄露源检测方法。该气体检测机器人包括机器人本体和控制器，机器人本体包括头部，头部包括鼻部，鼻部具有进气孔、出气孔以及与进气孔和出气孔均连接的检测气室，检测气室内集成有气体传感器模组；气体传感器模组包括多通道阵列气体传感器，多通道阵列气体传感器由多个以阵列方式布置的传感元件组成，传感元件为MEMS传感元件或基于纳米材料的传感元件；控制器配置成根据气体传感器模组的检测结果确定机器人本体下一步运动时的目标位置，并控制机器人本体移动至目标位置，直至定位到气体泄漏源。直至定位到气体泄漏源。直至定位到气体泄漏源。

【技术实现步骤摘要】
一种气体检测机器人及气体泄露源检测方法


[0001]本专利技术涉及气体传感器
，尤其涉及一种气体检测机器人及气体泄露源检测方法。

技术介绍

[0002]气体泄漏检测巡航设备主要在煤矿隧道有毒气体浓度检测、变电站火灾消防监测、化工品泄露监测、燃气管道泄漏检测等领域进行应用。气体泄漏检测巡航设备的主要工作方式为巡航机器人检测气体浓度，在气体浓度达到阈值时进行泄漏报警或采取紧急避险措施。
[0003]现有技术中，为了追寻气体泄漏源，通常需要多个巡航机器人协同工作，利用多个巡航机器人共同检测的结果，综合确定泄漏源。然而，这样的泄露源确认方式需要多个巡航机器人共同工作，计算算法复杂且成本非常高。也有少数利用一个巡航机器人确定泄漏源的，但是受限于传感器的检测精度，无法支持气味识别，从而难以精确快速确定出泄露源。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的在于提供一种能够快速确定出气体泄漏源的气体检测机器人。
[0005]本专利技术的一个进一步的目的在于采用简单的方法对气体泄露源进行定位。
[0006]特别地，本专利技术提供了一种气体检测机器人，包括机器人本体和控制器，所述机器人本体包括头部，所述头部包括鼻部，所述鼻部具有进气孔、出气孔以及与所述进气孔和所述出气孔均连接的检测气室，所述检测气室内集成有气体传感器模组；
[0007]所述气体传感器模组包括多通道阵列气体传感器，所述多通道阵列气体传感器由多个以阵列方式布置的传感元件组成，所述传感元件为MEMS传感元件或基于纳米材料的传感元件；
[0008]所述控制器配置成根据所述气体传感器模组的检测结果确定所述机器人本体下一步运动时的目标位置，并控制所述机器人本体移动至所述目标位置，直至定位到气体泄漏源。
[0009]可选地，所述机器人本体还包括身体部，所述头部设置成受控地相对所述身体部进行转动；
[0010]所述控制器配置成在外部环境处于有风的状态时，在所述机器人本体处于原地不移动的情况下控制所述头部朝向不同的方位转动，以使得所述气体传感器模组采集不同方位的气体浓度，并控制所述机器人本体朝向气体浓度最高的方位移动。
[0011]可选地，所述控制器配置成在所述气体传感器模组采集的所有方位的气体浓度相同时控制所述机器人本体继续按照所述头部转动前的移动方位进行移动。
[0012]可选地，所述控制器配置成在外部环境处于无风的状态时，控制所述机器人本体朝向不同的方位移动预设距离，以使得所述气体传感器模组采集不同位置处的气体浓度，并控制所述机器人本体朝向气体浓度最高的位置移动。
[0013]可选地，所述检测气室内还设置有气泵，所述气泵用于将外部环境中的气体通过所述进气孔抽吸至所述检测气室内。
[0014]特别地，本专利技术还提供了一种基于前述的气体检测机器人的气体泄露源检测方法，包括如下步骤：
[0015]获取气体检测机器人的气体传感器模组的检测结果；
[0016]根据所述检测结果确定所述气体检测机器人下一步运动时的目标位置；
[0017]控制所述气体检测机器人从当前位置移动至所述目标位置；
[0018]重复以上步骤，直至定位到气体泄露源。
[0019]可选地，所述获取气体检测机器人的气体传感器模组的检测结果，包括如下步骤：
[0020]在外部环境处于有风的状态时，在所述气体检测机器人处于原地不移动的情况下控制所述气体检测机器人的头部朝向不同的方位转动；
[0021]获取不同方位的所述气体传感器模组的检测结果；
[0022]可选地，所述根据所述检测结果确定所述气体检测机器人下一步运动时的目标位置，包括如下步骤：
[0023]将不同方位的检测结果进行比较；
[0024]将所述检测结果中气体浓度最高的方位作为所述气体检测机器人下一步运动时的目标方位；
[0025]控制所述气体检测机器人按照所述目标方位移动预设距离，以移动至所述目标位置处。
[0026]可选地，所述获取气体检测机器人的气体传感器模组的检测结果，包括如下步骤：
[0027]在外部环境处于无风的状态时，控制所述气体检测机器人从当前位置出发分别朝向不同的方位移动预设距离；
[0028]获取在不同位置的气体传感器模组的检测结果；
[0029]可选地，所述根据所述检测结果确定所述气体检测机器人下一步运动时的目标位置，包括如下步骤：
[0030]将不同位置的检测结果进行比较；
[0031]将所述检测结果中气体浓度最高的位置作为所述气体检测机器人下一步运动时的目标位置；
[0032]控制所述气体检测机器人移动至所述目标位置处。
[0033]可选地，所述获取气体检测机器人的气体传感器模组的检测结果的步骤之前，还包括如下步骤：
[0034]预设所述气体检测机器人的初始前进路径，并设置所述气体检测机器人的每两步之间的距离；
[0035]启动所述气体检测机器人，并使得所述气体检测机器人按照所述初始前进路径前进。
[0036]根据本专利技术实施例的方案，通过将灵敏度非常高的多通道阵列气体传感器搭载在机器人本体内，可以识别出较小距离内或原地的不同方位处的气体浓度差，并控制机器人本体始终朝向气体浓度最高的方向移动，从而最终可以定位到气体泄露源。因此，仅通过一个气体检测机器人就基本上可以实现一定范围内的气体泄露源的识别，这与现有技术中需
要通过多个机器人来识别气体泄露源的方案相比，无需多个气体检测机器人之间的交互以及对多个气体检测机器人采集到的数据综合计算，极大减小了计算时间，提高了气体泄露源的检测效率，同时也极大节约了成本。该方案将气体检测结果与机器人运动控制相结合，实现了环境气体的检测以及气体泄露源的寻踪。
[0037]并且，本专利技术的气体泄露源检测方法简单，计算过程简单，识别气体泄露源的效率高。
[0038]根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0039]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0040]图1是根据本专利技术的一个实施例的气体检测机器人的示意性结构图；
[0041]图2示出了根据本专利技术的一个实施例的气体检测机器人的鼻部的示意性结构图，其中示出了鼻部的内部结构；
[0042]图3示出了根据本专利技术一个实施例的气体检测机器人的检测气室的内部结构图；
[0043]图4示出了根据本专利技术一个实施例的基于气体检测机器人的气体泄露源检测方法；
[0044]图中：
[0045]1‑
机器人本体，2
‑
头部，21
‑
鼻部，211
‑
进气孔，212
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气体检测机器人，其特征在于，包括机器人本体和控制器，所述机器人本体包括头部，所述头部包括鼻部，所述鼻部具有进气孔、出气孔以及与所述进气孔和所述出气孔均连接的检测气室，所述检测气室内集成有气体传感器模组；所述气体传感器模组包括多通道阵列气体传感器，所述多通道阵列气体传感器由多个以阵列方式布置的传感元件组成，所述传感元件为MEMS传感元件或基于纳米材料的传感元件；所述控制器配置成根据所述气体传感器模组的检测结果确定所述机器人本体下一步运动时的目标位置，并控制所述机器人本体移动至所述目标位置，直至定位到气体泄漏源。2.根据权利要求1所述的气体检测机器人，其特征在于，所述机器人本体还包括身体部，所述头部设置成受控地相对所述身体部进行转动；所述控制器配置成在外部环境处于有风的状态时，在所述机器人本体处于原地不移动的情况下控制所述头部朝向不同的方位转动，以使得所述气体传感器模组采集不同方位的气体浓度，并控制所述机器人本体朝向气体浓度最高的方位移动。3.根据权利要求2所述的气体检测机器人，其特征在于，所述控制器配置成在所述气体传感器模组采集的所有方位的气体浓度相同时控制所述机器人本体继续按照所述头部转动前的移动方位进行移动。4.根据权利要求2所述的气体检测机器人，其特征在于，所述控制器配置成在外部环境处于无风的状态时，控制所述机器人本体朝向不同的方位移动预设距离，以使得所述气体传感器模组采集不同位置处的气体浓度，并控制所述机器人本体朝向气体浓度最高的位置移动。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的气体检测机器人，其特征在于，所述检测气室内还设置有气泵，所述气泵用于将外部环境中的气体通过所述进气孔抽吸至所述检测气室内。6.一种基于权利要求1
‑
5中任一项所述的气体检测机器人的气体泄露源检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取气体检测机器人的气体传感器模组...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴钰，张平平，孙旭辉，张书敏，赵苏建，
申请(专利权)人：材料科学姑苏实验室，
类型：发明
国别省市：