特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统技术方案

本发明专利技术公开了特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，包括灭火机器人、机器人控制系统、机器人通讯系统、视觉伺服控制系统与机器人硬件系统，所述灭火机器人包括全向移动底盘、多自由度灭火机械臂、机器人运动规划与控制系统、机器人自主导航避障系统与灭火装置，所述灭火装置内部云台具备Roll、Pitch、升降等自由度。本发明专利技术所述的特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，设有机器人控制系统、机器人通讯系统、视觉伺服控制系统与机器人硬件系统，采用的是一种创新性多自由度特大中空管道型机械手臂构型及自主控制系统，具有强抗扰耐高温机器人防护效果，设置灭火机器人的快速响应机制，采用换流阀厅内的智能巡检和火灾预警机制。机制。机制。

【技术实现步骤摘要】
特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统


[0001]本专利技术涉及灭火机器人领域，特别涉及特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统。

技术介绍

[0002]智能侦测灭火机器人系统是一种进行灭火机器人控制的系统，消防灭火机器人按控制智能化程度上可分为三代，第一代为程序控制的消防灭火机器人；第二代为有感知和探测功能的遥控消防灭火机器人；第三代为自主智能化消防机器人，目前消防灭火机器人主要处于第二代有感知和探测功能的遥控消防灭火机器人阶段，缺乏适应灭火救援场景而自主控制、智能调度的能力，操作过程较为复杂，也无法精确获得现场的火源信息，目前应用在消防机器人上的主要还是以受控水泡车为主，随着科技的不断发展，人们对于智能侦测灭火机器人系统的制造工艺要求也越来越高。
[0003]现有的智能侦测灭火机器人系统在使用时存在一定的弊端，首先，现有的特高压换流站灭火系统主要包含自动灭火系统、火灾自动报警系统、消防水池及其管网系统和移动式灭火器等部分，但缺乏没有有效的预警系统，换流站阀厅进行实时无盲区监控，需要利用机器人开展智能巡检工作，不利于人们的使用，还有，换流站阀厅各类设备的信息种类繁多，目前的研究都是基于对换流站内的设备进行监控，在检测出发生火灾等情况才进行报警，并不具备历史信息利用的功能，无法利用大数据信息来实现提前预警的功能，给人们的使用过程带来了一定的不利影响，为此，我们提出特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统。

技术实现思路

[0004]解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，采用的是一种创新性的多自由度特大中空管道型机械手臂构型及自主控制系统，具有强抗扰耐高温机器人防护效果，设置灭火机器人的快速响应机制，采用换流阀厅内的智能巡检和火灾预警机制，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0005]技术方案为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，包括灭火机器人、机器人控制系统、机器人通讯系统、视觉伺服控制系统与机器人硬件系统，所述灭火机器人包括全向移动底盘、多自由度灭火机械臂、机器人运动规划与控制系统、机器人自主导航避障系统与灭火装置，所述灭火装置内部云台具备Roll、Pitch、升降等自由度，所述灭火装置设置有新型灭火化学药剂，所述灭火装置采用快速灭火技术。
[0006]作为一种优选的技术方案，所述新型灭火化学药剂采用液态环保洁净气体灭火剂，通过物理和化学两方面的作用灭火，所述化学灭火即捕捉自由基，抑制引起火焰传播的化学链式反应，所述物理灭火通过分子强烈的热运动带走大量的热，从而达到冷却的作用，
所述快速灭火技术包括火灾现场快速视觉识别算法、高速全向移动机构误差补偿模型建立、灭火系统多自由度机械臂模型建立与特高压换流阀厅机器人防护技术。
[0007]作为一种优选的技术方案，所述机器人控制系统包括工控机、视觉伺服控制器、云台PID控制器、云台、图像拍摄模块、编码器模块、图像预处理模块与图像采集模块，所述工控机连接视觉伺服控制器，所述视觉伺服控制器连接云台PID控制器，所述云台PID控制器连接云台，所述云台连接图像拍摄模块与编码器模块，所述图像拍摄模块连接图像采集模块，所述图像采集模块连接图像预处理模块，所述图像预处理模块连接工控机。
[0008]作为一种优选的技术方案，所述视觉伺服控制器的输出端与云台PID控制器的输入端电性连接，所述云台PID控制器的输出端与云台的输入端电性连接，所述云台连接图像拍摄模块的输出端与编码器模块的输入端电性连接，所述图像拍摄模块的输出端与图像采集模块的输入端电性连接，所述图像采集模块的输出端与图像预处理模块的输入端电性连接，所述图像预处理模块的输出端与工控机的输入端电性连接。
[0009]作为一种优选的技术方案，所述机器人通讯系统包括发射系统、接收系统、EtherCAT主站系统、操控系统与EtherCAT从站系统，所述发射系统包括无线射频发射端与远程后台控制系统，所述接收系统包括无线射频接收端与机器人控制系统，所述操作系统包括实时操作系统与链路层模块，所述EtherCAT主站系统包括过程数据模块、邮箱服务模块、XML文件解析模块，所述EtherCAT从站系统包括伺服驱动电机模块，所述发射系统连接接收系统，所述接收系统连接EtherCAT主站系统，所述EtherCAT主站系统连接操控系统，所述操控系统连接EtherCAT从站系统。
[0010]作为一种优选的技术方案，所述发射系统的输出端与接收系统的输入端电性连接，所述接收系统与EtherCAT主站系统之间双向电性连接，所述EtherCAT主站系统的输出端与操控系统的输入端电性连接，所述操控系统的输出端与EtherCAT从站系统的输入端电性连接。
[0011]作为一种优选的技术方案，所述视觉伺服控制系统包括感知模块、决策模块与控制模块，所述感知模块包括环境状态模块与底盘状态模块，所述环境状态模块包括雷达模块与视觉传感模块，所述底盘状态模块包括GPS/惯性导航模块与轮速传感模块，所述决策模块包括行为决策模块与轨迹规划模块，所述控制模块包括底盘及附件模块、电机转速控制模块与转向控制模块，所述感知模块连接决策模块，所述决策模块连接控制模块。
[0012]作为一种优选的技术方案，所述感知模块的输出端与决策模块的输入端电性连接，所述决策模块的输出端与控制模块的输入端电性连接，所述行为决策模块的输出端与轨迹规划模块的输入端电性了解。
[0013]作为一种优选的技术方案，所述机器人硬件系统包括位置指令输入模块、位置控制器模块、速度控制器、电流控制器、功率变换器、永磁伺服电机、电流传感器、编码器测速模块与编码器检测位置模块，所述位置控制器模块连接速度控制器，所述速度控制器连接电流控制器，所述电流控制器连接功率变换器，所述功率变换器连接永磁伺服电机，所述永磁伺服电机连接电流传感器、编码器测速模块与编码器检测位置模块。
[0014]作为一种优选的技术方案，所述位置控制器模块的输出端与速度控制器的输入端电性连接，所述速度控制器的输出端与电流控制器的输入端电性连接，所述电流控制器的输出端与功率变换器的输入端电性连接，所述功率变换器的输出端与永磁伺服电机的输入
端电性连接，所述永磁伺服电机的输出端与电流传感器、编码器测速模块和编码器检测位置模块的输入端电性连接。
[0015]有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，具备以下有益效果：该特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，设有机器人控制系统、机器人通讯系统、视觉伺服控制系统与机器人硬件系统，采用的是一种创新性的多自由度特大中空管道型机械手臂构型及自主控制系统，具有强抗扰耐高温机器人防护效果，设置灭火机器人的快速响应机制，采用换流阀厅内的智能巡检和火灾预警机制，采用的是一种创新性的多自由度特大中空管道型机械手臂构型及自主控制系统，设计一种特大中空关节和管道形机械臂机械臂，实现驱动机构、驱控电路和高压灭火药剂隐藏设计，增强了三防性能，防腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，包括灭火机器人、机器人控制系统、机器人通讯系统、视觉伺服控制系统与机器人硬件系统，其特征在于：所述灭火机器人包括全向移动底盘、多自由度灭火机械臂、机器人运动规划与控制系统、机器人自主导航避障系统与灭火装置，所述灭火装置内部云台具备Roll、Pitch、升降等自由度，所述灭火装置设置有新型灭火化学药剂，所述灭火装置采用快速灭火技术。2.根据权利要求1所述的特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，其特征在于：所述新型灭火化学药剂采用液态环保洁净气体灭火剂，通过物理和化学两方面的作用灭火，所述化学灭火即捕捉自由基，抑制引起火焰传播的化学链式反应，所述物理灭火通过分子强烈的热运动带走大量的热，从而达到冷却的作用，所述快速灭火技术包括火灾现场快速视觉识别算法、高速全向移动机构误差补偿模型建立、灭火系统多自由度机械臂模型建立与特高压换流阀厅机器人防护技术。3.根据权利要求1所述的特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，其特征在于：所述机器人控制系统包括工控机、视觉伺服控制器、云台PID控制器、云台、图像拍摄模块、编码器模块、图像预处理模块与图像采集模块，所述工控机连接视觉伺服控制器，所述视觉伺服控制器连接云台PID控制器，所述云台PID控制器连接云台，所述云台连接图像拍摄模块与编码器模块，所述图像拍摄模块连接图像采集模块，所述图像采集模块连接图像预处理模块，所述图像预处理模块连接工控机。4.根据权利要求3所述的特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，其特征在于：所述视觉伺服控制器的输出端与云台PID控制器的输入端电性连接，所述云台PID控制器的输出端与云台的输入端电性连接，所述云台连接图像拍摄模块的输出端与编码器模块的输入端电性连接，所述图像拍摄模块的输出端与图像采集模块的输入端电性连接，所述图像采集模块的输出端与图像预处理模块的输入端电性连接，所述图像预处理模块的输出端与工控机的输入端电性连接。5.根据权利要求1所述的特高压换流阀厅智能侦测灭火机器人系统，其特征在于：所述机器人通讯系统包括发射系统、接收系统、EtherCAT主站系统、操控系统与EtherCAT从站系统，所述发射系统包括无线射频发射端与远程后台控制系统，所述接收系统包括无线射频接收端与机器人控制系统，所述操作系统包括实时操作系统与链路层模块，所述EtherCAT主站系统包括过程数据模块、邮箱服务...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛福永，谭福生，欧阳春，申中鸿，赵洪林，尤玉珍，
申请(专利权)人：中科璀璨机器人成都有限公司，
类型：发明
国别省市：