CN106514677A - 基于战术防卫机器人的安保系统及方法 - Google Patents

基于战术防卫机器人的安保系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供基于战术防卫机器人的安保系统及方法，设计了新的战术防卫机器人，结合机器视觉技术、通讯技术，能够有效完成重要场所的安保工作，具有控制方便、安全可靠、智能化程度高等优点，尤其强化了紧急状况下的对非法入侵人员的防暴执行，集成了狼牙棒、网枪、灭火器、催泪瓦斯等防暴执行工具，将上述防暴结构有机集合于一体，并设置了各自的触发机构，可单独运行也可同时运行，具有很高的实用价值。

Description

基于战术防卫机器人的安保系统及方法
技术领域
本发明涉及服务机器人技术领域，具体地说，涉及基于战术防卫机器人的安保系统及方法。
背景技术
在金融机构、工厂中具有人为安全事故潜在发生的危险，即使普通百姓家也中有防盗、防意外情况的需求，安保防卫始终是一项重要工作。如果仅仅依靠人工进行，效果不理想，而且具有一定危险，成本也较高。
近年来，随着信息技术、自动控制技术、通讯技术等的发展，使机器人进入人们日常生活、改变人的生活方式成为可能，对安保机器人的研究逐渐进入人们的视线。目前，安保服务机器人在某些场合已开始得以应用，越来越成为人类有力的辅助工具。
已有的安保机器人通常结合了图像处理、定位、导航、目标识别技术，做成了具有监控、报警功能的安防工具，但其只具有发现险情报警功能而不具有自主处理险情能力，无法处置对反应速度要求较高的险情。
对于金库、博物馆等一些特殊场合，要求安保机器人具有发现险情并立即执行任务、处理险情的能力。常用的快速处理险情的措施包括发射灭火材料、发射防暴网枪、发射催泪瓦斯，以及应对入侵者的进攻，具备一定的防御与反击的能力，现有安保机器人大多数并没有此类功能相应的机构配置，更别说将上述功能集中于一体。
此外，上述防暴行为如何合理、恰当的运用，还需要构建合理完善的安保系统才能实现。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供基于战术防卫机器人的安保系统及方法，其具体的技术方案如下：
基于战术防卫机器人的安保系统，其包至少一个战术防卫机器人、管理平台与远程监控终端，其中：
所述战术防卫机器人设置用于分析、处理指令的主控模块、执行安保任务的防暴执行模块、进行通讯的网络模块及用于人机互、服务远程控制的交互模块；所述战术防卫机器人通过其网络模块接入互联网/局域网与管理平台、远程监控终端进行通讯；所述管理平台设置数据库服务器、管理终端、报警终端、远程控制终端；
所述战术防卫机器人的具体结构包括机身部4及架设于机身部4的炮台部1、操作部2、机器视觉部3，其中：
所述防暴执行模块包括炮台部1、催泪瓦斯装置2-3、灭火器装置2-4、网枪装置2-5；
所述炮台部1包括炮仓与炮筒，所述炮筒前端设置为狼牙棒结构；所述炮台部1通过套筒2-10与机身部4连接，可绕机身部4旋转；所述操作部2通过法兰轴2-9架设于炮台部1上方，可绕机身部4旋转；
所述操作部设置催泪瓦斯装置2-3、灭火器装置2-4、网枪装置2-5； 所述操作台下方设置电动推杆2-8，所述电动推杆2-8为伸缩套筒结构，用于调节操作台上催泪瓦斯装置2-3、灭火器装置2-4、网枪装置2-5的发射角度；
所述交互模块包括机器视觉部3、架设于操作部2上的触摸屏、设置于机身部4的语音示警装置4-3。
进一步，所述操作部2设置操作台，所述操作台上设置催泪瓦斯发射口，所述操作台内部设置催泪瓦斯瓶及催泪瓦斯触发装置2-3；所述操作台上架设至少一个灭火器发射枪；所述操作台上部设置至少一个灭火器放置腔，所述灭火器放置腔内装有灭火器及灭火器触发装置2-13，所述灭火器通过软管连接灭火器发射枪；所述操作台上还架设有网枪发射枪，操作台内部对应设置网枪及网枪触发装置2-6；所述催泪瓦斯触发装置2-3、灭火器触发装置2-13、网枪触发装置2-6均与主控模块连接，由主控模块控制其发射动作。
进一步，所述灭火器发射枪、灭火器放置腔、灭火器触发装置2-13均设置两个。
进一步，所述炮台部1通过贯穿于中部的套筒2-10连接机身部4；
所述套筒2-10包括内套与外套，所述内套与机身部4的固定板1-4连接，外套固定连接有齿轮A1-2；
所述炮台部1内还设置有第一电机1-3，所述第一电机1-3连接齿轮B1-6，所述齿轮A1-2与齿轮B1-6相互啮合；
所述炮台部1顶部设置有大齿轮2-15及与其啮合的小齿轮2-1；所述大齿轮内部设置法兰轴2-9与轴承2-11，所述操作部2通过法兰轴2-9架设于大齿轮2-15上；
操作部2与小齿轮2-1固定连接；操作部2内设置有与小齿轮2-1连接的第二电机2-2。
进一步，所述机身部4内设置固定板1-4，所述套筒2-10的内套采用光轴支架1-5与固定板1-4连接固定。
进一步，所述机器视觉部3包括中部轴及中部轴顶部的网络摄像机3-2、摄像头3-3；所述中部轴下端与操作部2固定连接。
进一步，所述炮台部1与套筒2-10连接处设置法兰1-1，起支撑炮台部1的作用。
进一步，所述机身部4下方连接行进机构5，机身部4内置电池4-1与电机4-2，为行进机构5提供动力。
进一步，所述行进机构5为轮式行进机构或履带式行进机构。
基于战术防卫机器人的安保方法，其包括以下的步骤：
S1:战术防卫机器人依靠机器视觉部3对各自的目标区域进行监控，并通过网络模块实时将监控信息传递至远和监控终端及管理平台；
S2：发现目标区域内有非法入侵者时，语音示警装置进行语音示警；
S3：如果语音示警无效，战术防卫机器人的主控模块发送防暴动作请求指令至管理平台/远程监控终端，由管理平台/远程监控终端人工启动防暴执行模块，包括启动催泪瓦斯装置2-3、灭火器装置2-4、网枪装置2-5、炮台部3的旋转狼牙棒中的一种或几种；
S4：防暴行为执行过程中，通过机器视觉部3确定非法入侵者位置，并电动推杆2-8调整操作台角度确定攻击方向。
本发明所提供的一种基于战术防卫机器人的安保系统及方法，具有以下优点：
第一：本发明设计了基于战术防卫机器人的安保系统，依托于新的战术防卫机器人，结合机器视觉技术、通讯技术等，能够有效完成重要场所的安保工作，具有控制方便、安全可靠、智能化程度高等优点，尤其强化了紧急状况下的对非法入侵人员的防暴执行，具有很高的实用价值；
第二：本发明的战术防卫机器人在机身上巧妙地架设了炮台式旋转机构，炮台的炮筒前端设计成狼牙结构，在高速旋转下，可有效地起到防御和攻击作用；并设计了可旋转的操作部，增强了操控性能；操作部集成了网枪、灭火器、催泪瓦斯的发射装置，三种防暴结构集合于一体，并设置了各自的触发机构，可单独运行也可同时运行，操作台可调整发射角度，具有完善的防暴执行能力。
附图说明
图1为本发明的基于战术防卫机器人的安保系统的网络架构图；
图2为本发明的战术防卫机器人的立体结构图；
图3为本发明的战术防卫机器人的立体结构剖视图；
图4为本发明实施例1中战术防卫机器人的行进机构结构示意图。
图中标号：
1：炮台部；1-1：法兰；1-2：齿轮A； 1-3：第一电机；1-4：固定板；1-5：光轴支架；1-6：齿轮B；
2：操作部；2-1：小齿轮；2-2：第二电机；2-3:催泪瓦斯装置；2-4:灭火器装置；2-5：网枪装置；2-6：网枪触发装置；2-7：催泪瓦斯触发装置；2-8：电动推杆；2-9：法兰轴；2-10：套筒；2-11：轴承；2-12：灭火器；2-13：灭火器触发装置； 2-14：触摸屏；2-15：大齿轮；
3：机器视觉部；3-1：舵机；3-2：网络摄像机；3-3：摄像头；
4：机身部；4-1：电池；4-2：电机；4-3：语音示警装置；
5：行进部；5-1：履带；5-2：行进轮；5-3：驱动轮；5-4：传动轴；5-5：齿轮C；5-6：齿轮D。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种基于战术防卫机器人的安保系统作进一步详细的说明。
参照图1，一种基于战术防卫机器人的安保系统，其包括管理平台、远程监控终端及至少一个战术防卫机器人，其中：
参照图2、3、4中，所述战术防卫机器人设置用于分析、处理指令的主控模块、执行安保任务的防暴执行模块、进行通讯的网络模块及用于人机互、服务远程控制的交互模块；所述战术防卫机器人通过其网络模块接入互联网/局域网与管理平台、远程监控终端进行通讯；所述管理平台设置数据库服务器，用于存储各项数据。管理终端，用于设定机器人动作的程序，报警终端，所述报警与公安系统110报警终端可以联网，遇到紧急情况可以直接向110报警终端报警，远程控制终端，用于控制防暴动作的执行与结束，可进行人工控制与程序控制。所述远程监控终端可以为手机/平板/PC监控终端的一种或多种，提高监控的时效性。
所述交互模块包括机器视觉部3、架设于操作部2上的触摸屏、设置于机身部4的语音示警装置4-3。
本发明的战术防卫机器人包括机身部4及架设于机身部4的炮台部1，操作部2，其中：所述炮台部1通过套筒2-10与机身部4连接，可绕机身部4旋转；炮台部1为安保行为的执行机构，通过炮台的高速旋转，使不法分子无法靠近。所述操作部2通过法兰轴2-9架设于炮台部1上方，可绕机身部4旋转。操作部2一侧优选设置触摸屏2-14，触摸屏2-14与机身部内设置的主控制器连接，显示机器人的工作状态，接受操作者的工作指令。
本发明的一种基于战术防卫机器人的安保系统其操作部设置操作台，操作台上设置催泪瓦斯装置2-3、灭火器装置2-4、网枪装置2-5；所述催泪瓦斯装置2-3包括设置在操作台上的催泪瓦斯发射口，所述操作台内部设置催泪瓦斯瓶及催泪瓦斯触发装置；所述操作台上架设至少一个灭火器发射枪；所述操作台上部设置至少一个灭火器放置腔，所述灭火器放置腔内装有灭火器及灭火器触发装置2-13，所述灭火器通过软管连接灭火器发射枪；一个优选的方案中，灭火器发射枪、灭火器放置腔、灭火器触发装置2-13均设置两个。所述操作台上还架设有网枪发射枪，操作台内部对应设置网枪及网枪触发装置2-6；
所述操作台下方设置电动推杆2-8，所述电动推杆2-8为伸缩套筒结构，用于调节操作台上催泪瓦斯装置2-3、灭火器装置2-4、网枪装置2-5的发射角度。
一个优选的方案中，所述炮台部1通过贯穿于中部的套筒2-10连接机身部4；所述套筒2-10包括内套与外套，所述内套与机身部4的固定板1-4连接，外套固定连接有齿轮A1-2；所述炮台部1内还设置有第一电机1-3，所述第一电机1-3连接齿轮B1-6，所述齿轮A1-2与齿轮B1-6相互啮合；第一电机1-3旋转带动齿轮A、齿轮B旋转，带动外套与炮台部的炮仓、炮筒旋转，所述炮筒前端优选设置为狼牙棒结构，可有效起到防御与攻击作用。此外，所述机身部4内设置固定板1-4，所述套筒2-10的内套采用光轴支架1-5与固定板1-4连接固定。炮台部1与套筒2-10连接处优选设置法兰1-1，起支撑炮台部1的作用。
所述炮台部1顶部设置有大齿轮2-15及与其啮合的小齿轮2-1；所述大齿轮内部设置法兰轴2-9与轴承2-11，所述操作部2通过法兰轴2-9架设于大齿轮2-15上；操作部2与小齿轮2-1固定连接；操作部2内设置有与小齿轮2-1连接的第二电机2-2。大齿轮是固定不动的，第二电机带动小齿轮旋转，通过法兰轴2-9与轴承2-11将旋转动力传递至操作部，带动整个操作部旋转，方便进行相关操作。操作部集成了网枪、灭火器、催泪瓦斯的发射装置，三种防暴结构集合于一体，并设置了各自的触发机构，可单独运行也可同时运行，操作台可调整发射角度，具有完善的防暴执行能力；
本发明的基于战术防卫机器人的安保系统还包括机器视觉部3，所述机器视觉部3包括中部轴及中部轴顶部的网络摄像机3-2、摄像头3-3；所述中部轴下端与操作部2固定连接，中部轴上优选设置有舵机3-1，可以调节网络摄像机3-2、摄像头3-3的俯仰角度。
本发明的基于战术防卫机器人的安保系统的机身部4下方连接行进机构5，机身部4内置电池4-1与电机4-2，为行进机构5提供动力。所述行进机构5可以轮式行进机构或履带式行进机构。
实施例1：
本实施例中，所述行进机构5包括左右两套履带式行进单元，每套行进单元包括履带5-1、行进轮5-2、驱动轮5-3，所述驱动轮5-3设置于后下方，前上方、前下方、后上方设置行进轮5-2，所述履带5-1绕于上述行进轮5-2、驱动轮5-3外侧。其设置传动轴5-4，所述传动轴5-4一端与电机4-2的输出端连接，另一端设置齿轮C5-5，驱动轮5-3的连接轴上设置齿轮D5-6；所述齿轮C5-5与齿轮D5-6通过链条传动。从动轮、驱动轮之间可以设置减震装置，减小行进时的震动。
本发明的基于战术防卫机器人的安保系统的工作执行过程如下，：
S1:战术防卫机器人依靠机器视觉部3对各自的目标区域进行监控，并通过网络模块实时将监控信息传递至远和监控终端及管理平台；
S2：发现目标区域内有非法入侵者时，语音示警装置进行语音示警；
S3：如果语音示警无效，战术防卫机器人的主控模块发送防暴动作请求指令至管理平台/远程监控终端，由管理平台/远程监控终端人工启动防暴执行模块，包括启动催泪瓦斯装置2-3、灭火器装置2-4、网枪装置2-5、炮台部3的旋转狼牙棒中的一种或几种；
S4：防暴行为执行过程中，通过机器视觉部3确定非法入侵者位置，并电动推杆2-8调整操作台角度确定攻击方向以提高攻击准确性。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (10)

1.基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：其包括管理平台、远程监控终端及至少一个战术防卫机器人，其中：
所述战术防卫机器人设置用于分析、处理指令的主控模块、执行安保任务的防暴执行模块、进行通讯的网络模块及用于人机互、服务远程控制的交互模块；所述战术防卫机器人通过其网络模块接入互联网/局域网与管理平台、远程监控终端进行通讯；所述管理平台设置数据库服务器、管理终端、报警终端、远程控制终端；
所述战术防卫机器人的具体结构包括机身部（4）及架设于机身部（4）的炮台部（1）、操作部（2）、机器视觉部（3），其中：
所述防暴执行模块包括炮台部（1）、催泪瓦斯装置（2-3）、灭火器装置（2-4）、网枪装置（2-5）；
所述炮台部（1）包括炮仓与炮筒，所述炮筒前端设置为狼牙棒结构；所述炮台部（1）通过套筒（2-10）与机身部（4）连接，可绕机身部（4）旋转；所述操作部（2）通过法兰轴（2-9）架设于炮台部（1）上方，可绕机身部（4）旋转；
所述操作部设置催泪瓦斯装置（2-3）、灭火器装置（2-4）、网枪装置（2-5）； 所述操作台下方设置电动推杆（2-8），所述电动推杆（2-8）为伸缩套筒结构，用于调节操作台上催泪瓦斯装置（2-3）、灭火器装置（2-4）、网枪装置（2-5）的发射角度；
所述交互模块包括机器视觉部（3）、架设于操作部（2）上的触摸屏、设置于机身部（4）的语音示警装置（4-3）。
2.根据权利要求1所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述操作部（2）设置操作台，所述操作台上设置催泪瓦斯发射口，所述操作台内部设置催泪瓦斯瓶及催泪瓦斯触发装置（2-3）；所述操作台上架设至少一个灭火器发射枪；所述操作台上部设置至少一个灭火器放置腔，所述灭火器放置腔内装有灭火器及灭火器触发装置（2-13），所述灭火器通过软管连接灭火器发射枪；所述操作台上还架设有网枪发射枪，操作台内部对应设置网枪及网枪触发装置（2-6）；所述催泪瓦斯触发装置（2-3）、灭火器触发装置（2-13）、网枪触发装置（2-6）均与主控模块连接，由主控模块控制其发射动作。
3.根据权利要求2所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述灭火器发射枪、灭火器放置腔、灭火器触发装置（2-13）均设置两个。
4.根据权利要求1所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述 炮台部（1）通过贯穿于中部的套筒（2-10）连接机身部（4）；
所述套筒（2-10）包括内套与外套，所述内套与机身部（4）的固定板（1-4）连接，外套固定连接有齿轮A（1-2）；
所述炮台部（1）内还设置有第一电机（1-3），所述第一电机（1-3）连接齿轮B（1-6），所述齿轮A（1-2）与齿轮B（1-6）相互啮合；
所述炮台部（1）顶部设置有大齿轮（2-15）及与其啮合的小齿轮（2-1）；所述大齿轮内部设置法兰轴（2-9）与轴承（2-11），所述操作部（2）通过法兰轴（2-9）架设于大齿轮（2-15）上；
操作部（2）与小齿轮（2-1）固定连接；操作部（2）内设置有与小齿轮（2-1）连接的第二电机（2-2）。
5.根据权利要求4所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述机身部（4）内设置固定板（1-4），所述套筒（2-10）的内套采用光轴支架（1-5）与固定板（1-4）连接固定。
6.根据权利要求1所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述机器视觉部（3）包括中部轴及中部轴顶部的网络摄像机（3-2）、摄像头（3-3）；所述中部轴下端与操作部（2）固定连接。
7.根据权利要求1所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述炮台部（1）与套筒（2-10）连接处设置法兰（1-1），起支撑炮台部（1）的作用。
8.根据权利要求1所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述机身部（4）下方连接行进机构（5），机身部（4）内置电池（4-1）与电机（4-2），为行进机构（5）提供动力。
9.根据权利要求8所述的基于战术防卫机器人的安保系统，其特征在于：所述行进机构（5）为轮式行进机构或履带式行进机构。
10.基于战术防卫机器人的安保方法，其特征在于：其包括以下的步骤：
S1:战术防卫机器人依靠机器视觉部（3）对各自的目标区域进行监控，并通过网络模块实时将监控信息传递至远和监控终端及管理平台；
S2：发现目标区域内有非法入侵者时，语音示警装置进行语音示警；
S3：如果语音示警无效，战术防卫机器人的主控模块发送防暴动作请求指令至管理平台/远程监控终端，由管理平台/远程监控终端人工启动防暴执行模块，包括启动催泪瓦斯装置（2-3）、灭火器装置（2-4）、网枪装置（2-5）、炮台部（3）的旋转狼牙棒中的或几种；
S4：防暴行为执行过程中，通过机器视觉部（3）确定非法入侵者位置，并电动推杆（2-8）调整操作台角度确定攻击方向。
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