CN109557960A - 一种用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房及其控制方法。该多功能安全充电房包括房体，房体内部设置有控制装置、监控装置及充电/数据传输装置，控制装置与安保巡逻机器人连接，控制装置与操控平台连接，监控装置与操控平台连接，充电/数据传输装置分别与控制装置、安保巡逻机器人及操控平台连接。本多功能安全充电房不仅可以解决安保巡逻机器人在充电或存放过程中的安全性无法保证的问题，还解决了后台数据库信息易泄露、重要数据传输过程不安全、传输速度较慢的问题。并且，本多功能安全充电房还可以保证安保巡逻机器人在充电过程中时刻处于最佳的温湿度环境下，有利于对安保巡逻机器人的维修保养。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，同时涉及一种用于该多功能安全充电房的控制方法。
背景技术
安保巡逻机器人是一个集环境感知、路线规划、动态决策、行为控制以及智能报警等多功能于一体的机器。安保巡逻机器人可进行定时、定点监控巡逻或不间断流动巡逻，不仅大幅节省人力，还能到达监控探头不能拍到的死角位置，及时将检查的环境情况采集成视频，便于事后查看。
目前，安保巡逻机器人的充电装置多为位于巡逻路线上的充电桩或充电站，受巡逻场所环境影响较大，不利于机器人的充电安全；而对于室外安保巡逻机器人，长期处于室外环境，温度、湿度等条件无法保证，不利于安保巡逻机器人电子元器件的运行维护，大大缩减了安保巡逻机器人的使用寿命。
专利号为201520971900.0的中国实用新型专利提供了一种巡检机器人充电房。该充电房为巡检机器人提供专门的存放空间，可避免巡检机器人被其他器具碰伤，便于巡检机器人的管理和转移；该充电房内设置了充电座，无需排插，能够更加方便安全地进行充电；该充电房还安装了温湿度调节器，可将房内温湿度调节至适宜范围，便于对机器人零部件进行维护，减少故障概率。但是，该充电房采用PVC材料作为房体材料，较易老化，易黄变，不利于长期使用；并且，该充电房还缺乏必要的监控手段，无法对充电房内情况进行监控，安全性低；该充电房功能也比较单一，仅作为巡检机器人充电和存放所用，大大限制了其应用及发展前景。
发明内容
本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于上述多功能安全充电房的控制方法。
为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
根据本发明实施例的第一方面，提供一种用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，包括房体，所述房体内部设置有控制装置、监控装置及充电/数据传输装置，所述控制装置与安保巡逻机器人连接，所述控制装置与操控平台连接，所述监控装置与所述操控平台连接，所述充电/数据传输装置分别与所述控制装置、所述安保巡逻机器人及所述操控平台连接。
其中较优地，所述房体某一侧墙面设置有安全门，所述安全门与第一驱动电机连接，所述第一驱动电机与所述控制装置连接。
其中较优地，所述安全门设置有RFID门禁装置，所述RFID门禁装置与所述控制装置连接；
所述RFID门禁装置包括认证模块和验证模块，所述认证模块用于接收安保巡逻机器人发送的请求信息，所述验证模块用于验证并确认安保巡逻机器人是否为已登记过的所述安保巡逻机器人。
其中较优地，所述安全门与地面之间设置有门槛，所述门槛前后均设置有用于所述安保巡逻机器人行走的斜坡板。
其中较优地，所述充电/数据传输装置包括小门、充电/数据传输接口、滑轨和第二驱动电机，所述小门安装在所述房体某一侧墙面上，并用于将所述充电/数据传输接口隐藏在所述墙面内；所述充电/数据传输接口设置在所述滑轨上，所述滑轨设置在所述墙面内部，所述充电/数据传输接口、所述小门分别与第二驱动电机连接，所述第二驱动电机与控制装置连接。
其中较优地，位于所述滑轨上且不影响所述充电/数据传输接口移动的位置设置有激光发射器，所述激光发射器用于使所述安保巡逻机器人根据接收的所述激光发射器发射的激光信号，完成与所述充电/数据传输接口对接。
其中较优地，所述监控装置包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和所述第二摄像头通过有线方式分别与所述操控平台连接；所述第一摄像头设置在所述房体内侧，并且位于安全门所在墙面与屋顶的夹角处，所述第二摄像头位于安全门所在墙面外侧的左上方位置。
其中较优地，所述房体内还设置有照明灯、照明灯开关、烟雾报警器、自动灭火装置和温湿度调控器，所述照明灯与所述照明灯开关连接，所述温湿度调控器带有用于与外界进行空气交换的排气口，所述排气口外侧且位于所述排气口正上方的位置设置有挡雨棚。
其中较优地，所述房体某一墙面上设置有插座和用于观察所述房体内的环境状态的观察窗，所述观察窗四周设置有槽钢加强窗框，所述观察窗外还设置有防盗栏。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种用于上述多功能安全充电房的控制方法，包括如下步骤：
接收RFID门禁装置发送的确认信息，确认安保巡逻机器人是否可以进入多功能安全充电房；
如果确认所述安保巡逻机器人可以进入所述多功能安全充电房，则控制安全门打开，并待所述安保巡逻机器人进入多功能安全充电房后，控制所述安全门关闭；
如果所述安保巡逻机器人需要进行充电或传输数据，则控制充电/数据传输接口从小门伸出，并控制激光发射器发射激光，以使得所述安保巡逻机器人根据接收的激光信号，完成与所述充电/数据传输接口对接；
当所述安保巡逻机器人完成充电或数据传输时，控制所述激光发射器停止发射激光信号，并控制所述充电/数据传输接口收回至所述小门内。
本发明所提供的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房实现了充电与在线传输一体化，使得其为可以实现无线传输与在线传输双通道进行的多功能安全多功能安全充电房。本多功能安全充电房通过设置控制装置、充电与数据传输装置及监控装置，不仅可以解决安保巡逻机器人在充电或存放过程中的安全性无法保证的问题，还解决了后台数据库信息易泄露、重要数据传输过程不安全、传输速度较慢的问题。并且，本多功能安全充电房保证了安保巡逻机器人在充电过程中时刻处于最佳的温湿度环境下，且不受外来物体或信息的干扰，有利于对安保巡逻机器人及其零部件的维修保养，大大延长了该安保巡逻机器人的使用寿命。
附图说明
图1为本发明所提供的多功能安全充电房的整体结构示意图；
图2为本发明所提供的多功能安全充电房的分解结构示意图；
图3为本发明所提供的多功能安全充电房的控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明所提供的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房包括房体，在房体内部设置有控制装置、监控装置及充电/数据传输装置。控制装置采用无线方式与安保巡逻机器人连接，控制装置采用有线方式与操控平台连接；监控装置与操控平台连接，充电/数据传输装置分别与控制装置、安保巡逻机器人及操控平台连接。
其中，房体采用彩钢板覆面聚苯乙烯泼墨塑料夹芯复合板制成，使得房体具有保温隔热、外观整洁等特点，并且大大提高了本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房的耐用性和安全性，延长了其使用寿命。因此，在保证重量轻、成本低、建造简便的同时，使得本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房解决了房体易老化、易黄变、安全性较低、不利于长期使用的问题。
如图2所示，房体包括墙面和房顶2。墙面包括前墙5、后墙3、左墙1和右墙4。其中，前墙5、后墙3、左墙1、右墙4和房顶2均为矩形，从而使得前墙5、后墙3、左墙1、右墙4和房顶2安装在一起后，组合成一个长方体形的房体。
如图1和图2所示，前墙5的中下部设置有安全门12，用于方便安保巡逻机器人进入房体内。为了防止其他外来人员或物体(如其他机器人)进入房体内，可以在安全门12设置RFID门禁装置，RFID门禁装置与控制装置连接；RFID门禁装置包括认证模块和验证模块，认证模块可以是独立模块，也可与控制装置建立通信，工作人员可以在操控平台根据需求更新RFID门禁装置的放行规则；具体的说，当安保巡逻机器人移动到安全门12附近时，安保巡逻机器人自带的请求模块会向RFID门禁装置的认证模块发送通过请求，认证模块接收到该请求信息，并通过验证模块验证确认该安保巡逻机器人为已登记过的机器人后，打开安全门12，等待安保巡逻机器人进入本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房后，关闭安全门12。其中，操控平台包括点不限于计算机。通过进入计算机上与RFID门禁装置匹配的应用软件，即可完成更新RFID门禁装置的放行规则。
其中，安全门12的打开和关闭过程通过控制装置和第一驱动电机实现。具体的说，控制装置和第一驱动电机连接；当RFID门禁装置采用上述方法识别并验证安保巡逻机器人为已登记过的机器人后，RFID门禁装置会将该确认信息反馈给控制装置，此时，控制装置会控制第一驱动电机驱动安全门12打开；当安保巡逻机器人进入本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房后，控制装置会控制第一驱动电机驱动安全门12关闭。
安全门12与地面之间设置有门槛(图中未示出)，该门槛用于实现防水防尘等功能；并且，门槛前后均设置有用于安保巡逻机器人行走的斜坡板，从而便于安保巡逻机器人跨越门槛。
充电/数据传输装置(如图2示出的充电/数据传输装置7)包括小门、充电/数据传输接口、滑轨和第二驱动电机；小门安装在后墙3上，其中优选的，小门与后墙处于同一平面且颜色相同，实现将充电/数据传输接口隐藏在后墙3内。充电/数据传输接口通过与滑轨匹配的滑块设置在滑轨上，滑轨设置在后墙3内部，并且，充电/数据传输接口也位于后墙3内部。将充电/数据传输接口、小门分别与第二驱动电机连接，第二驱动电机与控制装置连接；通过控制装置控制第二驱动电机驱动将小门打开的同时，将充电/数据传输接口沿着导轨从小门伸出；或者通过控制装置控制第二驱动电机驱动充电/数据传输接口沿着导轨收回到小门内，同时将小门关闭，实现将充电/数据传输接口隐藏在小门内。
其中，充电/数据传输接口的一端与安保巡逻机器人连接，充电/数据传输接口的另一端通过数据传输线与操控平台的数据库连接；通过该充电/数据传输接口可以实现对安保巡逻机器人进行充电，并将需要进行保密或特殊的信息快速、安全地传输到操控平台的数据库，从而解决了操控平台的数据库信息易泄露、重要数据传输过程不安全、传输速度较慢的问题。
为了便于安保巡逻机器人能够自动与充电/数据传输接口完成准确对接，可以在滑轨上且不影响充电/数据传输接口移动的位置设置激光发射器。当安保巡逻机器人通过自身定位功能移动到充电/数据传输接口附近时，安保巡逻机器人上设置的激光接收器可以接收到滑轨上的激光发射器发射的激光信号，安保巡逻机器人可以根据所接收到的激光信号精确定位自身位置，以便于调整安保巡逻机器人到合适位置，实现安保巡逻机器人与充电/数据传输接口的准确对接，从而使得安保巡逻机器人可以进行充电/数据传输。其中，充电/数据传输接口可以根据实际情况选用能够同时实现充电/数据传输功能的接口，例如可以采用USB接口。
如图2所示，监控装置包括第一摄像头11和第二摄像头10，第一摄像头11和第二摄像头10通过有线方式分别与操控平台连接，实现将监控画面传输至操控平台，便于工作人员实时监控。其中，第一摄像头11设置在房体内侧，并且位于左墙1、前墙5和屋顶2的夹角处，可总览整个本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房内部的情况，并可通过放大画面观察安保巡逻机器在充电/数据传输时充电/数据传输接口处具体情况；第二摄像头10位于前墙外侧左上方，用于观察安全门12前情况。
在房体内，房顶2上设置有照明灯、烟雾报警器和自动灭火装置。照明灯用于工作人员观察本多功能安全充电房内的情况。烟雾报警器用来检测火灾或安保巡逻机器人电池爆炸等突发状况。自动灭火装置用于及时处理火灾或电池爆炸等情况。其中，自动灭火装置为二氧化碳气体灭火装置，例如可以采用型号为QRR2-30/Srl的灭火装置，该灭火装置适用于电气电缆火灾。因此，在房体内设置烟雾报警器和自动灭火装置可以有效解决安保巡逻机器人在充电或存放过程中的安全性无法保证的问题。
前墙5内侧设置有照明灯开关和温湿度调控器，温湿度调控器和照明灯开关设置在房体内且位于安全门12旁；照明灯开关与照明灯连接，用于控制照明灯的开关。温湿度调控器用于将本多功能安全充电房内的温湿度控制在最适宜安保巡逻机器人的范围内。如图2所示，温湿度调控器带有排气口8，排气口8伸出右墙4，与外界进行空气交换。在右墙4外侧面且位于排气口8正上方设置有挡雨棚，用于保护排气口8。
另外，如图2所示，左墙1上设置有观察窗6，便于工作人员观察本多功能安全充电房内的环境状态；观察窗6位于左墙1中部，并且观察窗6四周设置有槽钢加强窗框，观察窗6外还设置有防盗栏，用于防止人为破坏观察窗6后进入房体内。
为了便于对本多功能安全充电房的功能进行拓展，例如，可以在本多功能安全充电房内添加其它所需的设备，为了便于这些设备的使用，可以在右墙上设置插座，从而方便为所添加的设备进行供电，使其能够正常运行。
如图2所示，控制装置包括天线和控制柜9。天线设置在本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房的外部，并通过有线方式与操控平台建立连接，该天线还通过无线方式与安保巡逻机器人建立连接。通过天线可以更加方便快捷地采集和传输非加密数据，工作人员也可在后台通过天线对安保巡逻机器人进行远程控制，并实时监测安保巡逻机器人的运行状态。即通过天线可以接收并下达后方操控平台对安保巡逻机器人的各种操作指令。同时，天线还负责将安保巡逻机器人的运行情况传送至后方操控平台，便于工作人员对安保巡逻机器人进行控制、监控、记录、操作、数据分析等，从而实现人机交互。
控制柜9设置在房体内侧，并位于靠近左墙的地面上。在该控制柜用于放置本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房的各装置的连接线缆；并且，控制柜设置有PLC控制器。PLC控制器分别与第一驱动电机和第二驱动电机连接；通过PLC控制器分别控制第一驱动电机和第二驱动电机转动。PLC控制器还分别与本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房的其它装置分别进行连接，从而便于控制本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房各装置的启停，并便于工作人员对本多功能安全充电房内部的各装置进行监视和控制。
以上详细说明了本多功能安全充电房的具体结构，下面进一步说明用于本多功能安全充电房的控制方法。如图3所示，该控制方法包括如下步骤：
步骤S1：接收RFID门禁装置发送的确认信息，确认安保巡逻机器人是否可以进入多功能安全充电房；
当安保巡逻机器人按设定模式完成巡逻任务，或工作人员临时介入下达充电与数据传输指令时，安保巡逻机器人返回本多功能安全充电房。当安保巡逻机器人移动到安全门12附近时，RFID门禁装置识别并验证安保巡逻机器人为已登记过的机器人后，RFID门禁装置会将该确认信息反馈给控制装置，以便于控制装置确认安保巡逻机器人是否可以进入本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房。
步骤S2：如果确认安保巡逻机器人可以进入多功能安全充电房，则控制安全门打开，并待其进入多功能安全充电房后，控制安全门关闭；
当控制装置确认安保巡逻机器人可以进入本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房时，控制装置会控制第一驱动电机驱动安全门12打开；当安保巡逻机器人进入本用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房后，控制装置会控制第一驱动电机驱动安全门12关闭。
步骤S3：如果安保巡逻机器人需要进行充电或传输数据，则控制控制充电/数据传输接口从小门伸出，并控制激光发射器发射激光信号，以使得安保巡逻机器人根据接收的激光信号，完成与充电/数据传输接口对接；
如果安保巡逻机器人需要进行充电或传输数据，通过控制装置控制第二驱动电机驱动将小门打开的同时，将充电/数据传输接口沿着导轨从小门伸出；此时，控制装置滑轨上的激光发射器开启，使得激光发射器可以发射激光信号；当安保巡逻机器人通过自身定位功能移动到充电/数据传输接口附近时，安保巡逻机器人上设置的激光接收器可以接收到滑轨上的激光发射器发射的激光信号，安保巡逻机器人可以根据所接收到的激光信号精确定位自身位置，以便于调整安保巡逻机器人到合适位置，实现安保巡逻机器人与充电/数据传输接口的准确对接，从而使得安保巡逻机器人可以进行充电/数据传输。
步骤S4：当安保巡逻机器人完成充电或数据传输时，控制激光发射器停止发射激光信号，并控制充电/数据传输接口收回至小门内。
安保巡逻机器人完成充电或数据传输时，会通过天线将充电或数据传输完成的信息传输给操控平台，以便于操控平台将该信息传输给控制装置，从而使得控制装置关闭激光发射器，并且，通过控制装置控制第二驱动电机驱动充电/数据传输接口沿着导轨收回到小门内，同时将小门关闭，实现将充电/数据传输接口隐藏在小门内。此后，安保巡逻机器人移出安保巡逻机器人的多功能安全充电房，继续下一轮巡逻任务。
本发明所提供的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房实现了充电与在线传输一体化，使得其为可以实现无线传输与在线传输双通道进行的多功能安全多功能安全充电房。本多功能安全充电房通过设置控制装置、充电与数据传输装置及监控装置，不仅可以解决安保巡逻机器人在充电或存放过程中的安全性无法保证的问题，还解决了后台数据库信息易泄露、重要数据传输过程不安全、传输速度较慢的问题。并且，本多功能安全充电房保证了安保巡逻机器人在充电过程中时刻处于最佳的温湿度环境下，且不受外来物体或信息的干扰，有利于对安保巡逻机器人及其零部件的维修保养，大大延长了该安保巡逻机器人的使用寿命。
以上对本发明所提供的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房及其控制方法进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将属于本发明专利权的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于包括房体，所述房体内部设置有控制装置、监控装置及充电/数据传输装置；
所述控制装置与安保巡逻机器人连接，所述控制装置与操控平台连接，所述监控装置与所述操控平台连接；
所述充电/数据传输装置分别与所述控制装置、所述安保巡逻机器人及所述操控平台连接。
2.如权利要求1所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
所述房体的一侧墙面设置有安全门，所述安全门与第一驱动电机连接，所述第一驱动电机与所述控制装置连接。
3.如权利要求2所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
所述安全门设置有RFID门禁装置，所述RFID门禁装置与所述控制装置连接；
所述RFID门禁装置包括认证模块和验证模块，所述认证模块用于接收安保巡逻机器人发送的请求信息，所述验证模块用于验证并确认安保巡逻机器人是否为已登记过的所述安保巡逻机器人。
4.如权利要求3所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
所述安全门与地面之间设置有门槛，所述门槛前后均设置有用于所述安保巡逻机器人行走的斜坡板。
5.如权利要求1所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
所述充电/数据传输装置包括小门、充电/数据传输接口、滑轨和第二驱动电机，所述小门安装在所述房体某一侧墙面上，并用于将所述充电/数据传输接口隐藏在所述墙面内；所述充电/数据传输接口设置在所述滑轨上，所述滑轨设置在所述墙面内部，所述充电/数据传输接口、所述小门分别与第二驱动电机连接，所述第二驱动电机与控制装置连接。
6.如权利要求5所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
位于所述滑轨上且不影响所述充电/数据传输接口移动的位置设置有激光发射器，所述激光发射器用于使所述安保巡逻机器人根据接收的所述激光发射器发射的激光信号，完成与所述充电/数据传输接口对接。
7.如权利要求1所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
所述监控装置包括第一摄像头和第二摄像头，所述第一摄像头和所述第二摄像头分别与所述操控平台连接；所述第一摄像头设置在所述房体内侧，并且位于安全门所在墙面与屋顶的夹角处，所述第二摄像头位于安全门所在墙面外侧的左上方位置。
8.如权利要求1所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
所述房体内还设置有照明灯、照明灯开关、烟雾报警器、自动灭火装置和温湿度调控器，所述照明灯与所述照明灯开关连接，所述温湿度调控器带有用于与外界进行空气交换的排气口，所述排气口外侧且位于所述排气口正上方的位置设置有挡雨棚。
9.如权利要求1所述的用于安保巡逻机器人的多功能安全充电房，其特征在于：
所述房体某一墙面上设置有插座和用于观察所述房体内的环境状态的观察窗，所述观察窗四周设置有槽钢加强窗框，所述观察窗外设置有防盗栏。
10.一种用于权利要求1～9中任意一项所述多功能安全充电房的控制方法，其特征在于包括如下步骤：
接收RFID门禁装置发送的确认信息，确认安保巡逻机器人是否可以进入多功能安全充电房；
如果确认所述安保巡逻机器人可以进入所述多功能安全充电房，则控制安全门打开，并待所述安保巡逻机器人进入多功能安全充电房后，控制所述安全门关闭；
如果所述安保巡逻机器人需要进行充电或传输数据，则控制充电/数据传输接口从小门伸出，并控制激光发射器发射激光，以使得所述安保巡逻机器人根据接收的激光信号，完成与所述充电/数据传输接口的对接；
当所述安保巡逻机器人完成充电或数据传输时，控制所述激光发射器停止发射激光信号，并控制所述充电/数据传输接口收回至所述小门内。
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