CN110029921B - 一种隧道巡检机器人通行防火门装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道巡检机器人通行防火门装置及其控制方法,属于防火门技术领域，该防火门装置包括防火门本体、控制机构和控制器；控制机构与防火门本体连接且用于控制防火门本体的打开或关闭，防火门本体的内侧和外侧均设有感应器，防火门本体上还设有状态检测器，感应器、状态检测器和控制机构均与控制器电连接，控制器能够控制控制机构动作；其结构简单，使用方便，能够对靠近防火门的机器人发出降速信号，并且准确打开防火门，保证机器人顺利通过防火门。该控制方法控制合理，能够避免机器人与防火门本体相撞。

Description

一种隧道巡检机器人通行防火门装置及其控制方法

技术领域

本发明属于防火门技术领域，具体涉及一种隧道巡检机器人通行防火门装置及其控制方法。

背景技术

长期以来，电缆隧道的内部环境、电缆的运行情况一直影响着设备稳定运行。近些年，国内多次发生电缆隧道火灾、高压电缆积水、电力隧道设施失窃等事故。

目前隧道巡检仍旧是传统的人工巡检。然而电缆隧道内电缆、排水、通风、供电、照明、消防、通讯等输电设备及附属设备数量多、分布点多、总里程长，给人工巡检带来了繁重的巡检内容；同时地下隧道存在易积水、易产生有害气体、空气不易流通、散热较慢等问题，对日常巡检提出了更高要求，也增加了人工巡检的危险性。

在电缆隧道中安装电缆隧道巡检机器人，可以实现对电缆隧道恶劣环境的自动巡检，并对隧道状态、电缆及其他高压设备动态数据的采集、回传和存储。为电缆运行人员及电网上层管理部门提供了可靠地数字依据，更好的做出运行安排，减轻了劳动强度，为城市电力供应提供保障。

但是目前的防火门存在机器人靠近时，因速度过快，防火门未及时打开，导致机器人撞上防火门的情况发生。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种隧道巡检机器人通行防火门装置，其结构简单，使用方便，能够降低机器人靠近防火门时的速度，准确打开防火门，保证机器人顺利通过防火门。

本发明实施方式的另一个目的在于提供一种隧道巡检机器人通行防火门装置的控制方法，该控制方法能够感应到机器人接近时，控制防火门本体打开，机器人通过后，再控制防火门关闭。

本发明的实施方式是这样实现的：

本发明的实施方式提供了一种隧道巡检机器人通行防火门装置，包括防火门本体、控制机构和控制器；所述控制机构与所述防火门本体连接且用于控制所述防火门本体的打开或关闭，所述防火门本体的内侧和外侧均设有感应器，所述防火门本体上还设有状态检测器，所述感应器、所述状态检测器和所述控制机构均与所述控制器电连接，所述感应器用于探测机器人接近信息并将探测到的信息转换成电信号传输至所述控制器，所述状态检测器用于检测防火门的开闭状态并将检测到的信号传输至所述控制器，所述控制器能够控制所述控制机构动作。

可选地，所述防火门本体包括门框、第一门板和第二门板，所述门框具有相对的第一铰接端和第二铰接端，所述第一门板的一端与所述门框的第一铰接端铰接，所述第一门板的另一端为自由端，所述第二门板的一端与所述门框的第二铰接端铰接，所述第二门板的另一端为自由端，所述第一门板的自由端设有第一缺口，所述第二门板的自由端设有第二缺口，所述控制机构用于控制所述第一门板和所述第二门板打开或闭合，当所述第一门板和所述第二门板闭合时，所述第一缺口与所述第二缺口相对应，所述感应器设置于所述门框的内侧和外侧，所述状态检测器设置于所述门框的内侧。

可选地，所述控制机构的数量为两个，两个所述控制机构分别为第一控制机构和第二控制机构，所述第一控制机构与所述第一门板连接且用于控制第一门板的打开或闭合，所述第二控制机构与所述第二门板连接且用于控制第二门板的打开或闭合。

可选地，所述第一控制机构包括第一电机、第一连杆和第二连杆，所述第一电机的输出轴与所述第一连杆的一端固定连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第一门板铰接，所述第一电机与所述控制器电连接。

可选地，所述第二控制机构包括第二电机、第三连杆和第四连杆，所述第二电机的输出轴与手术第三连杆的一端固定连接，所述第三连杆的另一端与所述第四连杆的一端铰接，所述第四连杆的另一端与所述第二门板铰接，所述第二电机与所述控制器电连接。

可选地，所述第一门板的自由端设有第一密封槽，所述第一密封槽内设有第一密封条，所述第二门板的自由端设有第二密封槽，所述第二密封槽内设有第二密封条，在所述第一门板和所述第二门板闭合时，所述第一密封条与所述第二密封条相互错开。

可选地，所述第一缺口的两内侧壁上均设有第一卡槽，所述第一密封条的靠近所述第一缺口的一端弯折卡入所述第一卡槽内；所述第二缺口的两内侧壁上均设有第二卡槽，所述第二密封条的靠近所述第二缺口的一端弯折卡入第二卡槽内。

可选地，当所述第一门板和所述第二门板闭合时，所述第一密封条与所述第二门板的自由端抵接，所述第二密封条与所述第一门板的自由端抵接。

本发明的实施方式还提供了一种隧道巡检机器人通行防火门装置的控制方法，包括以下步骤：

S1：当所述感应器感应到机器人接近防火门本体时，所述感应器将机器人接近信号传输至所述控制器，所述控制器对机器人发出减速信号，机器人减速行驶；

S2：所述控制器向所述状态检测器发出信号，所述状态检测器检测防火门本体的开闭状态，并将检测到的信息传输至所述控制器；当所述防火门本体处于开启状态时，所述控制器对机器人发出缓慢通过所述防火门本体的信号；当所述防火门本体处于关闭状态时，所述控制器对所述控制机构发出打开所述防火门本体的信号，当所述防火门本体被打开后，所述控制器对机器人发出缓慢通过所述防火门本体的信号；

S3：机器人通过所述防火门本体后给所述控制器发送已离开的信号，然后所述控制器对所述控制机构发出关闭所述防火门本体的信号，所述控制机构控制所述防火门本体关闭。

可选地，在S1步骤中，机器人减速后的行驶速度小于20cm/s。

本发明的有益效果为：

本发明实施方式提供的隧道巡检机器人通行防火门装置，其结构简单，使用方便，感应器能够检测到机器人接近防火门并将信号反馈至控制器，控制器对机器人发出减速的信号，状态检测器能够检测防火门本体的开闭状态并将检测到的信号传输至控制器，当防火门本体处于开启状态时，控制器对机器人发出缓慢通过的信号；当防火门本体处于关闭状态时，控制器对控制机构发出打开防火门本体的信号，当防火门本体被打开后，控制器对机器人发出缓慢通过的信号，该防火门装置能够避免机器人与防火门本体相撞，保证机器人能够顺利通行，并且自动控制防火门本体的开启或关闭，便于实现远程管理。

本发明实施方式提供的隧道巡检机器人通行防火门装置的控制方法，控制合理，当感应器感应到机器人接近防火门本体时，感应器将机器人接近信号传输至控制器，控制器对机器人发出减速信号，同时，状态检测器检测防火门本体的开闭状态，如果防火门本体处于开启状态，则控制机器人通过，如果防火门本体主要关闭状态，则控制器控制控制机构打开防火门本体，以便于机器人通过，该控制方法能够避免机器人与防火门本体相撞。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施方式，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例一提供的隧道巡检机器人通行防火门装置的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图；

图3为第一门板的结构示意图；

图4为第二门板的结构示意图；

图5为控制器的电路连接框图。

图中：10-防火门本体；11-门框；12-第一门板；121-第一缺口；122-第一密封槽；123-第一卡槽；124-第一密封条；13-第二门板；131-第二缺口；132-第二密封槽；133-第二卡槽；134-第二密封条；21-第一控制机构；211-第一电机；212-第一连杆；213-第二连杆；22-第二控制机构；221-第二电机；222-第三连杆；223-第四连杆；30-控制器；31-感应器；32-状态检测器。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

参考图1所示，本发明实施例一提供了一种隧道巡检机器人通行防火门装置，包括防火门本体10、控制机构和控制器30。

防火门本体10包括门框11、第一门板12和第二门板13。

门框11为矩形框结构，门框11可以采用铝合金或者不锈钢等材料制成。门框11具有相对的第一铰接端和第二铰接端，本实施例中，门框11的左端为第一铰接端，门框11的右端为第二铰接端。

第一门板12为矩形板结构，第一门板12的内部填充有阻燃材料。

第一门板12的一端与门框11的第一铰接端通过合页连接，当然，第一门板12与门框11的第一铰接端之间也可以通过销轴连接，第一门板12的另一端为自由端。第一门板12的自由端设有第一缺口121，第一缺口121为U型缺口，第一缺口121的延伸方向从第一门板12的自由端朝向第一门板12与门框11铰接的一端延伸。第一缺口121的开设是为了避让机器人的行走轨道。

结合图2和图3所示，第一门板12的自由端设有第一密封槽122，第一密封槽122的延伸方向与第一门板12的高度方向一致，第一密封槽122内设有第一密封条124，第一密封条124的厚度大于第一密封槽122的深度。

第一缺口121的两内侧壁上均设有第一卡槽123，第一密封条124的靠近第一缺口121的一端弯折后卡入第一卡槽123内，这样能够较好的保证第一密封条124的端部不会发生翘起。

第二门板13为矩形板结构，第二门板13的内部填充有阻燃材料。

第二门板13的一端与门框11的第二铰接端通过合页连接，当然，第二门板13与门框11的第二铰接端之间也可以通过销轴连接，第二门板13的另一端为自由端。第二门板13的自由端设有第二缺口131，第二缺口131为U型缺口，第二缺口131的延伸方向从第二门板13的自由端朝向第二门板13与门框11铰接的一端延伸。第二缺口131的开设是为了避让机器人的行走轨道。

结合图2和图4所示，第二门板13的自由端设有第二密封槽132，第二密封槽132的延伸方向与第二门板13的高度方向一致，第二密封槽132内设有第二密封条134，第二密封条134的厚度大于第二密封槽132的深度。

第二缺口131的两内侧壁上均设有第二卡槽133，第二密封条134的靠近第二缺口131的一端弯折后卡入第二卡槽133内，这样能够较好的保证第二密封条134的端部不会发生翘起。

防火门具有第一门板12和第二门板13闭合的第一状态，以及第一门板12和第二门板13打开的第二状态。

当防火门处于第一状态时，第一门板12上的第一缺口121与第二门板13上的第二缺口131相对应；而且第一密封条124与第二密封条134相互错开，同时，第一密封条124与第二门板13的自由端抵接，第二密封条134与第一门板12的自由端抵接，这样就形成两级密封，大大提高了防火门的密封效果。

当防火门处于第二状态时，巡检机器人能够从防火门内通过。

控制机构的数量为两个，两个控制机构分别为第一控制机构21和第二控制机构22。

第一控制机构21包括第一电机211、第一连杆212和第二连杆213。

第一电机211位于门框11的靠近其第一铰接端的一侧，第一电机211的输出轴与第一连杆212的一端固定连接，第一连杆212的另一端与第二连杆213的一端铰接，第二连杆213的另一端与第一门板12的外侧铰接。这样，第一电机211的输出轴旋转就能够带动第一连杆212旋转，第一连杆212旋转带动第二连杆213移动，第二连杆213移动带动第一门板12转动，从而实现第一门板12的打开或关闭。

第二控制机构22包括第二电机221、第三连杆222和第四连杆223。

第二电机221位于门框11的靠近其第二铰接端的一侧，第二电机221的输出轴与第三连杆222的一端固定连接，第三连杆222的另一端与第四连杆223的一端铰接，第四连杆223的另一端与第二门板13的外侧铰接。这样，第二电机221的输出轴旋转就能够带动第三连杆222旋转，第三连杆222旋转带动第四连杆223移动，第四连杆223移动带动第二门板13转动，从而实现第二门板13的打开或关闭。

门框11的内侧和外侧均设有一个感应器31，感应器31通过支撑件支撑在门框11上，门框11的内侧还设有状态检测器32，状态检测器32可以采用RD627A传感器。

控制器30用于接收信息或发送信息，控制器30的单片机型号为STC89C52。

参考图5所示，感应器31、状态检测器32、第一电机211和第二电机221均与控制器30电连接。

感应器31用于探测机器人接近信息并将探测到的信息转换成电信号传输至控制器30；状态检测器32用于检测防火门的开闭状态并将检测到的信号传输至控制器30；控制器30能够控制第一电机211或第二电机221动作。

控制器30还与后台终端通信连接，控制器30能够将接收到的信信传输至后台终端，通过后台终端也可以向控制器30发送信息。

实施例2

本发明实施例二提供了一种隧道巡检机器人通行防火门装置的控制方法。

需要说明的是，本实施例中隧道巡检机器人通行防火门装置采用的是实施例一中的隧道巡检机器人通行防火门装置，其结构、工作原理和产生的效果可以参考实施例一中的相应内容，此处不做赘述。

该控制方法包括以下步骤：

S1：当感应器31感应到机器人接近防火门本体10时，感应器31将机器人接近信号传输至控制器30，控制器30对机器人发出减速信号，机器人减速行驶，这样可以避免机器人与防火门本体10相撞；机器人减速后的行驶速度要小于20cm/s。

S2：控制器30向状态检测器32发出信号，状态检测器32检测第一门板12和第二门板13的开闭状态，并将检测到的信息传输至控制器30；当第一门板12和第二门板13处于开启状态时，控制器30对机器人发出缓慢通过防火门本体10的信号，机器人缓慢行驶通过防火门；当第一门板12和第二门板13处于关闭状态时，控制器30对第一电机211和第二电机221发出打开信号，第一电机211和第二电机221分别控制第一门板12和第二门板13打开，当第一门板12和第二门板13被打开后，控制器30对机器人发出缓慢通过防火门本体10的信号，机器人缓慢行驶通过防火门本体10。

S3：机器人通过防火门本体10后给控制器30发送已离开的信号，然后控制器30对第一电机211和第二电机221发出关闭第一门板12和第二门板13的信号，第一门板12和第二门板13关闭。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种隧道巡检机器人通行防火门装置，其特征在于：包括防火门本体、控制机构和控制器；所述控制机构与所述防火门本体连接且用于控制所述防火门本体的打开或关闭，所述防火门本体的内侧和外侧均设有感应器，所述防火门本体上还设有状态检测器，所述感应器、所述状态检测器和所述控制机构均与所述控制器电连接，所述感应器用于探测机器人接近信息并将探测到的信息转换成电信号传输至所述控制器，所述状态检测器用于检测防火门的开闭状态并将检测到的信号传输至所述控制器，所述控制器能够控制所述控制机构动作；

所述防火门本体包括门框、第一门板和第二门板，所述门框具有相对的第一铰接端和第二铰接端，所述第一门板的一端与所述门框的第一铰接端铰接，所述第一门板的另一端为自由端，所述第二门板的一端与所述门框的第二铰接端铰接，所述第二门板的另一端为自由端，所述第一门板的自由端设有第一缺口，所述第二门板的自由端设有第二缺口，所述控制机构用于控制所述第一门板和所述第二门板打开或闭合，当所述第一门板和所述第二门板闭合时，所述第一缺口与所述第二缺口相对应，所述感应器设置于所述门框的内侧和外侧，所述状态检测器设置于所述门框的内侧；

所述控制机构的数量为两个，两个所述控制机构分别为第一控制机构和第二控制机构，所述第一控制机构与所述第一门板连接且用于控制第一门板的打开或闭合，所述第二控制机构与所述第二门板连接且用于控制第二门板的打开或闭合；

所述第一控制机构包括第一电机、第一连杆和第二连杆，所述第一电机的输出轴与所述第一连杆的一端固定连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与所述第一门板铰接，所述第一电机与所述控制器电连接；

所述第二控制机构包括第二电机、第三连杆和第四连杆，所述第二电机的输出轴与所述第三连杆的一端固定连接，所述第三连杆的另一端与所述第四连杆的一端铰接，所述第四连杆的另一端与所述第二门板铰接，所述第二电机与所述 控制器电连接；

所述第一门板的自由端设有第一密封槽，所述第一密封槽内设有第一密封条，所述第二门板的自由端设有第二密封槽，所述第二密封槽内设有第二密封条，在所述第一门板和所述第二门板闭合时，所述第一密封条与所述第二密封条相互错开；

所述第一缺口的两内侧壁上均设有第一卡槽，所述第一密封条的靠近所述第一缺口的一端弯折卡入所述第一卡槽内；所述第二缺口的两内侧壁上均设有第二卡槽，所述第二密封条的靠近所述第二缺口的一端弯折卡入第二卡槽内；

当所述第一门板和所述第二门板闭合时，所述第一密封条与所述第二门板的自由端抵接，所述第二密封条与所述第一门板的自由端抵接。

2.一种权利要求1所述的隧道巡检机器人通行防火门装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：当所述感应器感应到机器人接近防火门本体时，所述感应器将机器人接近信号传输至所述控制器，所述控制器对机器人发出减速信号，机器人减速行驶；

S2：所述控制器向所述状态检测器发出信号，所述状态检测器检测防火门本体的开闭状态，并将检测到的信息传输至所述控制器；当所述防火门本体处于开启状态时，所述控制器对机器人发出缓慢通过所述防火门本体的信号；当所述防火门本体处于关闭状态时，所述控制器对所述控制机构发出打开所述防火门本体的信号，当所述防火门本体被打开后，所述控制器对机器人发出缓慢通过所述防火门本体的信号；

S3：机器人通过所述防火门本体后给所述控制器发送已离开的信号，然后所述控制器对所述控制机构发出关闭所述防火门本体的信号，所述控制机构控制所述防火门本体关闭。

3.根据权利要求2所述的隧道巡检机器人通行防火门装置的控制方法，其特征在于：在S1步骤中，机器人减速后的行驶速度小于20cm/s。