CN110354423A - 一种悬挂式点面结合灭火机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种悬挂式点面结合灭火机器人，通过图像处理模块对摄像机及红外热成像仪采集的信号进行处理，之后通过MCU控制器控制电磁阀控制模块和驱动机构，从而控制机器人的运动以及喷头和喷嘴是否喷出灭火剂，能够代替人类在电缆隧道这一狭小空间内进行巡检和在线监测。本发明将巡检与灭火功能集为一体，在巡检的同时就能灭火，减少了火情信息的传递路径，能够防止电缆隧道内火灾的扩大。本发明通过喷嘴和喷头能够实现点面结合式的灭火操作，能够有效防止电缆隧道内火灾的蔓延。

Description

一种悬挂式点面结合灭火机器人
技术领域
本发明涉及电缆隧道巡检，特别是涉及一种悬挂式点面结合灭火机器人。
背景技术
近年来，城市主要通过地下隧道内的电缆进行电力供应。电缆在传输电能的过程中，容易发生老化或者因过热产生起火，着火时也非常容易扩大，严重影响电缆隧道内部的供电安全。
另外由于电力廊道空间狭小，环境恶劣，不适合人工巡检，因此使用廊道机器人进行不间断的巡检可大大提高巡检效率。以往的巡检机器人只包括视频监控，红外测温功能，自身缺少初步控制火情功能，现阶段设计通常将巡检与灭火功能分隔开，在巡检机器人汇报火情给控制台，控制台再出动灭火机器人的期间，往往火情已经发展一定时间，扩大了火情的危害程度。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种悬挂式点面结合灭火机器人，将巡检与灭火功能集为一体。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的悬挂式点面结合灭火机器人，包括行走机构和壳体，壳体内设有第一箱体和第二箱体，壳体底部设有第一电动云台，第一电动云台连接摄像头和红外热成像仪，第二箱体内设有第二电动云台，第一箱体内设有用于对摄像头和红外热成像仪采集到的信号进行处理的图像处理模块、用于对第二箱体内的第一电磁阀和第二电磁阀进行控制的电磁阀控制模块、用于驱动行走机构、第一电动云台和第二电动云台的驱动机构以及用于根据图像处理模块的输出信号对电磁阀控制模块和驱动机构进行控制的MCU控制器，第二箱体内设有容纳腔，容纳腔内设有灭火剂，容纳腔的外壁上还设有第二电动云台、第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀连接一开口向下的喷头，喷头上设有至少两个喷孔，壳体上设有第一孔，第一孔的数量与喷孔相同且第一孔与喷孔正对，第二电磁阀连接一软管，软管末端具有喷嘴，喷嘴伸出壳体底部，第二电动云台连接软管。
进一步，所述行走机构包括平行的第一轨道和第二轨道，第二轨道内设有齿条，还包括滑轮、驱动齿轮、减速齿轮箱和伺服电机，壳体顶部通过滑轮连接第一轨道，齿条与驱动齿轮啮合，驱动齿轮部分位于第一箱体内，剩下部分位于第一箱体上方，减速齿轮箱和伺服电机均设于第一箱体内，伺服电机连接减速齿轮箱的输入轴，减速齿轮箱的输出轴连接驱动齿轮。
进一步，所述驱动机构包括电机驱动模块。
进一步，所述第一电动云台包括平行的第一固定板和第二固定板，第一固定板固定在壳体的底部，第一固定板和第二固定板之间通过第一减震球连接，第二固定板连接第一支架，第一支架连接第一电机的外壳，第一电机的输出轴通过第一连接板连接第二电机的外壳，第二电机的输出轴连接第二连接板，第二连接板连接第一平台，摄像头和红外热成像仪设于第一平台上。
进一步，所述第二电动云台包括平行的第三固定板和第四固定板，第三固定板连接容纳腔的外壁，第三固定板和第四固定板之间通过第二减震球连接，第四固定板连接第二支架，第二支架连接第三电机的外壳，第三电机的输出轴通过第三连接板连接第四电机的外壳，第四电机的输出轴连接第四连接板，第四连接板连接第二平台，所述软管的喷嘴穿过并且固定连接第二平台。
进一步，所述第二电动云台和第二电磁阀均连接在容纳腔的侧壁上，第一电磁阀连接在容纳腔的底部。
进一步，所述第一箱体内还设有用于给MCU控制器供电的电源模块。
有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
1)本发明通过图像处理模块对摄像机及红外热成像仪采集的信号进行处理，之后通过MCU控制器控制电磁阀控制模块和驱动机构，从而控制机器人的运动以及喷头和喷嘴是否喷出灭火剂，能够代替人类在电缆隧道这一狭小空间内进行巡检和在线监测；
2)本发明将巡检与灭火功能集为一体，在巡检的同时就能灭火，减少了火情信息的传递路径，能够防止电缆隧道内火灾的扩大；
3)本发明通过喷头和喷嘴能够实现点面结合式的灭火操作，不但能通过喷头大面积喷洒灭火剂，还能够通过第二电动云台调整喷嘴的指向从而精确对准火源根部进行灭火，能够有效防止电缆隧道内火灾的蔓延。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中灭火机器人的结构示意图；
图2为本发明具体实施方式中第二箱体的结构示意图；
图3为本发明具体实施方式中第二电动云台的结构示意图；
图4为本发明具体实施方式中第一箱体的结构示意图；
图5为本发明具体实施方式中第二箱体底部的结构示意图；
图6为本发明具体实施方式中第一电动云台的结构示意图；
图7为本发明具体实施方式中灭火过程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种悬挂式点面结合灭火机器人，如图1所示，包括行走机构和壳体5。壳体5内设有第一箱体51和第二箱体52。壳体4底部设有第一电动云台6，第一电动云台6连接摄像头603和红外热成像仪604。第二箱体52内设有第二电动云台70。第一箱体51内设有用于对摄像头603和红外热成像仪604采集到的信号进行处理的图像处理模块506、用于对第二箱体52内的第一电磁阀702和第二电磁阀705进行控制的电磁阀控制模块503、用于驱动行走机构、第一电动云台6和第二电动云台70的驱动机构以及用于根据图像处理模块506的输出信号对电磁阀控制模块503和驱动机构进行控制的MCU控制器502。第二箱体52内设有容纳腔701，容纳腔701内设有灭火剂。容纳腔701的外壁上还设有第二电动云台70、第一电磁阀702和第二电磁阀705，具体的，第二电动云台70和第二电磁阀705均连接在容纳腔701的侧壁上，第一电磁阀702连接在容纳腔701的底部。第一电磁阀702连接一开口向下的喷头703，喷头703上设有至少两个喷孔。如图5所示，壳体5上设有第一孔711，第一孔711的数量与喷孔相同且第一孔711与喷孔正对。第二电磁阀705连接一软管706，软管706末端具有喷嘴709，如图5所示，喷嘴709通过壳体5上的第二孔710伸出壳体5底部。第二电动云台70连接软管706。驱动机构包括电机驱动模块501，如图4所示。如图4所示，第一箱体51内还设有用于给MCU控制器502供电的电源模块507。灭火剂可以是干粉灭火剂。
行走机构包括平行的第一轨道1和第二轨道11，第二轨道11内设有齿条4，还包括滑轮2、驱动齿轮3、减速齿轮箱504和伺服电机505，壳体5顶部通过滑轮2连接第一轨道1，齿条4与驱动齿轮3啮合，驱动齿轮3部分位于第一箱体51内，剩下部分位于第一箱体51上方(由于第一箱体51上方是有外壳的，驱动齿轮3的剩下部分被外壳遮住了，图未示出)，减速齿轮箱504和伺服电机505均设于第一箱体51内，伺服电机505连接减速齿轮箱504的输入轴，减速齿轮箱504的输出轴连接驱动齿轮3。
如图6所示，第一电动云台6包括平行的第一固定板605和第二固定板611，第一固定板605固定在壳体5的底部，第一固定板605和第二固定板611之间通过第一减震球606连接，第二固定板611连接第一支架608，第一支架608连接第一电机602的外壳，第一电机602的输出轴通过第一连接板601连接第二电机607的外壳，第二电机607的输出轴连接第二连接板609，第二连接板609连接第一平台610，摄像头603和红外热成像仪604设于第一平台610上。
如图2和图3所示，第二电动云台70包括平行的第三固定板704和第四固定板712，第三固定板704连接容纳腔701的外壁，第三固定板704和第四固定板712之间通过第二减震球713连接，第四固定板712连接第二支架714，第二支架714连接第三电机715的外壳，第三电机715的输出轴通过第三连接板716连接第四电机707的外壳，第四电机707的输出轴连接第四连接板717，第四连接板717连接第二平台708，软管706的喷嘴709穿过并且固定连接第二平台708。
灭火过程如图7所示，具体过程为：平时MCU控制器502通过控制电机驱动模块501来控制伺服电机505、第一电动云台6和第二电动云台70的运动，从而实现在电缆隧道中各个方位的巡检。摄像头603和红外热成像仪604采集到的信号发送给图像处理模块506进行处理，处理后的信号发送给MCU控制器502，当MCU控制器502判断有火情时，MCU控制器502通过控制电磁阀控制模块503来打开第一电磁阀702，进行细颗粒干粉灭火剂的喷洒，实现对可燃物的大面积覆盖，减少可燃物与空气的接触面积，为下一步精确灭火做准备。同时图像处理模块506判断温度最高点的位置并进行误差处理，判断火源根部，接着MCU控制器502通过控制电机驱动模块501来驱动第二电动云台70的旋转，调整喷嘴709的指向，实现精准的干粉灭火剂喷射。从而实现点面结合式的灭火操作，防止火情进一步扩大。

Claims (7)

1.一种悬挂式点面结合灭火机器人，其特征在于：包括行走机构和壳体(5)，壳体(5)内设有第一箱体(51)和第二箱体(52)，壳体(4)底部设有第一电动云台(6)，第一电动云台(6)连接摄像头(603)和红外热成像仪(604)，第二箱体(52)内设有第二电动云台(70)，第一箱体(51)内设有用于对摄像头(603)和红外热成像仪(604)采集到的信号进行处理的图像处理模块(506)、用于对第二箱体(52)内的第一电磁阀(702)和第二电磁阀(705)进行控制的电磁阀控制模块(503)、用于驱动行走机构、第一电动云台(6)和第二电动云台(70)的驱动机构以及用于根据图像处理模块(506)的输出信号对电磁阀控制模块(503)和驱动机构进行控制的MCU控制器(502)，第二箱体(52)内设有容纳腔(701)，容纳腔(701)内设有灭火剂，容纳腔(701)的外壁上还设有第二电动云台(70)、第一电磁阀(702)和第二电磁阀(705)，第一电磁阀(702)连接一开口向下的喷头(703)，喷头(703)上设有至少两个喷孔，壳体(5)上设有第一孔(711)，第一孔(711)的数量与喷孔相同且第一孔(711)与喷孔正对，第二电磁阀(705)连接一软管(706)，软管(706)末端具有喷嘴(709)，喷嘴(709)伸出壳体(5)底部，第二电动云台(70)连接软管(706)。
2.根据权利要求1所述的悬挂式点面结合灭火机器人，其特征在于：所述行走机构包括平行的第一轨道(1)和第二轨道(11)，第二轨道(11)内设有齿条(4)，还包括滑轮(2)、驱动齿轮(3)、减速齿轮箱(504)和伺服电机(505)，壳体(5)顶部通过滑轮(2)连接第一轨道(1)，齿条(4)与驱动齿轮(3)啮合，驱动齿轮(3)部分位于第一箱体(51)内，剩下部分位于第一箱体(51)上方，减速齿轮箱(504)和伺服电机(505)均设于第一箱体(51)内，伺服电机(505)连接减速齿轮箱(504)的输入轴，减速齿轮箱(504)的输出轴连接驱动齿轮(3)。
3.根据权利要求1所述的悬挂式点面结合灭火机器人，其特征在于：所述驱动机构包括电机驱动模块(501)。
4.根据权利要求1所述的悬挂式点面结合灭火机器人，其特征在于：所述第一电动云台(6)包括平行的第一固定板(605)和第二固定板(611)，第一固定板(605)固定在壳体(5)的底部，第一固定板(605)和第二固定板(611)之间通过第一减震球(606)连接，第二固定板(611)连接第一支架(608)，第一支架(608)连接第一电机(602)的外壳，第一电机(602)的输出轴通过第一连接板(601)连接第二电机(607)的外壳，第二电机(607)的输出轴连接第二连接板(609)，第二连接板(609)连接第一平台(610)，摄像头(603)和红外热成像仪(604)设于第一平台(610)上。
5.根据权利要求1所述的悬挂式点面结合灭火机器人，其特征在于：所述第二电动云台(70)包括平行的第三固定板(704)和第四固定板(712)，第三固定板(704)连接容纳腔(701)的外壁，第三固定板(704)和第四固定板(712)之间通过第二减震球(713)连接，第四固定板(712)连接第二支架(714)，第二支架(714)连接第三电机(715)的外壳，第三电机(715)的输出轴通过第三连接板(716)连接第四电机(707)的外壳，第四电机(707)的输出轴连接第四连接板(717)，第四连接板(717)连接第二平台(708)，所述软管(706)的喷嘴(709)穿过并且固定连接第二平台(708)。
6.根据权利要求1所述的悬挂式点面结合灭火机器人，其特征在于：所述第二电动云台(70)和第二电磁阀(705)均连接在容纳腔(701)的侧壁上，第一电磁阀(702)连接在容纳腔(701)的底部。
7.根据权利要求1所述的悬挂式点面结合灭火机器人，其特征在于：所述第一箱体(51)内还设有用于给MCU控制器(502)供电的电源模块(507)。
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