CN111803835A - 可自动识别火灾现场的智能消防机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动识别火灾现场的智能消防机器人，包括机器人和与机器人通信连接的远程控制模块；机器人的灭火机构安装在主箱体上，行走机构设置在主箱体的下方，主箱体前端与灭火机构之间的主箱体上设置有可旋转摄像头，主箱体前端设置有环境监测模块，环境监测模块包括温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器，主箱体的后端内部设置有主控模块，温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器的输出信号输入到控制模块中；采用温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器首先探测火灾现场的环境信息，如果环境信息恶劣则直接进行灭火操作，避免了现有技术中直接拍照处理，图像处理的过程比数字信息速度更慢，灭火效率大大提高。

Description

可自动识别火灾现场的智能消防机器人

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种可自动识别火灾现场的智能消防机器人。

背景技术

随着社会经济的迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。火灾是生命中最常见的灾难之一。消防员在救火时有许多缺点。例如，面对浓烟，高温，黑暗，有毒等灾害环境，轻率地冲入事故现场将给消防员带来极大危险。人员巡检的方式也很难做到全天候的监视巡检，这样无法完全避免灾害发生。因此，开发一种能够替代消防员进入诸如有毒，烟雾，易燃，爆炸和缺氧的危险事故现场的消防机器人，开展有效、全面的现场侦察，环境信息收集和消防救援任务很有必要。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可自动识别火灾现场的智能消防机器人，可以解决现有技术中提到的问题。

技术方案：本发明所述的一种可自动识别火灾现场的智能消防机器人，包括机器人和与机器人通信连接的远程控制模块；

所述机器人包括主箱体、行走机构、灭火机构，所述灭火机构安装在主箱体上，行走机构设置在主箱体的下方，在主箱体前端与灭火机构之间的主箱体上设置有可旋转摄像头，所述主箱体前端设置有环境监测模块，所述环境监测模块包括温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器，所述主箱体的后端内部设置有主控模块，所述温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器的输出信号输入到控制模块中；

所述灭火机构包括喷水炮筒、转接器、第一回转台、固定座、第二回转台、进水管、高温电磁阀和快插接头，所述快插接头一端与水源的出水口固定连接，进水管通过法兰与快插接头固定连接在一起，所述高温电磁阀置于所述快插接头处，进水管竖直方向上安装有第二回转台，第二回转台上固定安装有固定座，所述固定座上通过回型管与所述第一回转台固定安装，第一回转台上安装有喷水炮筒转接器，所述转接器上固定安装喷水炮筒，所述喷水炮筒包括前端的喷射段和与所述转接器连接的连接段，所述喷射段的直径大于所述连接段的直径。

进一步的，包括：

所述行走机构包括第一电机、第一齿轮、第二齿轮、履带和第二电机，所述履带内设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在履带的内侧，所述第一齿轮和第二齿轮均与所述从动齿啮合，所述第一齿轮和第二齿轮分别设置在所述履带内的两侧，所述第一电机驱动第一齿轮转动，第二电机驱动第二齿轮转动，从而带动履带转动，驱动主箱体的移动。

进一步的，包括：

所述履带的材质为2A10铝合金。

进一步的，包括：

所述远程控制模块包括通信单元、远程控制单元和触摸屏，所述通信单元与所述机器人进行通信连接，向所述机器人发送指令并接收所述环境监测模块采集的环境信息，所述远程控制单元与所述通信单元连接，所述触摸屏与所述远程控制单元相连，显示环境监测模块采集的环境信息，并向所述远程控制单元输入相关指令。

进一步的，包括：

所述远程控制单元采用IAP15F2K61S2单片机，所述触摸屏为JCT_R型的串口触摸屏，所述通信单元为CC2530芯片。

进一步的，包括：

所述控制模块采用的是IAP15F2K61S2单片机。

有益效果：(1)本发明的灭火机构添加两个回转台，可以调整喷水炮筒的喷射方向，实现多位置的喷射灭火，操作灵活；

(2)喷水炮筒的前端直径大于后端，使得喷射的水或其他灭火气体更加充分的喷射到现场，提高灭火效率；

(3)采用温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器首先探测火灾现场的环境信息，如果环境信息恶劣则直接进行灭火操作，避免了现有技术中直接拍照处理，因为图像处理的过程比数字信息速度更慢，灭火效率大大提高；

(4)本发明在快插接头处加入了高温电磁阀，用于自动实现控制阀门的开启或关闭，减少人员的手动操作，提高灭火效率。

附图说明

图1是本发明实施例所述的智能消防机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的智能消防机器人控制电路图；

图3是本发明实施例所述的灭火机构的结构示意图；

图4是本发明实施例所述的行走机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-4所示，本发明提供一种可自动识别火灾现场的智能消防机器人，包括机器人1和与机器人1通信连接的远程控制模块2；

机器人1包括主箱体11、行走机构12、灭火机构13，所述灭火机构13安装在主箱体11上，行走机构12设置在主箱体11的下方，在主箱体11前端与灭火机构13之间的主箱体11上设置有可旋转摄像头18，主箱体11前端设置有环境监测模块，所述环境监测模块包括温湿度传感器15、红外火焰传感器16、气体烟雾传感器17，所述主箱体11的后端内部设置有主控模块14，温湿度传感器15、红外火焰传感器16、气体烟雾传感器17的输出信号输入到控制模块14中。

可旋转摄像头18可用于对现场环境拍照，主要用于拍摄是否有未被救出的人，并将采集到的信息进行实时处理和无线传输。

温湿度传感器15选用型号为DHT11的数字温湿度复合传感器，其采用单总线数据格式，将采集的温度和湿度信号转换为数字信号，并通过DATA引脚与控制模块14的引脚连接，进行通信与同步，具有响应快、抗干扰能力强的特点。

红外火焰传感器16采用五路的红外火焰传感器，将五个信号输出端分别与控制模块的对应引脚连接，该传感器可以将温度信号转化为控制模块可识别的电平信号，信号传回至控制模块14，控制模块14进行信号判断。

气体烟雾传感器17采用MQ-2气体烟雾传感器，内含气敏材料二氧化锡，根据不同气体电导率的不同检测气体，其与控制模块14连接，控制模块14的p1.7可以做A/D数模转换通道，通过数模转换测量传感器电压值变化，可检测空气中可燃气体相对浓度。

采用温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器首先探测火灾现场的环境信息，如果环境信息恶劣则直接进行灭火操作，避免了现有技术中直接拍照处理，因为图像处理的过程比数字信息速度更慢，灭火效率大大提高。

控制模块14采用的是IAP15F2K61S2单片机，该单片机为低功耗、高性能微处理器，内置可靠复位电路和高精度时钟。控制模块14设置在主箱体11的内部。

工作原理：机器人通过行走机构到火灾现场，远程控制模块控制温湿度传感器、红外火焰传感器、气体烟雾传感器将温度、湿度、火源信息以及烟雾信息传输给控制模块，控制模块将相关信息经过通信单元传送给远程控制单元，远程控制单元将相关数据通过显示屏显示，并控制其他操作的运行。

灭火机构13包括喷水炮筒131、转接器132、第一回转台133、固定座134、第二回转台135、进水管136、高温电磁阀137和快插接头138，快插接头13一端与水源的出水口固定连接，进水管136通过法兰与快插接头138固定连接在一起，所述高温电磁阀137置于快插接头138处，进水管136竖直方向上安装有第二回转台135，第二回转台135上固定安装有固定座134，固定座134上通过回型管与第一回转台133固定安装，第一回转台133上安装有喷水炮筒转接器132，转接器132上固定安装喷水炮筒131，喷水炮筒131包括前端的喷射段1311和与转接器132连接的连接段1312，喷射段1311的直径大于连接段1312的直径，喷水炮筒的前端直径大于后端，使得喷射的水或其他灭火气体更加充分的喷射到现场，提高灭火效率，且添加两个回转台，可以调整喷水炮筒的喷射方向，实现多位置的喷射灭火，操作灵活。

行走机构12包括第一电机121、第一齿轮122、第二齿轮123、履带124和第二电机125，履带124内设有若干从动齿1241，从动齿1241均匀分布在履带124的内侧，第一齿轮122和第二齿轮123均与从动齿1241啮合，第一齿轮122和第二齿轮123分别设置在履带1241内的两侧，第一电机121驱动第一齿轮122转动，第二电机125驱动第二齿轮123转动，从而带动履带1241转动，驱动主箱体11的移动。履带1241的材质为2A10铝合金，可避免碰撞产生火花，对燃气泄漏等场所起到防爆或者二次爆炸的作用，而且摩擦性能好，适应火场内的复杂环境。

电机选用减速直流电机，该电机转速比1:48，具有更好的调速功能。

远程控制模块2包括通信单元21、远程控制单元22和触摸屏23，通信单元21与机器人1进行通信连接，向机器人1发送指令并接收环境监测模块采集的环境信息，远程控制单元22与通信单元21连接，触摸屏23与远程控制单元22相连，显示环境监测模块采集的环境信息，并向远程控制单元22输入相关指令。远程控制单元22采用IAP15F2K61S2单片机，触摸屏23为JC4832T035_011R型的串口触摸屏，所述通信单元为CC2530芯片。

Claims (6)

1.一种可自动识别火灾现场的智能消防机器人，其特征在于，包括机器人(1)和与机器人(1)通信连接的远程控制模块(2)；

所述机器人(1)包括主箱体(11)、行走机构(12)、灭火机构(13)，所述灭火机构(13)安装在主箱体(11)上，行走机构(12)设置在主箱体(11)的下方，在主箱体(11)前端与灭火机构(13)之间的主箱体(11)上设置有可旋转摄像头(14)，所述主箱体(11)前端设置有环境监测模块，所述环境监测模块包括温湿度传感器(15)、红外火焰传感器(16)、气体烟雾传感器(17)，所述主箱体(11)的后端内部设置有主控模块(14)，所述温湿度传感器(15)、红外火焰传感器(16)、气体烟雾传感器(17)的输出信号输入到控制模块(14)中；

所述灭火机构(13)包括喷水炮筒(131)、转接器(132)、第一回转台(133)、固定座(134)、第二回转台(135)、进水管(136)、高温电磁阀(137)和快插接头(138)，所述快插接头(13)一端与水源的出水口固定连接，进水管(136)通过法兰与快插接头(138)固定连接在一起，所述高温电磁阀(137)置于所述快插接头(138)处，进水管(136)竖直方向上安装有第二回转台(135)，第二回转台(135)上固定安装有固定座(134)，所述固定座(134)上通过回型管与所述第一回转台(133)固定安装，第一回转台(133)上安装有喷水炮筒转接器(132)，所述转接器(132)上固定安装喷水炮筒(131)，所述喷水炮筒(131)包括前端的喷射段(1311)和与所述转接器(132)连接的连接段(1312)，所述喷射段(1311)的直径大于所述连接段(1312)的直径。

2.根据权利要求1所述的可自动识别火灾现场的智能消防机器人，其特征在于，所述行走机构(12)包括第一电机(121)、第一齿轮(122)、第二齿轮(123)、履带(124)和第二电机(125)，所述履带(124)内设有若干从动齿(1241)，所述从动齿(1241)均匀分布在履带(124)的内侧，所述第一齿轮(122)和第二齿轮(123)均与所述从动齿(1241)啮合，所述第一齿轮(122)和第二齿轮(123)分别设置在所述履带(1241)内的两侧，所述第一电机(121)驱动第一齿轮(122)转动，第二电机(125)驱动第二齿轮(123)转动，从而带动履带(1241)转动，驱动主箱体(11)的移动。

3.根据权利要求1所述的可自动识别火灾现场的智能消防机器人，其特征在于，所述履带(1241)的材质为2A10铝合金。

4.根据权利要求1所述的可自动识别火灾现场的智能消防机器人，其特征在于，所述远程控制模块(2)包括通信单元(21)、远程控制单元(22)和触摸屏(23)，所述通信单元(21)与所述机器人(1)进行通信连接，向所述机器人(1)发送指令并接收所述环境监测模块采集的环境信息，所述远程控制单元(22)与所述通信单元(21)连接，所述触摸屏(23)与所述远程控制单元(22)相连，显示环境监测模块采集的环境信息，并向所述远程控制单元(22)输入相关指令。

5.根据权利要求4所述的可自动识别火灾现场的智能消防机器人，其特征在于，所述远程控制单元(22)采用IAP15F2K61S2单片机，所述触摸屏(23)为JC4832T035_011R型的串口触摸屏，所述通信单元为CC2530芯片。

6.根据权利要求1所述的可自动识别火灾现场的智能消防机器人，其特征在于，所述控制模块(14)采用的是IAP15F2K61S2单片机。

Images