CN111973911A - 一种吊轨ai巡检机器人应急喷射灭火装置及灭火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，包括机器人主体和机器人控制中心，机器人主体与机器人控制中心架设在同一服务器上；所述机器人主体下部设有应急喷射介质容器，应急喷射介质容器内填充有水成膜泡沫液，所述应急喷射介质容器下部安装有自主定位喷射装置，自主定位喷射装置与应急喷射介质容器连接的一端安装有高压电磁阀。本发明的有益效果是：本发明灭火装置设有应急喷射介质容器、自主定位喷射装置、三维激光导航模块和双视云台，具备应急操作灭火功能和远红外扫描早期火灾预警功能，能以全自动和半自动的方式紧急处理现场的早期火灾，杜绝火势的不可控，为应急救援人员赢得时间到达现场。
Description
技术领域
本发明涉及灭火装置，具体涉及一种吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置及灭火方法。
背景技术
油库油泵及天然气输运区域和大型变压器区域内，普通落地式巡检机器人在空间内自动运行，工作区域面积大、环境形式复杂，安全隐患不易排查。目前只能通过人工对各个区所等工作场合的仪器仪表进行徒步现场检测。而此类场所需要巡检点检项的内容多样，通常包括输油(气)管路、储油(气)罐底部、泵站、计量间、流量间、防火通道等各类工作场合，对各种阀门、仪表、设备进行安全排查等。这些待检内容存在于室内与室外、结构化与非结构化、白天和夜间、照明情况较好和较差、阴雨风雪，甚至可能出现于烟尘、水汽等恶劣环境中，给巡检任务带来巨大的工作强度和危险性。采用自主巡检机器人代替人工执行巡检任务，可以极大的降低工人工作强度，降低工作风险，且现场一旦出现漏气漏油经遇一定燃烧界点高温数值，在人员无法即刻到达现场期间没有措施响应很可能导致巨大事故的发生。
现阶段巡检机器人在变电站、油化行业的应用却进展缓慢，原因是相较于变电站与室内环境，此类工厂环境非结构化程度更高，需要巡检的内容和场所类型和环境更复杂，另外还要满足白天和夜间、雨雪等恶劣天气的巡检工作。由于巡检任务的复杂性，机器人必须具有很强的定位能力和通过能力，既要可以适应各类复杂场合和环境条件，同时必须严格保证定位精度，从而确保机器人在自主导航和运动过程中不会与危险设备或其他物体碰撞，且现场漏气漏油的情况下机器人能即刻采取紧急预警措施。在运行到场景事故点内人员在未到达情况下，自主巡检机器人在各类复杂环境的高精度、高可靠性定位下对前期发生事故区域进行预处理，这为救援人员赢取救援时间起着至关重要的作用；但现在的机器人也无法进行自动应急处理等待救援，这样很容易在救援人员到达事故现场之前发生不可控火灾事故，化学品仓库和油库等区域机器人巡检过程中发现某处物体升温明显，因燃气、油等介质分子活动的特殊性，此区域可能发生很快的化学变化出现高温至明火，机器人在不具备应急处理的情况下，人员在达到现场过程中很可能出现意外、不可控等情况。
现有机器人存在的缺点主要为安检环节问题：
1、机器人在此巡检过程中无法做到物体自燃等超高温下的热源和烟雾识别定位预警；
2、机器人在自动巡检过程中无法将要出现烟火或者高温异常的区域进行半自动远程控制喷射(许多场合禁止出现明火，因一旦出现明火周围温度特别高，将不可控制)；
3、机器人通过热扫描图像帧频处理到高温区域超出预设值或者发现烟雾后，也不能实现自动覆盖式喷射，无法实时进行早期的区域覆盖喷射降温处理；
4、当自动处理后机器人继续监测问题目标时，无法根据物体升温曲线分析图进行自动判断暗火复燃并进行二次喷射覆盖动作。
综上所述，需要研发一款灭火装置，既能利用热成像扫描跟踪定位技术解决早期图像预警定位难题，又能解决巡检机器人缺少应急处理早期火灾事故的自主能力的难题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置及灭火方法。
这种吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，包括机器人主体和机器人控制中心，机器人主体与机器人控制中心架设在同一服务器上；所述机器人主体下部设有应急喷射介质容器，应急喷射介质容器内填充有水成膜泡沫液，所述应急喷射介质容器下部安装有自主定位喷射装置，自主定位喷射装置与应急喷射介质容器连接的一端安装有高压电磁阀；所述自主定位喷射装置包括喷淋底座、喷淋头和转轴，喷淋底座的外侧设有卡槽，喷淋底座通过卡槽固定在应急喷射介质容器下部，转轴设置在喷淋底座的内部，转轴与喷淋底座之间设有钢球，喷淋头的一端设有螺纹接头，喷淋头通过螺纹接头与转轴连接，喷淋头上设有若干个喷射口，喷淋头的下端面设有喷射槽，喷射槽两两长短搭配并分布在喷淋头的两侧，两个较短的喷射槽对称分布于喷淋头下端面的直径上，两个较长的喷射槽分别位于较短的喷射槽的不同侧。
作为优选：所述转轴的外侧设有滑道，钢球设置在滑道中。
作为优选：所述转轴下部与喷淋底座之间安装有封盖。
作为优选：所述喷射口环绕喷淋头一圈设置。
作为优选：所述机器人主体的两端均安装有行程触碰开关。
作为优选：所述机器人主体一端下部设有三维激光导航模块。
作为优选：所述机器人主体的一端安装有双视云台，双视云台内集成有AI摄像机和红外热成像仪，红外热成像仪上集成有微型热成像传感器。
作为优选：所述机器人主体的内部设有固定电池，机器人主体的上端设有传动轮。
这种吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置的灭火方法，包括以下步骤：
S1、机器人巡检过程中通过红外热成像仪对行走中画面进行热扫描，同时根据可见光进行烟雾识别，并且服务器具备NVR数据库，内附不同类型烟雾图片数据，通过机器人行走过程中采集的视频图像进行实时比对，当热成像扫描出现高于预设值温度或者出现烟雾时，机器人停止行进，将异常画面进行截图并将预警信号反馈到服务器，服务器收到预警信号后对回传的图片进行处理，将异常区域进行渲染显示出清晰的高温区域或者烟雾区域，用于后端人员锁定具体位置和远程观察具体位置的情况；
S2、随后服务器向机器人发出指令，机器人在收到指令后，机器人激光测距功能开启，控制机器人进行移动；在机器人测定距离后，控制自主定位喷射装置的高压电磁阀开启，应急喷射介质容器内的水成膜泡沫液在高压状态下通过高压电磁阀和喷淋头进行旋转式喷洒，将高温、烟雾区域进行覆盖式降温。
作为优选：还包括远程控制喷洒，其方法为：当机器人在巡检过程中红外热成像仪接收物体热源红外辐射，确定高于预设值的区域时，或者当可见光视频自比对分析出现异常烟雾时，远程机器人控制中心得到预警信号并远程观看现场情况，通过远程控制协议控制机器人自载双视云台上下左右进行扫描观看，远程操作机器人靠近高温或烟雾出现的区域一定距离，主机终端界面控制自主定位应急喷射装置的高压电磁阀开启，应急喷射介质容器内的水成膜泡沫液在高压下物理旋转喷淋头进行喷洒覆盖。
本发明的有益效果是：本发明灭火装置设有应急喷射介质容器、自主定位喷射装置、三维激光导航模块和双视云台，具备应急操作灭火功能和远红外扫描早期火灾预警功能，能以全自动和半自动的方式紧急处理现场的早期火灾，杜绝火势的不可控，为应急救援人员赢得时间到达现场，同时能在人员到达现场之前自动紧急处理，保证处理人员的安全，全面实现无人化自动巡检。本装置操作方便，实用性强，使用性广泛。
附图说明
图1为吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置的结构示意图；
图2为吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置的侧面示意图；
图3为本发明的自动定位喷射装置结构示意图；
图4为本发明的自动定位喷射装置剖面示意图；
图5为本发明的自动定位喷射装置的喷射槽位置示意图。
附图标记说明：1.喷射底座；2.喷淋头；3.转轴；4.螺纹接头；5.钢球；6.封盖；7.卡槽；8.喷射口；9.喷射槽；10.双视云台；11.行程触碰开关；12.传动轮；13.机器人主体；14.固定电池；15.应急喷射介质容器；16.三维激光导航模块；17.自主定位喷射装置；18.高压电磁阀。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
实施例一
如图1至图5所示，所述吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，包括机器人主体13和机器人控制中心，机器人主体13与机器人控制中心架设在同一服务器上；所述机器人主体13下部设有应急喷射介质容器15，应急喷射介质容器15内填充有水成膜泡沫液，所述应急喷射介质容器15下部安装有自主定位喷射装置17，自主定位喷射装置17与应急喷射介质容器15连接的一端安装有高压电磁阀18；所述自主定位喷射装置17包括喷淋底座1、喷淋头2和转轴3，喷淋底座1的外侧设有卡槽7，喷淋底座1通过卡槽7固定在应急喷射介质容器15下部，转轴3设置在喷淋底座1的内部，转轴3与喷淋底座1之间设有钢球5，喷淋头2的一端设有螺纹接头4，喷淋头2通过螺纹接头4与转轴3连接，喷淋头2上设有多个喷射口8，喷射口8环绕喷淋头2一圈设置，喷淋头2的下端面设有喷射槽9，喷射槽9为多个，喷射槽9两两长短搭配并分布在喷淋头2的两侧，喷射槽9延喷淋头的中心线向两侧偏移，即两个较短的喷射槽9对称分布于喷淋头2下端面的直径上，两个较长的喷射槽9分别位于较短的喷射槽9的不同侧。
进一步，所述转轴3的外侧设有滑道，钢球5设置在滑道中，增加了钢珠滚动时的稳定性，同时也便于转轴和喷淋头的转动。
进一步，所述转轴3下部与喷淋底座1之间安装有封盖6，增强了自主定位喷射装置自身的密封性，不受旋转的影响。
进一步，所述机器人主体13的两端均安装有行程触碰开关11，能够确保机器人移动时的安全，不会出现碰撞，增强其稳定性。
进一步，所述机器人主体13一端下部设有三维激光导航模块16，用于对机器人进行定位。
进一步，所述机器人主体13的一端安装有双视云台10，双视云台10内集成有AI摄像机和红外热成像仪，红外热成像仪上集成有微型热成像传感器，实现了对行走中画面进行热扫描，同时根据可见光进行烟雾识别，通过机器人行走过程中采集的视频图像进行实时比对，从而确定火源点。
进一步，所述机器人主体13的内部设有固定电池14，机器人主体13的上端设有传动轮12，固定电池14电力驱动传动轮12在轨道上转动，通过传动轮的作用完成机器人的行走，实现全方位巡检。
实施例二
所述吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置的灭火方法，包括以下步骤：
方法一：
1)机器人巡检过程中通过红外热成像仪对行走中画面进行热扫描，同时根据可见光进行烟雾识别，并且服务器具备NVR数据库，内附不同类型烟雾图片数据，通过机器人行走过程中采集的视频图像进行实时比对，一旦热成像扫描出现高于预设值温度或者出现烟雾时，机器人即刻停止行进，将异常画面进行截图并将预警信号反馈到服务器，服务器收到预警信号后对回传的图片进行处理，将异常区域进行渲染显示出清晰的高温区域或者烟雾区域，便于后端人员快速的锁定具体位置和远程观察具体位置的情况。
2)随后服务器向机器人发出指令，机器人在收到指令后，机器人激光测距功能开启，控制机器人本体进行移动，确保机器人与高温危险源保持在2米，在机器人测定距离后，控制自主定位喷射装置17的高压电磁阀18开启，阀门启动后应急喷射介质容器15内的水成膜泡沫液在高压状态下通过阀门和喷淋头2进行旋转式喷洒，将高温、烟雾区域进行覆盖式降温。
方法二：
当机器人在巡检过程中红外热成像仪接收物体热源红外辐射，确定高于预设值的区域时，或者当可见光视频自比对分析出现异常烟雾时，远程机器人控制中心得到预警信号可远程观看现场情况，通过远程控制协议控制机器人自载双视云台上下左右进行扫描观看，远程操作机器人靠近高温/烟雾出现的区域2米距离，主机终端界面控制自主定位应急喷射装置17的高压电磁阀18开启，应急喷射介质容器15内的水成膜泡沫液在高压下物理旋转喷淋头2进行喷洒覆盖。
本发明的保护半径为2-6米，机器人与高温、烟雾异常区域的垂直高度保持在1-6米。
本发明的应急喷射介质容器内冲压1.2MP，容积0.1立方，高压电磁阀为DN20高压铜丝扣电磁常闭阀门。
本发明的喷淋头工作原理是：高压下介质通过阀门到达喷头内部经特殊开口(喷射槽)进行喷射，由于喷射槽两两长短搭配并分布在喷淋头2的两侧，喷射过程中在两侧后座力量作用下，喷淋头会物理性的进行快速旋转，达到喷射均匀，速度快，形成水雾状态，实现全方位的灭火，提高了灭火效率。
本发明的AI摄像机集成有热成像、可见光、激光测距等功能。
Claims (10)
1.一种吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，包括机器人主体(13)和机器人控制中心，机器人主体(13)与机器人控制中心架设在同一服务器上，其特征在于：所述机器人主体(13)下部设有应急喷射介质容器(15)，应急喷射介质容器(15)内填充有水成膜泡沫液，所述应急喷射介质容器(15)下部安装有自主定位喷射装置(17)，自主定位喷射装置(17)与应急喷射介质容器(15)连接的一端安装有高压电磁阀(18)；所述自主定位喷射装置(17)包括喷淋底座(1)、喷淋头(2)和转轴(3)，喷淋底座(1)的外侧设有卡槽(7)，喷淋底座(1)通过卡槽(7)固定在应急喷射介质容器(15)下部，转轴(3)设置在喷淋底座(1)的内部，转轴(3)与喷淋底座(1)之间设有钢球(5)，喷淋头(2)的一端设有螺纹接头(4)，喷淋头(2)通过螺纹接头(4)与转轴(3)连接，喷淋头(2)上设有若干个喷射口(8)，喷淋头(2)的下端面设有喷射槽(9)，喷射槽(9)两两长短搭配并分布在喷淋头(2)的两侧，两个较短的喷射槽(9)对称分布于喷淋头(2)下端面的直径上，两个较长的喷射槽(9)分别位于较短的喷射槽(9)的不同侧。
2.根据权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，其特征在于：所述转轴(3)的外侧设有滑道，钢球(5)设置在滑道中。
3.根据权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，其特征在于：所述转轴(3)下部与喷淋底座(1)之间安装有封盖(6)。
4.根据权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，其特征在于：所述喷射口(8)环绕喷淋头(2)一圈设置。
5.根据权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，其特征在于：所述机器人主体(13)的两端均安装有行程触碰开关(11)。
6.根据权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，其特征在于：所述机器人主体(13)一端下部设有三维激光导航模块(16)。
7.根据权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，其特征在于：所述机器人主体(13)的一端安装有双视云台(10)，双视云台(10)内集成有AI摄像机和红外热成像仪，红外热成像仪上集成有微型热成像传感器。
8.根据权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置，其特征在于：所述机器人主体(13)的内部设有固定电池(14)，机器人主体(13)的上端设有传动轮(12)。
9.一种如权利要求1所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置的灭火方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、机器人巡检过程中通过红外热成像仪对行走中画面进行热扫描，同时根据可见光进行烟雾识别，并且服务器具备NVR数据库，内附不同类型烟雾图片数据，通过机器人行走过程中采集的视频图像进行实时比对，当热成像扫描出现高于预设值温度或者出现烟雾时，机器人停止行进，将异常画面进行截图并将预警信号反馈到服务器，服务器收到预警信号后对回传的图片进行处理，将异常区域进行渲染显示出清晰的高温区域或者烟雾区域，用于后端人员锁定具体位置和远程观察具体位置的情况；
S2、随后服务器向机器人发出指令，机器人在收到指令后，机器人激光测距功能开启，控制机器人进行移动；在机器人测定距离后，控制自主定位喷射装置(17)的高压电磁阀(18)开启，应急喷射介质容器(15)内的水成膜泡沫液在高压状态下通过高压电磁阀(18)和喷淋头(2)进行旋转式喷洒，将高温、烟雾区域进行覆盖式降温。
10.根据权利要求9所述的吊轨AI巡检机器人应急喷射灭火装置的灭火方法，其特征在于：还包括远程控制喷洒，其方法为：当机器人在巡检过程中红外热成像仪接收物体热源红外辐射，确定高于预设值的区域时，或者当可见光视频自比对分析出现异常烟雾时，远程机器人控制中心得到预警信号并远程观看现场情况，通过远程控制协议控制机器人自载双视云台上下左右进行扫描观看，远程操作机器人靠近高温或烟雾出现的区域一定距离，主机终端界面控制自主定位应急喷射装置(17)的高压电磁阀(18)开启，应急喷射介质容器(15)内的水成膜泡沫液在高压下物理旋转喷淋头(2)进行喷洒覆盖。
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