CN113671126A - 一种多场景应用的气体检测机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多场景应用的气体检测机器人，包括行走机构和气体采集检测箱；行走机构具有第一通讯电缆接口和连接座，连接座设有通讯信号转接口，通讯信号转接口与第一通讯电缆接口通讯连接；气体采集检测箱具有第二通讯电缆接口，第二通讯电缆接口与第一通讯电缆接口相一致，气体采集检测箱与连接座可拆卸连接，第二通讯电缆接口与通讯信号转接口通讯连接；通讯信号转接口用于将第一通讯电缆接口接收到的通讯信号转接至第二通讯电缆接口；气体采集检测箱可拆卸地安装在行走机构之上，且第二通讯电缆接口与第一通讯电缆接口是一致的，如此可按实际场景选择对应的使用方式，实现自由选择组合，能灵活应用。
Description
技术领域
本发明涉及安全应急监控技术领域，尤其涉及一种多场景应用的气体检测机器人。
背景技术
随着科学技术的发展，各行各业都出现了机器人的身影；在生产和生活实际当中当需要检测有毒有害气体及可燃气体浓度的情况，而人进入其中会出现危险；或者人工成本风险太高，且效率低下。为此，现有的技术，如专利号：CN207496810U所公开的一种有毒有害及可燃气体检测采样全向轮机器人检测系统，通过气体检测传感器集成为采集检测模块，并将采集检测模块安装在行走机构中，构成气体检测机器人，利用气体检测机器人进入目标空间内对气体浓度进行检测，以解决人工进入目标空间存在的缺陷。
但存在的问题是，现有的检测机器人的通信系统普遍采用GPRS通信，通信能力有限，只能传输有限的控制数据及检测数据，不便于对目标空间进行视频监控。且在一些信号不良的目标空间中，GPRS通信方式不能很好地应用在该目标空间中，容易出现信号延迟和数据丢失的问题。且采集检测模块与运动机构连接固定，检测形式单一，不能根据目标空间的大小和检测需求进行变换检测形式。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多场景应用的气体检测机器人，以解决现有气体检测机器人容易出现信号延迟和数据丢失的问题以及解决现有气体检测机器人检测形式单一的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种多场景应用的气体检测机器人，包括行走机构和气体采集检测箱；所述行走机构具有第一通讯电缆接口和连接座，所述连接座设有通讯信号转接口，所述通讯信号转接口与所述第一通讯电缆接口通讯连接；所述气体采集检测箱具有第二通讯电缆接口，所述第二通讯电缆接口与所述第一通讯电缆接口相一致，所述气体采集检测箱与所述连接座可拆卸连接，所述第二通讯电缆接口与所述通讯信号转接口通讯连接；所述通讯信号转接口用于将所述第一通讯电缆接口接收到的通讯信号转接至所述第二通讯电缆接口；所述行走机构根据所述第一通讯电缆接口接收到的通讯信号行走运动；所述气体采集检测箱根据所述第二通讯电缆接口接收到的通信信号气体采集和检测，并通过所述第二通讯电缆接口向外界发出气体浓度检测数据。
作为一种可选的实施方式，所述行走机构还具有第一主控单元、驱动模块和行走模块；所述第一主控单元与所述第一通讯电缆接口通讯连接，所述第一主控单元与所述驱动模块电连接，所述驱动模块与所述行走模块传动连接。
作为一种可选的实施方式，所述行走机构还具有后视摄像头和第一通信模块，所述后视摄像头设置在所述行走机构的后端，所述第一主控单元与所述后视摄像头通讯连接，所述后视摄像头与所述第一通信模块通讯连接，所述第一通信模块与所述第一主控单元通讯连接，所述第一通信模块与所述第一通讯电缆接口通讯连接。
作为一种可选的实施方式，所述气体采集检测箱还具有第二主控单元、气体检测传感总成和第二通信模块；所述第二主控单元与所述第二通讯电缆接口通讯连接，所述第二主控单元与所述气体检测传感总成通讯连接，所述第二主控单元与所述第二通信模块通讯连接，所述通信模块与所述第二通讯电缆接口通讯连接。
作为一种可选的实施方式，所述气体采集检测箱的箱体开设有进气口和出气口，所述气体检测传感总成包括气体传感器、粉尘传感器和真空泵；
所述进气口连通至所述真空泵的气体输入端，所述真空泵的气体输出端连通至所述粉尘传感器的气体输入端，所述粉尘传感器的气体输出端连通至所述气体采集检测箱的内部，所述出气口连通至所述气体采集检测箱的内部，所述气体传感器用于检测所述气体采集检测箱的内部气体。
作为一种可选的实施方式，所述气体采集检测箱还具有云台摄像模组，所述云台摄像模组设置在气体采集检测箱主体的前端，所述云台摄像模组与所述第二主控单元通讯连接，所述云台摄像模组与所述第二通信模块通讯连接。
作为一种可选的实施方式，所述云台摄像模组具有照明模块，所述照明模块与所述第二主控单元通讯连接。
作为一种可选的实施方式，所述行走模块包括4个驱动轮，所述驱动模块用于驱动4个所述驱动轮转动。
作为一种可选的实施方式，所述行走模块包括履带，所述驱动模块用于驱动履带转动。
作为一种可选的实施方式，所述气体采集检测箱通过螺纹或卡扣与所述连接座进行可拆卸连接
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
在本发明的实施例中，气体采集检测箱可拆卸地安装在行走机构之上，且第二通讯电缆接口与第一通讯电缆接口是一致的，如此可按实际场景选择对应的使用方式，实现自由选择组合，能灵活应用。具体地，当目标空间是宽广的，则将气体采集检测箱安装在行走机构中，第一通讯电缆接口与外界的通信电缆相接，使行走机构与外界有线通讯连接，并通过通讯信号转接口，使气体采集检测箱也能与外界进行信号交互，行走机构根据接收到的通讯信号行走运动，气体采集检测箱根据接收到的通讯信号进行气体采集和气体检测，气体采集检测箱检测得到的气体浓度检测数据依次通过第二通讯电缆接口、通讯信号转接口和第一通讯电缆接口传输至外界接收端。如此，实现带动气体采集检测箱移动，从而使气体采集检测箱能采集不同点的气体，解决气体采集检测箱不能移动导致不能全方位对目标空间进行检测的技术问题。
当目标空间是狭窄且不利于移动时，将气体采集检测箱从行走机构拆除，并将气体采集检测箱单独放置在目标空间中，第二通讯电缆接口与外界的通信电缆相接，使气体采集检测箱与外界有线通讯连接，气体采集检测箱根据接收到的通讯信号进行气体采集和气体检测，气体采集检测箱检测得到的气体浓度检测数据通过第二通讯电缆接口传输至外界接收端，解决气体检测机器人因行走机构占用空间大导致无法应用在狭窄的空间中。
值得说明的是，本发明实施例中的行走机构和气体采集检测箱分别可通过通信电缆与外界有线通讯连接，信号交互稳定，有效避免密闭空间存在的无线信号不良导致信号丢失或控制不良的情况发生，便于对目标空间进行视频监控，以方便控制行走机构运动。此外，通过第一通讯电缆接口或第二通讯电缆接口与外界的通信电缆相接，可实现能源外置，通过通信电缆向气体检测机器人传输电能，有效减少气体检测机器人的占用空间，利于应用在大小有限的目标空间中，从而提高气体检测机器人的灵活性。
附图说明
图1是本发明其中一个实施例的气体检测机器人的结构示意图；
图2是本发明其中一个实施例的气体采集检测箱的结构示意图；
图3是本发明其中一个实施例的系统示意图；
附图中：100-行走机构、110-第一通讯电缆接口、120-连接座、121-通讯信号转接口、130-第一主控单元、140-驱动模块、150-行走模块、160-后视摄像头、170-第一通信模块、200-气体采集检测箱、210-第二通讯电缆接口、220-第二主控单元、230-气体检测传感总成、231-气体传感器、232-粉尘传感器、233-真空泵、240-第二通信模块、250-进气口、260-出气口、270-云台摄像模组、271-照明模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
下面结合图1至图3，描述本发明实施例的一种多场景应用的气体检测机器人，包括行走机构100和气体采集检测箱200；行走机构100用于承载气体采集检测箱200移动，气体采集检测箱200用于采集气体、对采集回来的气体进行浓度检测以及将检测得到的气体浓度检测数据传输至外界的接收端。所述行走机构100具有第一通讯电缆接口110和连接座120，所述连接座120设有通讯信号转接口121，所述通讯信号转接口121与所述第一通讯电缆接口110通讯连接。所述气体采集检测箱200具有第二通讯电缆接口210，所述第二通讯电缆接口210与所述第一通讯电缆接口110相一致，所述气体采集检测箱200与所述连接座120可拆卸连接，所述第二通讯电缆接口210与所述通讯信号转接口121通讯连接；具体地，第二通讯电缆接口210与通讯信号转接口121之间采用插拔式连接方式。所述通讯信号转接口121用于将所述第一通讯电缆接口110接收到的通讯信号转接至所述第二通讯电缆接口210；所述行走机构100根据所述第一通讯电缆接口110接收到的通讯信号行走运动；所述气体采集检测箱200根据所述第二通讯电缆接口210接收到的通信信号气体采集和检测，并通过所述第二通讯电缆接口210向外界发出气体浓度检测数据。
在本发明的实施例中，气体采集检测箱200可拆卸地安装在行走机构100之上，且第二通讯电缆接口210与第一通讯电缆接口110是一致的，如此可按实际场景选择对应的使用方式，实现自由选择组合，能灵活应用。具体地，当目标空间是宽广的，则将气体采集检测箱200安装在行走机构100中，第一通讯电缆接口110与外界的通信电缆相接，使行走机构100与外界有线通讯连接，并通过通讯信号转接口121，使气体采集检测箱200也能与外界进行信号交互，行走机构100根据接收到的通讯信号行走运动，气体采集检测箱200根据接收到的通讯信号进行气体采集和气体检测，气体采集检测箱200检测得到的气体浓度检测数据依次通过第二通讯电缆接口210、通讯信号转接口121和第一通讯电缆接口110传输至外界接收端。如此，实现带动气体采集检测箱200移动，从而使气体采集检测箱200能采集不同点的气体，解决气体采集检测箱200不能移动导致不能全方位对目标空间进行检测的技术问题。
当目标空间是狭窄且不利于移动时，将气体采集检测箱200从行走机构100拆除，并将气体采集检测箱200单独放置在目标空间中，第二通讯电缆接口210与外界的通信电缆相接，使气体采集检测箱200与外界有线通讯连接，气体采集检测箱200根据接收到的通讯信号进行气体采集和气体检测，解决气体检测机器人因行走机构100占用空间大导致无法应用在狭窄的空间中。
值得说明的是，本发明实施例中的行走机构100和气体采集检测箱200分别可通过通信电缆与外界有线通讯连接，信号交互稳定，有效避免密闭空间存在的无线信号不良导致信号丢失或控制不良的情况发生，便于对目标空间进行视频监控，以方便控制行走机构100运动。此外，通过第一通讯电缆接口110或第二通讯电缆接口与外界的通信电缆相接，可实现能源外置，通过通信电缆向气体检测机器人传输电能，有效减少气体检测机器人的占用空间，利于应用在大小有限的目标空间中，从而提高气体检测机器人的灵活性。
如图1所示的实施例，所述行走机构100还具有第一主控单元130、驱动模块140和行走模块150；所述第一主控单元130与所述第一通讯电缆接口110通讯连接，所述第一主控单元130与所述驱动模块140电连接，所述驱动模块140与所述行走模块150传动连接。当外界将控制行走机构100运动的控制信号通过通信电缆传输至第一通讯电缆接口110，第一通讯电缆接口110将控制信号传输至第一主控单元130，第一主控单元130接收到控制信号后，第一主控单元130根据控制信号控制驱动模块140运作，使驱动模块140按照控制信号驱动行走模块150运动，实现行走机构100根据第一通讯电缆接口110接收到的通讯信号行走运动。具体地，驱动模块140可以是由电动机组成的动力单元，行走模块150可以是驱动轮，驱动轮的设置数量为4个，所述驱动模块140用于驱动4个所述驱动轮转动。如此，利用4个驱动轮作为行走模块150，运动平稳，且摩擦力少，利于减少驱动模块140的负荷，使驱动模块140的输出功率无需太大，如此可选用小型的驱动模块140，利于减少驱动模块140的占用空间，从而减少行走机构100的重量和体积。在另一个实施例中，行走模块150还可以是履带，所述驱动模块140用于驱动履带转动。将履带作为行走模块150，具有很好抓地能力，机动性强，利于行走机构100在复杂的环境中行走移动。
优选地，所述行走机构100还具有后视摄像头160和第一通信模块170，所述后视摄像头160设置在所述行走机构100的后端，所述第一主控单元130与所述后视摄像头160通讯连接，所述后视摄像头160与所述第一通信模块170通讯连接，所述第一通信模块170与所述第一主控单元130通讯连接，所述第一通信模块170与所述第一通讯电缆接口110通讯连接。具体地，当接收到监控后方环境的控制信号时，第一主控单元130控制后视摄像头160和第一通信模块170开启，后视摄像头160将行走机构100后方的环境进行监控录像，并将拍到的监控录像传输至第一通信模块170。第一通信模块170将监控录像转换成信号，并通过第一通讯电缆接口110传输至外界。实现稳定地向外界传输行走机构100后方环境的监控录像，以利于外界对行走机构100进行后退控制，减少行走机构100碰撞。
如图2所示的实施例，所述气体采集检测箱200还具有第二主控单元220、气体检测传感总成230和第二通信模块240；所述第二主控单元220与所述第二通讯电缆接口210通讯连接，所述第二主控单元220与所述气体检测传感总成230通讯连接，所述第二主控单元220与所述第二通信模块240通讯连接，所述通信模块与所述第二通讯电缆接口通讯连接。具体地，气体检测传感总成230用于气体中可燃气的浓度和气体中的PM2.5、PM10和粉尘浓度，其中可燃气包括一氧化碳、硫化氢、氧气、氨气、氢气和甲烷等。当第二通讯电缆接口210接收到外界的检测信号时，第二通讯电缆接口210将检测信号传输至第二主控单元220，第二主控单元220控制气体检测传感总成230和第二通信模块240启动。气体检测传感总成230对目标空间内的空气进行检测，并将气体浓度检测数据发送至第二主控单元220，第二主控单元220将气体浓度检测数发送至第二通信模块240，第二通信模块240将气体浓度检测数据转换成数字信号通过第二通讯电缆接口210向外发出。具有数据传输稳定的优点，有效降低气体浓度检测数据丢失的风险。
值得说明的是，所述气体采集检测箱200的箱体开设有进气口250和出气口260，所述气体检测传感总成230包括气体传感器231、粉尘传感器232和真空泵233；所述进气口250连通至所述真空泵233的气体输入端，所述真空泵233的气体输出端连通至所述粉尘传感器232的气体输入端，所述粉尘传感器232的气体输出端连通至所述气体采集检测箱200的内部，所述出气口260连通至所述气体采集检测箱200的内部，所述气体传感器231用于检测所述气体采集检测箱200的内部气体。具体地，通过真空泵233产生负压，使目标空间内的空气从进气口粉尘传感器，粉尘传感器232检测出气体中的PM2.5、PM10和粉尘浓度，然后粉尘传感器232将气体释放到气体采集检测箱200的内部，气体采集检测箱200内部的气压大于目标空间的气压，便从出气口260排出至气体采集检测箱200之外，形成气体循环。利用气体流经气体传感器231对气体采集检测箱200的内部气体进行检测，检测出气体中可燃气的浓度，从而得到目标空间的气体浓度检测数据。更具体地，所述进气口250和所述出气口260分别设置在所述采集检测箱的前端面，所述气体传感器231设置在所述气体采集检测箱200的内部的前侧，所述粉尘传感器232和所述真空泵233设置在所述气体采集检测箱200的内部后侧；通过将气体采集检测箱200的进气口250和出气口260设置在箱体的同一侧，真空泵233将目标空间的气体引至粉尘传感器232后，粉尘传感器232在气体采集检测箱200内部的后侧将气体释放至气体采集检测箱200的内部，气体采集检测箱200内的气体最后从前侧的出气口260排出，实现从后往前逐渐排出气体采集检测箱200内部的气体，以利于目标空间内的气体填充气体采集检测箱200的内部，使气体采集检测箱200内部的气体与目标空间的气体保持一致，从而使气体传感器231的检测结果与目标空间的实际情况相一致。如此，通过将气体传感器231、粉尘传感器232和真空泵233合理且紧凑地设置在气体采集检测箱200的内部，使气体采集检测箱200的占用空间少，从而有效减少气体检测机器人的体积。
一些实施例中，所述第二主控单元220通过RS485总线与所述气体检测传感总成230通讯连接。具体地，通过RS485总线将气体检测传感总成230中的各个检测接电串联起来，具有强大的抗共模干扰能力和高灵敏度，以利于精确地对目标空间内的气体进行浓度检测。
优选地，所述气体采集检测箱200还具有云台摄像模组270，所述云台摄像模组270设置在气体采集检测箱200主体的前端，所述云台摄像模组270与所述第二主控单元220通讯连接，所述云台摄像模组270与所述第二通信模块240通讯连接。具体地，当接收到监控前方环境的控制信号时，第二主控单元220控制云台摄像模组270和第二通信模块240开启，云台摄像模组270将气体检测机器人前方的环境进行监控录像，并将拍到的监控录像传输至第二通信模块240。第二通信模块240将监控录像转换成数字信号，并通过第二通讯电缆接口210传输至外界。实现稳定地向外界传输气体检测机器人前方的监控录像，以利于外界对行走机构100进行前进控制，减少气体检测机器人碰撞。值得说明的是，在本实施例中，采用云台摄像模组270包括云台和前视摄像头，第二控制单元能根据外界的控制信号控制云台驱动前视摄像头转动，实现扩大前视摄像头的拍摄视野，以更好地观察空间环境。
更优地，所述云台摄像模组270具有照明模块271，所述照明模块271与所述第二主控单元220通讯连接。具体地，当目标空间的光线不充足，难以监控录像前方的环境时，外界向气体检测机器人传输开灯信号，第二主控单元220根据开灯信号打开照明模块271，利用照明模块271照亮气体检测机器人前方的环境，使云台摄像模组270能拍出高清的监控录像，以利于外界对目标空间内部进行勘察。
值得说明的是，在本发明的优选实施例中，所述气体采集检测箱200通过螺纹连接件与所述连接座120进行可拆卸连接。具体地，螺纹连接件可以是螺栓。如此，利用螺纹连接件，达到气体采集检测箱200与连接座120可拆卸连接，具有结构简单、连接牢固可靠且拆装方便的优点。当然，在另一些实施例中，气体采集检测箱200还可以采用卡扣的方式与连接座120进行可拆卸连接。
根据本发明实施例的一种多场景应用的气体检测机器人的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：包括行走机构和气体采集检测箱；
所述行走机构具有第一通讯电缆接口和连接座，所述连接座设有通讯信号转接口，所述通讯信号转接口与所述第一通讯电缆接口通讯连接；
所述气体采集检测箱具有第二通讯电缆接口，所述第二通讯电缆接口与所述第一通讯电缆接口相一致，所述气体采集检测箱与所述连接座可拆卸连接，所述第二通讯电缆接口与所述通讯信号转接口通讯连接；
所述通讯信号转接口用于将所述第一通讯电缆接口接收到的通讯信号转接至所述第二通讯电缆接口；
所述行走机构根据所述第一通讯电缆接口接收到的通讯信号行走运动；
所述气体采集检测箱根据所述第二通讯电缆接口接收到的通信信号气体采集和检测，并通过第二通讯电缆接口向外界发出气体浓度检测数据。
2.根据权利要求1所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述行走机构还具有第一主控单元、驱动模块和行走模块；所述第一主控单元与所述第一通讯电缆接口通讯连接，所述第一主控单元与所述驱动模块电连接，所述驱动模块与所述行走模块传动连接。
3.根据权利要求2所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述行走机构还具有后视摄像头和第一通信模块，所述后视摄像头设置在所述行走机构的后端，所述第一主控单元与所述后视摄像头通讯连接，所述后视摄像头与所述第一通信模块通讯连接，所述第一通信模块与所述第一主控单元通讯连接，所述第一通信模块与所述第一通讯电缆接口通讯连接。
4.根据权利要求1所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述气体采集检测箱还具有第二主控单元、气体检测传感总成和第二通信模块；所述第二主控单元与所述第二通讯电缆接口通讯连接，所述第二主控单元与所述气体检测传感总成通讯连接，所述第二主控单元与所述第二通信模块通讯连接，所述通信模块与所述第二通讯电缆接口通讯连接。
5.根据权利要求4所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述气体采集检测箱的箱体开设有进气口和出气口，所述气体检测传感总成包括气体传感器、粉尘传感器和真空泵；
所述进气口连通至所述真空泵的气体输入端，所述真空泵的气体输出端连通至所述粉尘传感器的气体输入端，所述粉尘传感器的气体输出端连通至所述气体采集检测箱的内部，所述出气口连通至所述气体采集检测箱的内部，所述气体传感器用于检测所述气体采集检测箱的内部气体。
6.根据权利要求4所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述气体采集检测箱还具有云台摄像模组，所述云台摄像模组设置在气体采集检测箱主体的前端，所述云台摄像模组与所述第二主控单元通讯连接，所述云台摄像模组与所述第二通信模块通讯连接。
7.根据权利要求6所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述云台摄像模组具有照明模块，所述照明模块与所述第二主控单元通讯连接。
8.根据权利要求2所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述行走模块包括4个驱动轮，所述驱动模块用于驱动4个所述驱动轮转动。
9.根据权利要求2所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述行走模块包括履带，所述驱动模块用于驱动履带转动。
10.根据权利要求1所述的一种多场景应用的气体检测机器人，其特征在于：所述气体采集检测箱通过螺纹或卡扣与所述连接座进行可拆卸连接。
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