CN113967335A

CN113967335A - 一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人

Info

Publication number: CN113967335A
Application number: CN202111259896.1A
Authority: CN
Inventors: 陈尹明; 高翌乔; 汪然; 杨晋丰
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2021-10-28
Filing date: 2021-10-28
Publication date: 2022-01-25

Abstract

本发明公开了一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，包括包括火焰传感器、温度传感器、烟雾传感器、摄像头、信息处理单元、火灾显示系统、控制系统箱、凝胶泡沫风转混合模块、二级捕捉定位灭火装置、可控轮式移动平台，shangshu部件均通过导线连接。当传感器检测到相关火灾信息数据超过阈值后，控制系统箱控制二级捕捉定位灭火装置调整射口方向至火源处，同时凝胶泡沫风转混合模块启动制备高性能凝胶泡沫至灭火装置就绪，实施灭火功能。本发明具有智能监测火灾环境信息的功能，并能够实现自动捕捉火源及灭火功能，可用于扑灭涉毒气、电力、易爆危险场景火灾，同时凝胶泡沫的保水性、覆盖性能够减少水灭火对周围设施的损害，实用性强，集成度高。

Description

一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人

技术领域

本发明属于消防装备技术领域，具体是一种消防灭火机器人。

背景技术

火灾是威胁人类财产安全、人身安全和社会各类场所安全的重要灾害之一。其破坏力大、突发性强，给人类的生产和生活带来了不同程度的损害。更重要的是，火灾爆发的时间和地点比较随机，诱因多样，有自然引发和人为造成，一旦发生，难控制，还会造成二次伤害，这给消防人员带来了极大的挑战，为消防工作带来高温伤害、爆炸威胁、毒气危害等，给消防人员带来了生命威胁。为了应对复杂的火灾，火灾智能机器人的研制是减少火灾伤情的一个有效措施，甚至威胁到生命安全。但现有实际投入到火灾现场应用救火的机器人并不多。智能化程度低、携带装备众多、操作繁琐为许多机器人的落地应用竖起壁垒。

常用水灭火存在火灾中有限水资源的浪费且其四处流淌,本未着火区域器件受到严重影响；传统泡沫灭火存在泡沫易破碎、稳定性差，影响其灭火效率。凝胶泡沫兼具优良的扩散性与固水性，可很好的覆盖燃烧物隔绝氧气，但凝胶泡沫混合设备效率限制其在涉毒气、电力、易爆等危险场景的发展应用。因此研发出一种一体化凝胶泡沫灭火机器人在生成高性能、多用途的凝胶泡沫的同时实现自动捕捉灭火对辅助、替代消防员在涉毒气、电力、易爆等危险场景中进行火情探查、优效灭火、保护人员安全、减少财产损失具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，可以利用火源探测模块对火焰位置进行查找，由总控系统实现轮式移动平台的移动、自动定位灭火装置定位火源、凝胶泡沫的混合传输进而完成灭火功能，以解决上述背景中提出的现有技术中凝胶泡沫应用在多场景灭火机器人的缺陷，以及机器人智能化程度低、携带装备众多、操作繁琐的问题。

为了达到以上技术效果，本发明实现发明目的采用如下技术方案：

一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：包括火焰传感器、温度传感器、烟雾传感器、摄像头、信息处理单元、火灾显示系统、控制系统箱、凝胶泡沫风转混合模块、二级捕捉定位灭火装置、可控轮式移动平台。

所述控制系统箱安装在可控轮式移动平台上，包括电源控制单元、遥控移动单元、遥控寻火单元、控制系统、声光报警器；

所述凝胶泡沫风转混合模块包括混合传输管道、高压气储罐、高压水储罐、药剂储罐、电磁阀、自吸泵、风转混合转子、发泡网芯；

所述可控轮式移动平台包括红外测距传感器定位、移动控制模块、电源供给模块、轮式底座；

进一步的，所述火灾采集单元安装在控制系统箱上方，采集火灾信息包括火焰亮度、温度信息、烟雾信息通过导线传递数据信号至信息处理单元；

进一步的，所述信息处理单元对温度及火焰捕捉信息进行处理，使用特制的红外线接收管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，不符合产生火焰电平信号的区域设定为背景，继续寻找火源信号；所述火灾显示系统可在上位机或移动终端登录显示火灾采集单元传递的影像、火灾信息；

进一步的，所述信息处理单元在当火焰温度达到阈值时传递电信号通过控制系统启动温度警报；所述声光报警器安装在支架上，在环境烟雾浓度达到阈值时通过导线连接的控制系统控制发出声光警报；所述控制系统箱通过电源控制单元、遥控移动单元、遥控寻火单元实现远程人工操控机器人；

进一步的，所述药剂储罐内装有胶凝剂、交联剂；所述高压水储罐内装有水、发泡剂，三个储罐安装在可控轮式移动平台左方；所述混合传输管道前端与各个储罐混合阀相连，末端与二级捕捉定位灭火装置相连，混合传输管道内前端安装有风转混合转子，末端安装有发泡网芯；

进一步的，所述二级捕捉定位灭火装置安装在支架上，包括垂直转轴、水平转轴；

进一步的，所述二级捕捉定位灭火装置通过接收火焰电平信号控制垂直转轴水平转轴调整灭火装置方向进行火源定位搜寻；所述高压水储罐、药剂储罐均安装有电磁阀、自吸泵，当控制系统箱发出灭火信号时，电磁阀启动控制高压气罐输出高压气，自吸泵启动输出剂储罐、高压水储罐内胶凝剂、交联剂、水、发泡剂通过风转混合转子、发泡网芯实现凝胶泡沫混合传输灭火；

进一步的，所述可控轮式移动平台通过红外测距传感器定位实现自移动控制模块功能；所述电源供给模块、轮式底座由微型智能控制系统控制启闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，可通过温度传感器、烟雾传感器、摄像头、火焰传感器实时监测机器人所处环境情况，并可通过手机端或电脑端远程监测现场信息，自动化程度高，适用于涉毒气、电力、易爆等危险场景中辅助、替代消防员进行火情探查、优效灭火，保护消防员安全。

2.本发明提供的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，高压气罐输出高压风能够带动风转混合转子高速旋转，同时配合发泡网芯保证了进凝胶泡沫量，进发泡量。

3.本发明提供的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人配有轮式移动平台，实现电源供给、灭火剂储备、智能灭火一体化，集成度高，并可在上位机进行便捷遥控，实用性强，操作简单。

4.本发明除了配备有适用于扑灭A类、B类、C类火灾的水储罐，还配有适用于D类、E类火灾的药剂罐用于生成凝胶泡沫灭火剂。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1是本发明所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人结构示意图。

附图标记说明：

1、火焰传感器；2、温度传感器；3、烟雾传感器；4、信息处理单元；5、摄像头；6、电源控制单元；7、遥控移动单元；8、遥控寻火单元；9、控制系统；10、声光报警器；11、垂直转轴；12、水平转轴；13、混合传输管道；14、高压气储罐；15、高压水储罐；16、药剂储罐；17、自吸泵；18、电磁阀；19、二级捕捉定位灭火装置；20、自移动控制模块；21、电源供给模块；22、红外测距传感器；23、可控轮式移动平台；24、控制系统箱；25、支架；26、轮式底座；27、风转混合转子；28、发泡网芯。

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，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示：一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：包括火焰传感器1、温度传感器2、烟雾传感器3、摄像头5、信息处理单元4、火灾显示系统、控制系统箱24、凝胶泡沫风转混合模块、二级捕捉定位灭火装置19、可控轮式移动平台23，所述凝胶泡沫风转混合模块包括混合传输管道13、高压气储罐14、高压水储罐15、药剂储罐16、电磁阀18、自吸泵17、风转混合转子27、发泡网芯28，所述高压气储罐14、高压水储罐15、药剂储罐16均安装有电磁阀18，可由控制系统箱24控制启闭，所述高压水储罐15、药剂储罐16均安装有自吸泵17，可由控制系统箱24控制启闭，所述控制系统箱24与火焰传感器1、温度传感器2、烟雾传感器3、摄像头5、信息处理单元4、火灾显示系统、控制系统24、二级捕捉定位灭火装置19、可控轮式移动平台23通过导线连接。

具体的本发明的火焰传感器、温度传感器、烟雾传感器、摄像头、信息处理单元、火灾显示系统、控制系统箱时刻处于工作状态，监测机器人所处环境情况：传感器、摄像头将环境所测得的数据反馈至信息处理单元及控制系统。如果监测到火源信息，信息处理单元经过处理后将信号反馈至控制系统，控制系统系统分析信号通过红外测距传感器定位人工遥控可控轮式移动平台移动至火源附近，同时传输信号使凝胶泡沫风转混合模块开始运作合成凝胶泡沫，二级捕捉定位灭火装置调整灭火口至火源实施灭火过程，火源扑灭后，信息处理单元监测到火灾消灭后自动停止机器人运行凝胶泡沫风转混合模块、二级捕捉定位灭火装置，消防人员可以通过电脑或手机实时观察机器人附近火灾情况，并可进行远程遥控机器人。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：包括火焰传感器(1)、温度传感器(2)、烟雾传感器(3)、摄像头(5)、信息处理单元(4)、火灾显示系统、控制系统箱(24)、凝胶泡沫风转混合模块、二级捕捉定位灭火装置(19)、可控轮式移动平台(23)；

所述控制系统箱(24)安装在可控轮式移动平台(23)上，包括电源控制单元(6)、遥控移动单元(7)、遥控寻火单元(8)、控制系统(9)、声光报警器(10)。

所述凝胶泡沫风转混合模块包括混合传输管道(13)、高压气储罐(14)、高压水储罐(15)、药剂储罐(16)、电磁阀(18)、自吸泵(17)、风转混合转子(27)、发泡网芯(28)；

所述可控轮式移动平台(23)包括红外测距传感器定位(22)、移动控制模块(20)、电源供给模块(21)、轮式底座(26)。

2.根据权利要求1所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述火焰传感器(1)、温度传感器(2)、烟雾传感器(3)、摄像头(5)安装在控制系统箱(24)上方，采集火灾信息包括火焰亮度、温度信息、烟雾信息通过导线传递数据信号至信息处理单元(4)。

3.根据权利要求2所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述信息处理单元对温度及火焰捕捉信息进行处理，使用特制的红外线接收管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号，不符合产生火焰电平信号的区域设定为背景，继续寻找火源信号；所述火灾显示系统可在上位机或移动终端登录显示火灾采集单元传递的影像、火灾信息。

4.根据权利要求1所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述信息处理单元(4)在当火焰温度达到阈值时传递电信号通过控制系统(9)启动温度警报；所述声光报警器(10)安装在支架(25)上，在环境烟雾浓度达到阈值时通过导线连接的控制系统(9)控制发出声光警报；所述控制系统箱(24)通过电源控制单元(6)、遥控移动单元(7)、遥控寻火单元(8)实现远程人工操控机器人。

5.根据权利要求1所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述药剂储罐(16)内装有胶凝剂、交联剂；所述高压水储罐(15)内装有水、发泡剂，三个储罐安装在可控轮式移动平台(23)左方；所述混合传输管道(13) 前端与各个储罐混合阀(18)相连，末端与二级捕捉定位灭火装置(19)相连，混合传输管道(13)内前端安装有风转混合转子(27)，末端安装有发泡网芯(28)。

6.根据权利要求5所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述二级捕捉定位灭火装置(19)安装在支架(25)上，包括垂直转轴(11)、水平转轴(12)。

7.根据权利要求5所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述风转混合转子(27)在高压气储罐(14)内输出的高压气带动下可实现高速转动。

8.根据权利要求1所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述二级捕捉定位灭火装置(19)通过接收火焰电平信号控制垂直转轴(11)水平转轴(12)调整灭火装置方向进行火源定位搜寻；所述高压水储罐(15)、药剂储罐(16)均安装有电磁阀(18)、自吸泵(17)，当控制系统箱(24)发出灭火信号时，电磁阀(18)启动控制高压气罐(14)输出高压气，自吸泵启动输出剂储罐(14)、高压水储罐(15)内胶凝剂、交联剂、水、发泡剂通过风转混合转子(27)、发泡网芯(28)实现凝胶泡沫混合传输灭火。

9.根据权利要求1所述的一种一体化智能凝胶泡沫灭火机器人，其特征在于：所述可控轮式移动平台(23)通过红外测距传感器(22)定位实现自移动控制模块(20)功能；所述电源供给模块(21)、轮式底座(23)由控制系统(9)控制启闭。