CN114800560A - 一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人，属于智能机器人领域。该机器人包括灾情源位侦测机器人搭载在机器人移动载体上或独立停止在轨道的预定工作点位，到达火源附近处；交互式疏散引导机器人安装在机器人移动载体上或独立集成在移动导轨上完成受困人员的识别定位和交互式引导疏散；指向控火机器人搭载在机器人移动载体上，通过消防管道接口安装在消防管线上，识别火源目标，通过二维转台调节消防喷嘴指向性控灾；机器人移动载体作为各装置的承担载体，在隧道拱顶或侧面的移动导轨上高速移动，到达灾源点或人员密集点。本发明能够实现长大隧道的灾情源位快速精准侦测、灾情灵活快速控制、人车交互式主动引导疏散。

Description

一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人

技术领域

本发明属于智能机器人领域，涉及隧道应急消防处置领域，具体涉及一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人。

背景技术

传统的公路隧道灭火设施有消防栓、灭火器和固定式水成膜泡沫灭火装置，面对突发性事故，传统的灭火方式具有灭火设备不完善、发现火情不及时、灭火效率低、自动化程度低、无法针对火源有效灭火等缺点，而且隧道空间相对封闭、车流量与人流量较大，对人员的逃生和工作人员的救援造成了相当大的困难，一旦火灾不能及时得到控制和处理，必将造成人员与财产的双重损失，同时产生非常恶劣的社会影响。

目前，针对长大公路隧道灾中应急疏控存在的问题，国内外已经有多个国家展开了相关研究，国外瑞士ABB跨国公司提出了AC500 PLC隧道自动化解决方案，用于隧道通风排烟，保护人员和设备安全；意大利联合服务集团(GSA)、国际机械科学中心(CISM)和帕多瓦大学工程学院联合开发了智能消防机器人iTunnel，用于控制和扑灭火灾；意大利埃米控制公司研发了移动消防涡轮机器人，用于地面消防灭火；国内招商局重庆交通科研设计院研发了智能通风排烟系统及装备；西南交通大学研发长大隧道通风系统风量的分配控制装置，自动调节控制通风量；中国科学技术大学设计了一种隧道内移动式射流风机组合排烟装置，操作灵活，机动性强；中铁第一勘察设计院集团有限公司提出保证安全疏散的多种排烟方案；清华大学提出的基于颗粒汇效应的除尘除霾消烟消雾技术，可快速净化空气中有毒气体；同济大学提出了侧向排烟城市道路隧道的水幕阻烟隔热性能研究；山西省工业设备安装公司研发水成膜泡沫灭火系统，用于隧道灭火；北京新松融通机器人科技有限公司研发了智能消防机器人、巡检机器人，用于火源探测与识别、投掷灭火弹等；招商局重庆交通科研设计院有限公司、南京迈世、中科信同等多家单位研制了各自的隧道巡检机器人。综合国内外研究现状，现有的研究大多集中在隧道通风排烟系统的智能控制、消防灭火系统的改进和增添移动式机器人进行巡检灭火，多针对单一系统，整体应急疏控效率不佳，对隧道突发事故灾中应急疏控智能综合解决方案的研究较少。

因此，针对长大公路隧道空间狭长、烟气蔓延阻碍人员疏导等问题，设计出一种针对长大公路隧道灾中应急疏控的智能化机器人系统对公路隧道建设的发展、进步具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人，针对长大公路隧道灾中现场难以到达、人员疏散目标性差等问题，基于模块化理论与互换性设计方法，设计一种面向“测-寻-疏-控”多任务的异构模块化机器人，实现长大公路隧道的灾情源位快速精准侦测、灾情灵活快速控制、人车交互式主动引导疏散。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人，包括灾情源位侦测机器人1、交互式疏散引导机器人2、指向控火机器人3、机器人移动载体4和移动导轨；

所述灾情源位侦测机器人1搭载在机器人移动载体4上或独立停在轨道的预定工作点位，到达火源附近处，实现灾情源位快速精准侦测；

所述交互式疏散引导机器人2安装在机器人移动载体4上或独立集成在移动导轨上完成受困人员的识别定位和交互式引导疏散；

所述指向控火机器人3搭载在机器人移动载体4上，通过消防管道接口307安装在消防管线上，识别火源目标，调节消防工具指向性控灾；

所述机器人移动载体4作为各装置的承担载体，在隧道拱顶或侧面的移动导轨上高速移动，到达灾源点或人员密集点等位置。

进一步，所述灾情源位侦测机器人1包括灾源主动感知控制系统，以及分别与灾源主动感知控制系统连接的伺服控制器Ⅰ、红外传感器Ⅰ、图像传感器Ⅰ104、温湿度传感器105、多点位气体传感器108、位置传感器Ⅰ和通信模块Ⅰ；

所述灾源主动感知控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅰ；

所述伺服控制器Ⅰ与驱动电机Ⅰ102和驱动轮Ⅰ依次连接，根据灾源主动感知控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅰ运动；

所述红外传感器Ⅰ、图像传感器Ⅰ104、温湿度传感器105和多点位气体传感器108分别用于采集火源附近的图像信息、现场空气的温湿度以及有害气体组成成分；所述位置传感器Ⅰ用于定位灾情源位侦测机器人1所在位置，并由此位置定位灾情源位侦测机器人所有检测信息的所属位置；所述通信模块Ⅰ用于将灾情源位侦测机器人1中各传感器采集的信息传输给指向控火机器人3和协同联动控制平台。

进一步，所述交互式疏散引导机器人2包括疏散引导控制系统，以及分别与疏散引导控制系统连接的伺服控制器Ⅱ、生命探测仪、红外传感器Ⅱ、图像传感器Ⅱ203、位置传感器Ⅱ、声音引导装置202、灯光引导装置204和通信模块Ⅱ；

所述疏散引导控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅱ、声音引导装置202和灯光引导装置204；所述伺服控制器Ⅱ依次与驱动电机Ⅱ和驱动轮Ⅱ依次连接，根据疏散引导控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅱ运动；

所述生命探测仪、红外传感器Ⅱ和图像传感器Ⅱ203分别用于探测隧道内火灾附近的生命体信息和图像信息；所述位置传感器Ⅱ用于定位定位交互式疏散引导机器人2所在位置，并由此位置定位交互式疏散引导机器人所有检测信息的所属位置；

所述声音引导装置202和灯光引导装置204根据疏散引导控制系统给出的指令发出相应的声音引导和灯光引导，给受困人员提供逃生通道指引信息；

所述通信模块Ⅱ用于将交互式疏散引导机器人2中各传感器采集的信息传输给协同联动控制平台。

进一步，所述交互式疏散引导机器人2还包括固定接口207，用于将交互式疏散引导机器人2固定在机器人移动载体4上。

进一步，所述指向控火机器人3包括指向控火控制系统，以及分别与指向控火控制系统连接的伺服控制器Ⅲ、图像传感器Ⅲ306、温度传感器、位置传感器Ⅲ、通信模块Ⅲ、驱动器、二维转台304、消防喷嘴305和消防管道接口307；

所述指向控火控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅲ和驱动器；

所述伺服控制器Ⅲ依次与驱动电机Ⅲ和驱动轮Ⅲ连接，根据指向控火控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅲ运动；

所述图像传感器Ⅲ306、温度传感器分别与指向控火控制系统连接，用于获取隧道内火源附近的图像和温度；所述位置传感器Ⅲ用于定位指向控火机器人3所在位置，并由此位置定位灾情源位侦测机器人所有检测信息的所属位置；

所述消防喷嘴305通过二维转台304与指向控火机器人3的电气箱体连接；

所述驱动器根据位置传感器Ⅲ获取的火源位置来控制二维转台304转动，使得消防喷嘴305对准火源位置喷水灭火；

所述通信模块Ⅲ用于将指向控火机器人3中各传感器采集的信息传输给协同联动控制平台。

进一步，所述指向控火机器人3还包括电气箱体Ⅲ301、消防管道接口307、升降电缸303和升降控制系统；

所述指向控火控制系统、伺服控制器Ⅲ、驱动电机Ⅲ、升降控制系统安装在电气箱体内；所述二维转台304安装在电气箱体Ⅲ301侧面；所述视觉传感器Ⅲ306安装在电气箱体Ⅲ301顶部边缘处；所述消防管道接口307设置在电气箱体Ⅲ301顶部中间位置，用于与消防管道上水阀附近的预留接口对接；所述升降电缸303设置在电气箱体Ⅲ301底部，给指向控火机器人3提供对接消防管道的高度。

进一步，所述机器人移动载体4包括移动载体控制系统、伺服控制器Ⅳ、驱动电机Ⅳ、驱动轮Ⅳ车体和一体化主动接口；

所述移动载体控制系统通过一体化主动接口分别与灾情源位侦测机器人和指向控火机器人动态对接；

所述伺服控制器Ⅳ依次与驱动电机Ⅳ、驱动轮Ⅳ连接，根据移动载体控制系统的指令来控制驱动轮Ⅳ运动。

进一步，所述移动导轨包括单轨、双轨或三轨结构。

进一步，本发明机器人各异构模块的协同控制方法为：

1)灾情源位侦测机器人1通过固定式侦测设备获取着火点粗略位置范围信息；

2)灾情源位侦测机器人1进入着火点范围后，减速缓行，通过图像传感器Ⅰ104不断检测着火点的具体位置信息，直到检测到着火点准确位置；

3)通过控制系统计算获取着火点附近消防管道5水阀准确位置，此时，机器人移动载体4放下灾情源位侦测机器人1，机器人移动载体4行驶到目标位置，安装指向控火机器人3；

4)指向控火机器人3通过图像传感器Ⅲ306获取目标火源位置后，调整二维云台姿态，进行指向性灭火；

5)此时，交互式疏散引导机器人2进入工作状态，搜寻受困人员；

6)结合受困人员位置信息，着火点位置信息，通过声光电信号正确引导受困人员脱离危险。

本发明的有益效果在于：

1、本发明相较于传统的长大公路隧道应急方式，针对隧道灾中现场难以到达的问题，通过专门的机器人移动导轨，使异构模块化机器人能够高效快速的抵达事故现场，实现灾情源位快速精准侦测、灾情灵活快速控制。

2、本发明针对长大公路隧道应急灾害的突发性和危害性，通过一体化标准接口的设计，完成各个作业单元的多点位同时作业，实现隧道灾情的综合控制。

3、本发明针对长大公路隧道应急灾害的多变性和不可控性，通过异构模块化的设计，可以根据隧道灾情现场的实际情况对相关作业单元进行合理化配置，达到最佳的灾情控制效果。

4、本发明针对长大公路隧道灾中现场烟气蔓延、人员恐慌、阻碍人员疏导的问题，采用多种传感器融合的方式，实现人车交互式主动引导疏散。

5、本发明采用多传感器融合方法自动识别火源目标，通过二维转台304调节消防工具实现指向性控灾。

6、本发明面向长大公路隧道应急灾害具有的突发性及极大的危害性，为应急事故开展救援行动提供保障，为我国交通基础设施的正常运营提供有力的技术保障，大大减小因隧道突发事故隐患带来的经济、社会、人身损失，具有较高的经济与社会效益。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明异构模块化机器人(三轨)总体结构示意图；

图2为本发明异构模块化机器人(双轨)部分结构示意图；

图3为本发明异构模块化机器人(单轨)部分结构示意图；

图4为灾情源位侦测机器人结构示意图，其中图4(a)为正视图，图4(b)为后视图，图4(c)为图4(a)中多点位气体传感器展开状态图；

图5为交互式疏散引导机器人结构示意图；

图6为指向控火机器人结构示意图；

图7为本发明异构模块化机器人系统连接示意图；

图8为本发明异构模块化机器人工作原理图；

附图标记：1-灾情源位侦测机器人，2-交互式疏散引导机器人，3-指向控火机器人，4-机器人移动载体，5-消防管道，6-三轨导轨，7-双轨导轨，8-升降杆，101-驱动轮Ⅰ，102-驱动电机Ⅰ，103-电气箱体Ⅰ，104-图像传感器Ⅰ，105-温湿度传感器，106-数传天线Ⅰ，107-单轨导轨，108-多点位气体传感器，109-图传天线，201-电气箱体Ⅱ，202-声音引导装置，203-图像传感器Ⅱ，204-灯光引导装置，205-数传天线Ⅱ，206-旋转关节，207-固定接口，301-电气箱体Ⅲ，302-指向控火机器人固定接口，303-升降电缸，304-二维转台，305-消防喷嘴，306-图像传感器Ⅲ，307-消防管道接口。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1～图8，为一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人，包括灾情源位侦测机器人1、交互式疏散引导机器人2、指向控火机器人3、机器人移动载体4和移动导轨(包括单轨、双轨或三轨结构)。

灾情源位侦测机器人1搭载在机器人移动载体4上或独立停在轨道的预定工作点位，到达火源附近处，实现灾情源位快速精准侦测。灾情源位侦测机器人1包括包括灾源主动感知控制系统，以及分别与灾源主动感知控制系统连接的伺服控制器Ⅰ、红外传感器Ⅰ、图像传感器Ⅰ104、温湿度传感器105、多点位气体传感器108、位置传感器Ⅰ和通信模块Ⅰ(图传天线109和数传天线Ⅰ106)等。其中，所述灾源主动感知控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅰ。伺服控制器Ⅰ与驱动电机Ⅰ102和驱动轮Ⅰ依次连接，根据灾源主动感知控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅰ运动。红外传感器Ⅰ、图像传感器Ⅰ104、温湿度传感器105和多点位气体传感器108分别用于采集火源附近的图像信息、现场空气的温湿度以及有害气体组成成分。位置传感器Ⅰ用于定位灾情源位侦测机器人1所在位置，并由此位置定位灾情源位侦测机器人所有检测信息的所属位置。通信模块Ⅰ用于将灾情源位侦测机器人1中各传感器采集的信息传输给指向控火机器人3和协同联动控制平台。

交互式疏散引导机器人2安装在机器人移动载体4上或独立集成在移动导轨上完成受困人员的识别定位和交互式引导疏散。指向控火机器人3搭载在机器人移动载体4上，通过消防管道接口307安装在消防管线上，识别火源目标，通过二维转台304调节消防工具(消防喷嘴305)指向性控灾。

交互式疏散引导机器人2疏散引导控制系统，以及分别与疏散引导控制系统连接的伺服控制器Ⅱ、生命探测仪、红外传感器Ⅱ、图像传感器Ⅱ203、位置传感器Ⅱ、声音引导装置202、灯光引导装置204、通信模块Ⅱ、固定接口207等。其中，疏散引导控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅱ、声音引导装置202和灯光引导装置204。伺服控制器Ⅱ依次与驱动电机Ⅱ和驱动轮Ⅱ依次连接，根据疏散引导控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅱ运动。生命探测仪、红外传感器Ⅱ和图像传感器Ⅱ203分别用于探测隧道内火灾附近的生命体信息和图像信息；所述位置传感器Ⅱ用于定位交互式疏散引导机器人2所在位置，并由此位置定位交互式疏散引导机器人所有检测信息的所属位置。声音引导装置202和灯光引导装置204根据疏散引导控制系统给出的指令发出相应的声音引导和灯光引导，给受困人员提供逃生通道指引信息。通信模块Ⅱ用于将交互式疏散引导机器人2中各传感器采集的信息传输给协同联动控制平台。固定接口207用于将交互式疏散引导机器人2固定在机器人移动载体4上。

指向控火机器人3搭载在机器人移动载体4上，通过消防管道接口307安装在消防管线上，识别火源目标，通过二维转台304调节消防喷嘴305指向性控灾。指向控火机器人3包括指向控火控制系统，以及分别与指向控火控制系统连接的伺服控制器Ⅲ、图像传感器Ⅲ306、温度传感器、位置传感器Ⅲ、通信模块Ⅲ、驱动器、二维转台304、消防喷嘴305和消防管道接口307、电气箱体Ⅲ301、升降电缸303和升降控制系统、不锈钢水阀、电磁阀、密封件等。其中，指向控火控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅲ和驱动器。伺服控制器Ⅲ依次与驱动电机Ⅲ和驱动轮Ⅲ连接，根据指向控火控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅲ运动。图像传感器Ⅲ306、温度传感器分别与指向控火控制系统连接，用于获取隧道内火源附近的图像和温度。位置传感器Ⅲ用于定位指向控火机器人3所在位置，并由此位置定位灾情源位侦测机器人所有检测信息的所属位置。消防喷嘴305通过二维转台304与指向控火机器人3的电气箱体连接。驱动器根据位置传感器Ⅲ获取的火源位置来控制二维转台304转动，使得消防喷嘴305对准火源位置喷水灭火。通信模块Ⅲ用于将指向控火机器人3中各传感器采集的信息传输给协同联动控制平台。

指向控火控制系统、伺服控制器Ⅲ、驱动电机Ⅲ、升降控制系统安装在电气箱体内；二维转台304安装在电气箱体Ⅲ301侧面；所述视觉传感器Ⅲ306安装在电气箱体Ⅲ301顶部边缘处；消防管道接口307设置在电气箱体Ⅲ301顶部中间位置，用于与消防管道上水阀附近的预留接口对接(消防管道上每隔固定距离(如50m)设置有对应的消防管道接口)；升降电缸303设置在电气箱体Ⅲ301底部，给指向控火机器人3提供对接消防管道的高度。

机器人移动载体4作为各装置的承担载体，在隧道拱顶或侧面的移动导轨上高速移动，到达灾源点或人员密集点等位置。机器人移动载体4包括移动载体控制系统、伺服控制器Ⅳ、驱动电机Ⅳ、驱动轮Ⅳ车体和一体化主动接口等。其中，移动载体控制系统通过一体化主动接口分别与灾情源位侦测机器人和指向控火机器人动态对接。伺服控制器Ⅳ依次与驱动电机Ⅳ、驱动轮Ⅳ连接，根据移动载体控制系统的指令来控制驱动轮Ⅳ运动。

如图7所示，机器人各异构模块的协同控制方法为：

1)灾情源位侦测机器人1通过固定式侦测设备(即各种传感器)获取着火点粗略位置范围信息；

2)灾情源位侦测机器人1进入着火点范围后，减速缓行，通过视觉传感器(可见光相机)不断检测着火点的具体位置信息，直到检测到着火点准确位置；

3)通过控制系统计算获取着火点附近消防管道水阀准确位置，此时，机器人移动载体4放下灾情源位侦测机器人1，机器人移动载体4行驶到目标位置，安装指向控火机器人3；

4)指向控火机器人3通过视觉传感器获取目标火源位置后，调整二维云台姿态，进行指向性灭火；

5)此时，交互式疏散引导机器人2进入工作状态，搜寻受困人员；

6)结合受困人员位置信息，着火点位置信息，通过声光电信号正确引导受困人员脱离危险。

异构模块化机器人的具体实施方式如下：

本发明提供的一种长大隧道火灾中应急疏控异构模块化机器人，通过一体化标准接口实现灾情源位侦测机器人、交互式疏散引导机器人和指向控火机器人在机器人移动载体上的高度集成。针对长大公路隧道应急灾害的突发性和危害性，机器人移动载体可以快速到达灾源点，利用一体化标准接口将异构模块化机器人的各个装置安装在相应的轨道位置上，其中，灾情源位侦测机器人完成灾情源位快速精准侦测，指向控火机器人完成指向性灵活快速控灾，交互式疏散引导机器人完成受困人员的识别定位和交互式引导疏散，通过各个装置的多点位同步作业，实现对长大公路隧道灾情的综合侦测、控制和人员疏散。同时，由于模块化设计，可以根据隧道灾情现场的实际情况对相关作业单元进行合理化配置，当火灾火势严重时，可以采用两个高精度指向控火作业单元同时作业，以达到最佳的灾情控制效果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于长大隧道火灾应急疏控的异构模块化机器人，其特征在于，该机器人包括灾情源位侦测机器人(1)、交互式疏散引导机器人(2)、指向控火机器人(3)、机器人移动载体(4)和移动导轨；

所述灾情源位侦测机器人(1)搭载在机器人移动载体(4)上或独立停在轨道的预定工作点位，到达火源附近处，实现灾情源位快速精准侦测；

所述交互式疏散引导机器人(2)安装在机器人移动载体(4)上或独立集成在移动导轨上完成受困人员的识别定位和交互式引导疏散；

所述指向控火机器人(3)搭载在机器人移动载体(4)上，通过消防管道接口(307)安装在消防管线上，识别火源目标，调节消防工具指向性控灾；

所述机器人移动载体(4)作为各装置的承担载体，在隧道拱顶或侧面的移动导轨上高速移动，到达灾源点或人员密集点。

2.根据权利要求1所述的异构模块化机器人，其特征在于，所述灾情源位侦测机器人(1)包括灾源主动感知控制系统，以及分别与灾源主动感知控制系统连接的伺服控制器Ⅰ、红外传感器Ⅰ、图像传感器Ⅰ(104)、温湿度传感器(105)、多点位气体传感器(108)、位置传感器Ⅰ和通信模块Ⅰ；

所述灾源主动感知控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅰ；

所述伺服控制器Ⅰ与驱动电机Ⅰ(102)和驱动轮Ⅰ依次连接，根据灾源主动感知控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅰ运动；

所述红外传感器Ⅰ、图像传感器Ⅰ(104)、温湿度传感器(105)和多点位气体传感器(108)分别用于采集火源附近的图像信息、现场空气的温湿度以及有害气体组成成分；所述位置传感器Ⅰ用于定位灾情源位侦测机器人(1)所在位置，并由此位置定位灾情源位侦测机器人所有检测信息的所属位置；所述通信模块Ⅰ用于将灾情源位侦测机器人(1)中各传感器采集的信息传输给指向控火机器人(3)和协同联动控制平台。

3.根据权利要求1所述的异构模块化机器人，其特征在于，所述交互式疏散引导机器人(2)包括疏散引导控制系统，以及分别与疏散引导控制系统连接的伺服控制器Ⅱ、生命探测仪、红外传感器Ⅱ、图像传感器Ⅱ(203)、位置传感器Ⅱ、声音引导装置(202)、灯光引导装置(204)和通信模块Ⅱ；

所述疏散引导控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅱ、声音引导装置(202)和灯光引导装置(204)；所述伺服控制器Ⅱ依次与驱动电机Ⅱ和驱动轮Ⅱ依次连接，根据疏散引导控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅱ运动；

所述生命探测仪、红外传感器Ⅱ和图像传感器Ⅱ(203)分别用于探测隧道内火灾附近的生命体信息和图像信息；所述位置传感器Ⅱ用于定位交互式疏散引导机器人(2)所在位置，并由此位置定位交互式疏散引导机器人所有检测信息的所属位置；

所述声音引导装置(202)和灯光引导装置(204)根据疏散引导控制系统给出的指令发出相应的声音引导和灯光引导，给受困人员提供逃生通道指引信息；

所述通信模块Ⅱ用于将交互式疏散引导机器人(2)中各传感器采集的信息传输给协同联动控制平台。

4.根据权利要求3所述的异构模块化机器人，其特征在于，所述交互式疏散引导机器人(2)还包括固定接口(207)，用于将交互式疏散引导机器人(2)固定在机器人移动载体(4)上。

5.根据权利要求1所述的异构模块化机器人，其特征在于，所述指向控火机器人(3)包括指向控火控制系统，以及分别与指向控火控制系统连接的伺服控制器Ⅲ、图像传感器Ⅲ(306)、温度传感器、位置传感器Ⅲ、通信模块Ⅲ、驱动器、二维转台(304)、消防喷嘴(305)和消防管道接口(307)；

所述指向控火控制系统根据各传感器采集的信息来控制伺服控制器Ⅲ和驱动器；

所述伺服控制器Ⅲ依次与驱动电机Ⅲ和驱动轮Ⅲ连接，根据指向控火控制系统给出的指令控制驱动轮Ⅲ运动；

所述图像传感器Ⅲ(306)、温度传感器分别与指向控火控制系统连接，用于获取隧道内火源附近的图像和温度；所述位置传感器Ⅲ用于定位指向控火机器人(3)所在位置，并由此位置定位灾情源位侦测机器人所有检测信息的所属位置；

所述消防喷嘴(305)通过二维转台(304)与指向控火机器人(3)的电气箱体连接；

所述驱动器根据位置传感器Ⅲ获取的火源位置来控制二维转台(304)转动，使得消防喷嘴(305)对准火源位置喷水灭火；

所述通信模块Ⅲ用于将指向控火机器人(3)中各传感器采集的信息传输给协同联动控制平台。

6.根据权利要求5所述的异构模块化机器人，其特征在于，所述指向控火机器人(3)还包括电气箱体Ⅲ(301)、消防管道接口(307)、升降电缸(303)和升降控制系统；

所述指向控火控制系统、伺服控制器Ⅲ、驱动电机Ⅲ、升降控制系统安装在电气箱体内；所述二维转台(304)安装在电气箱体Ⅲ(301)侧面；所述视觉传感器Ⅲ(306)安装在电气箱体Ⅲ(301)顶部边缘处；所述消防管道接口(307)设置在电气箱体Ⅲ(301)顶部中间位置，用于与消防管道上水阀附近的预留接口对接；所述升降电缸(303)设置在电气箱体Ⅲ(301)底部，给指向控火机器人(3)提供对接消防管道的高度。

7.根据权利要求1所述的异构模块化机器人，其特征在于，所述机器人移动载体(4)包括移动载体控制系统、伺服控制器Ⅳ、驱动电机Ⅳ、驱动轮Ⅳ车体和一体化主动接口；

所述移动载体控制系统通过一体化主动接口分别与灾情源位侦测机器人和指向控火机器人动态对接；

所述伺服控制器Ⅳ依次与驱动电机Ⅳ、驱动轮Ⅳ连接，根据移动载体控制系统的指令来控制驱动轮Ⅳ运动。

8.根据权利要求1所述的异构模块化机器人，其特征在于，所述移动导轨包括单轨、双轨或三轨结构。

9.根据权利要求1所述的异构模块化机器人，其特征在于，该机器人各异构模块的协同控制方法为：

1)灾情源位侦测机器人(1)通过固定式侦测设备获取着火点粗略位置范围信息；

2)灾情源位侦测机器人(1)进入着火点范围后，减速缓行，通过图像传感器Ⅰ(104)不断检测着火点的具体位置信息，直到检测到着火点准确位置；

3)通过控制系统计算获取着火点附近消防管道(5)水阀准确位置，此时，机器人移动载体(4)放下灾情源位侦测机器人(1)，机器人移动载体(4)行驶到目标位置，安装指向控火机器人(3)；

4)指向控火机器人(3)通过图像传感器Ⅲ(306)获取目标火源位置后，调整二维云台姿态，进行指向性灭火；

5)此时，交互式疏散引导机器人(2)进入工作状态，搜寻受困人员；

6)结合受困人员位置信息，着火点位置信息，通过声光电信号正确引导受困人员脱离危险。

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