CN114949688A - 一种空地协同智能巡检救灾机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及机器技术领域,具体涉及一种空地协同智能巡检救灾机器人,包括车体,电池安装在车体内部底端;一号板位于电池上方且安装在车体内部;空巡组件位于一号板上方;二号板位于空巡组件上方,且安装在车体内部;灭火组件位于二号板上方;通过空巡组件和灭火组件之间的配合,当发生火灾时,空巡组件会通过数传模块直接给车体搭载的中控系统发送位置和视频信号,中控系统将会根据传回的信号智能识别分析火情,并控制车体第一时间赶往火灾地点,当抵达火灾地点后,车体上的中控系统会控制灭火组件直接对火源根部进行快速灭火即减少了准备时间,也减少了反应时间,从而提高了本发明的救灾效率。
Description
技术领域
本发明涉及机器技术领域,具体涉及一种空地协同智能巡检救灾机器人。
背景技术
随着经济的发展人工智能逐渐出现在人们的视线,智慧化园区、智能化社区的建设为人们带了一系列的便利,人工智能将成为其新的竞争热点,巡检机器人更是其中的重中之重,传统巡检安防工作走向以人工智能技术为依托的“智能巡检”及“立体巡检”,用巡检机器人来代替其安保人员工作的新方向。
为了使巡检过程更加及时、准确、高效,现出现一种空地协同巡检的方式来预防和应对即发或已发的灾难,即通过空中巡查无人机和地面巡查机器人的配合来实现巡检救灾任务,无人机飞得高看得远,能够提供详细的地面和灾区信息,而地面巡查机器人装载救灾物资或救灾设备,在无人机的指引下,赶赴特定区域完成救灾任务。
现有的空地协同巡检方式是将无人机和地面巡检机器人分开运输、控制的,两者在时间和空间上会因为地形、人力、天气、能源、行进方式等因素,存在较大的不同步性,且现有的民用巡查无人机无法长时间飞行,一段时间后需要返回基地补充能源,而地面巡检机器人视野有限,无法在山区中避开草木的遮挡,及时发现火灾隐患,上述弊端使山地火灾,预防救灾巡检难以实现常态巡检、及时反应、快速处置的基本要求。
鉴于此,为改善上述技术问题,本发明提供了一种空地协同智能巡检救灾机器人,改善了上述技术问题。
发明内容
本发明所要改善的技术问题:现有的空地协同巡检方式是将无人机和地面巡检机器人分开运输、控制的,两者在时间和空间上会因为地形、人力、天气、能源、行进方式等因素,存在较大的不同步性,且现有的民用巡查无人机无法长时间飞行,一段时间后需要返回基地补充能源,而地面巡检机器人视野有限,无法在山区中避开草木的遮挡,及时发现火灾隐患,上述弊端使山地火灾,预防救灾巡检难以实现常态巡检、及时反应、快速处置的基本要求。
本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,包括车体和安装在车体内部底端的电池,还包括:
一号板,所述一号板位于车体内部且安装在电池上方;
空巡组件,所述空巡组件位于一号板上方,用于释放飞行器空中抵近探查火情;
二号板,所述二号板位于车体内部且安装在空巡组件上方;
灭火组件,所述灭火组件位于二号板上方,用于扑灭地面火源。
优选的,所述一号板与车体底端之间形成一号腔室,所述一号腔室一侧开设有一号口;所述一号板与二号板之间形成二号腔室;所述二号腔室一侧开设有二号口。
优选的,所述空巡组件包括:
电动伸缩杆;所述电动伸缩杆位于一号腔室内部且一侧安装在一号腔室内壁上;
三号板,所述三号板位于一号口和二号口内部且底端与电动伸缩杆的输出端连接,所述三号板与一号口和二号口内部滑动连接;
一号电机,所述一号电机安装在一号板上方,所述一号电机输出端安装有齿轮;
传动板,所述传动板位于一号电机上方且下表面安装有与齿轮相啮合的齿条,所述传动板上表面两侧均安装有支撑架,所述支撑架与二号板下表面滑动连接;
无人机,所述无人机停放在传动板上表面。
优选的,所述无人机与传动板之间设有无线充电系统,所述无人机内部电连接有用于传输信号的数传模块,所述车体内部电连接有根据数传模块反馈的数据控制车体产生相应动作的中控系统。
优选的,所述无线充电系统采用谐振式,所述传动板为充电器且与电池电连接,所述无人机内部固定安装有充电线圈。
优选的,所述二号板与车体内部顶端之间形成三号腔室。
优选的,所述三号腔室内部填充有干粉。
优选的,所述灭火组件包括:
多轴机械手臂,所述多轴机械手臂安装在车体外部顶端;
喷头,所述喷头安装在多轴机械手臂的自由端;
气泵,所述气泵安装在三号腔室内部;
软管,所述软管位于多轴机械手臂内部且两端分别与喷头和气泵连通;
多个火灾探测器,多个所述火灾探测器均安装在多轴机械手臂和车体上;
多个红外线感应器,多个所述红外线感应器均安装在多轴机械手臂和车体上。
优选的,所述一号腔室远离一号口的一侧开设有三号口,所述三号口内部滑动连接有四号板。
优选的,所述四号板与电池之间形成四号腔室,所述四号腔室内部放置有防灾应急物品。
本发明的有益效果如下:
1、本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,通过空巡组件和灭火组件之间的配合,当发生火灾时,空巡组件可以直接给车体发送信号,使得车体第一时间直接赶往火灾地点,并通过灭火组件直接对火源根部进行快速灭火,即减少了准备时间,也减少了反应时间,从而提高了本发明的发现和扑灭火源的效率。
2、本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,通过本发明从巡检到救灾整个过程都是自动巡检和自动救火,无需人员进行操作,减少人员劳动力。
3、本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,空巡组件可以自动回到车体内部进行充电和自动离开车体回到空中进行巡检,从而空巡组件就可以在单位时间内进行多次空中巡检,提高了本发明的巡检效率,避免火灾不能及时巡检的现象发生。
4、本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,巡检的方式既可以是通过空巡组件进行空中巡检,也可以是通过灭火组件进行地面巡检,两种巡检方式可以同时进行工作,也可以错开进行工作,既可以扩大了本发明的巡视范围,也可以对疑似火情(如:烟头)进行抵近观察和灭火。
5、本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,通过车体的轮胎为履带式轮胎,可以使得车体在路面不平、泥泞、坑洼等地段行驶,避免因为道路行驶原因而导致救火不及时的现象出现。
6、本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,当发生较大火灾,人员被困在火圈内时,被困人员可以直接滑动四号板,使得三号口相对于四号腔室处于打开状态,然后直接将四号腔室内部放置的防灾应急物品取出进行应急防护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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为本发明的立体图;
图2为本发明的后视图;
图3为本发明的纵向剖视图;
图4为本发明的横向剖视图;
图5为本发明A处剖视图;
图6为本发明B处剖视图;
图7为本发明C处剖视图;
图8为本发明D处剖视图;
图中:车体1、电池21、一号板22、二号板23、一号腔室24、一号口241、二号腔室25、二号口251、电动伸缩杆31、三号板32、一号电机33、齿轮331、传动板34、齿条341、支撑架342、无人机35、三号腔室4、多轴机械手臂51、喷头52、气泵53、软管54、火灾探测器55、红外线感应器56、三号口6、四号板61、四号腔室62。
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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“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,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明;
本发明提供一种空地协同智能巡检救灾机器人,包括车体1和固定安装在车体1内部底端的电池21,还包括:
一号板22,所述一号板22位于车体1内部且固定安装在电池21上方;
空巡组件,所述空巡组件位于一号板22上方,用于释放飞行器空中抵近探查火情;
二号板23,所述二号板23位于车体1内部且固定安装在空巡组件上方;
灭火组件,所述灭火组件位于二号板23上方,用于扑灭地面火源;
将车体1放置在园林或公园的路面上,电池21给车体1供电使得车体1在路面上行驶,在车体1行驶的过程中,空巡组件将会工作,在空中进行巡检,当巡检到园林或公园某一区域发生火灾时,空巡组件将会直接发出信号给车体1,车体1会接收到信号时,车体1会直接赶往火灾地点;
当车体1达到火灾地点后,灭火组件开始工作,对火源的根部进行快速灭火;
当空巡组件在空中未巡检到火灾时,空巡组件将会从空中回到车体1内部进行充电,当充完电后空巡组件将会再次工作,在空中再次进行巡检;
当路面有未熄灭的烟头时,为了防止空巡组件在空中无法及时巡检到烟头,这时就可以直接通过灭火组件来及时巡检到烟头并对烟头直接进行熄灭;
此外,通过将车体1的轮胎设置为履带式轮胎,使得车体1可以在路面不平等的地段正常行驶;
相较于现有的巡检救灾机器人:
其一,本发明通过空巡组件和灭火组件之间的配合,当发生火灾时,巡检之间可以直接给车体1发送信号,使得车体1第一时间直接赶往火灾地点,并通过灭火组件直接对火源根部进行快速灭火,即减少了准备时间,也减少了反应时间,从而提高了本发明的救灾效率;
其二,本发明从巡检到救灾整个过程都是自动巡检和自动救火,无需人员进行操作,减少人员劳动力;
其三,本发明巡检的方式既可以是通过空巡组件进行空中巡检,也可以是通过灭火组件进行地面巡检,两种巡检方式可以同时进行工作,也可以错开进行工作,既可以扩大了本发明的巡视范围,也可以对疑似火情,如:烟头进行抵近观察和灭火;
其四,本发明空巡组件可以自动回到车体1内部进行充电,和自动离开车体1回到空中进行巡检,从而空巡组件就可以在单位时间内进行多次空中巡检,提高了本发明的巡检效率,避免火灾不能及时巡检的现象发生;
其五,本发明通过车体1的轮胎为履带式轮胎,可以使得车体1在路面不平、泥泞、坑洼等地段行驶,避免因为行驶原因而导致救火不及时的现象出现。
作为本发明的一种实施方式,作为本发明的一种实施方式,所述空巡组件包括:所述电动伸缩杆31位于一号腔室24内部且一侧固定安装在一号腔室24内壁上;所述三号板32位于一号口241和二号口251内部且底端与电动伸缩杆31的输出端固定连接,所述三号板32与一号口241和二号口251内部滑动连接;所述一号电机33固定安装在一号板22上方,所述一号电机33输出端固定安装有齿轮331;所述传动板34位于一号电机33上方且下表面固定安装有与齿轮331相啮合的齿条341,所述传动板34上表面两侧均固定安装有支撑架342,所述支撑架342与二号板23下表面滑动连接;所述无人机35停放在传动板34上表面;
作为本发明的一种实施方式,所述无人机35与传动板34之间设有无线充电系统,所述无人机35内部电连接有用于传输信号的数传模块,所述车体1内部电连接有根据数传模块反馈的数据控制车体1产生相应动作的中控系统;
作为本发明的一种实施方式,所述无线充电系统采用谐振式,所述传动板34为充电器且与电池21电连接,所述无人机35内部固定安装有充电线圈,所述传动板34将能量传送给充电线圈给无人机35进行充电,由于充电器与充电线圈之间以磁场传送能量,两者之间不用电线连接,因此充电器及充电线圈可以做到无导电接点外露,进而可以使得无人机35可以停置传动板34上表面进行充电;
当空巡组件需要进行工作时,电动伸缩杆31的输出端带动三号板32相对于车体1向下移动,由于一号腔室24在二号腔室25下方,所以二号口251在一号口241上方,因此,向下移动的三号板32将会从二号口251内部滑动到一号口241内部,从而二号口251相对于二号腔室25将会处于打开状态;
然后,车体1给一号电机33供电,并驱动一号电机33正转,使得齿轮331和齿条341之间可以进行啮合运动,由于齿轮331相对于车体1的固定不动的,所以此时的齿条341将会带动传动板34相对于车体1向右移动,当传动板34向右移动完成后,无人机35将会处于二号腔室25外面,然后无人机35工作在空中进行巡检;
由于传动板34和无人机35附带有重量,且齿轮331与齿条341之间啮合运动,因此利用支撑架342与传动板34固定连接且与二号板23下表面滑动连接,支撑架342跟随传动板34相对于二号板23左右滑动,一方面可以使得传动板34可以载着无人机35相对于车体1左右移动,一方面保证齿轮331与齿条341之间可以进行啮合运动,避免发生错位现象;
当无人机35离开传动板34后,此时车体1驱动一号电机33反转,使得传动板34可以回到车体1内部,然后电动伸缩杆31向上移动,使得三号板32向上移动,滑动到二号口251内部,从而二号口251相对于二号腔室25将会处于关闭状态,进而使得二号腔室25形成一个封闭状态,避免车体1外部的灰尘或树叶等杂质进入到二号腔室25内部;
当无人机35在空中巡检发现火灾时,此时无人机35上的数传模块给搭载在车体1上的中控系统发送位置和视频信号,当车体1上的中控系统接收到信号后,中控系统将会根据传回的信号智能识别分析火情,并控制车体1赶往火灾地点,当抵达火灾地点后,车体1上的中控系统会控制灭火组件直接对火源根部进行快速灭火;
当无人机35在空中和灭火组件在地面同时检测到火灾被熄灭之后,灭火组件这时才停止工作,且通过电动伸缩杆31驱动三号板32向下移动,同时一号电机33正转使得传动板34相对于二号腔室25向右移动,进而无人机35就可以降落到三号板32上表面;
当无人机35完成停放后,此时,一号电机33反转使得传动板34相对于二号腔室25向左移动,然后电动伸缩杆31驱动三号板32向上移动,使得传动板34可以将无人机35带回到车体1内部,然后通过无线充电系统进行充电;
此外,如果无人机35未巡检到火灾,但需要回到车体1内部进行充电,其充电的过程和上述充电过程一致。
作为本发明的一种实施方式,所述二号板23与车体1内部顶端之间形成三号腔室4;
作为本发明的一种实施方式,所述三号腔室4内部填充有干粉;
作为本发明的一种实施方式,所述灭火组件包括:所述多轴机械手臂51固定安装在车体1外部顶端;所述喷头52固定安装在多轴机械手臂51的自由端;所述气泵53固定安装在三号腔室4内部;所述软管54位于多轴机械手臂51内部且两端分别与喷头52和气泵53连通;多个所述火灾探测器55均固定安装在多轴机械手臂51和车体1上;多个所述红外线感应器56均固定安装在多轴机械手臂51和车体1上。
当车体1抵达火灾地点后,此时多轴机械手臂51和车体1上的火灾探测器55以及红外线感应器56会检测到火源的根部,然后多轴机械手臂51会自动调节高度、角度和长度,直至喷头52对准火源根部,最后气泵53会从三号腔室4内部将干粉吸到软管54内部,然后再经过软管54的运输到喷头52内部,喷头52再将干粉喷到火源根部,进行精准快速灭火;
此外在车体1行驶的过程中,利用红外线感应器56和火灾探测器55也可以作为地面巡检系统,当路面有未熄灭的烟头等火源时,灭火组件可以直接巡检发现并熄灭,提高本发明的巡检效率。
作为本发明的一种实施方式,所述一号腔室24远离一号口241的一侧开设有三号口6,所述三号口6内部滑动连接有四号板61;
作为本发明的一种实施方式,所述四号板61与电池21之间形成四号腔室62,所述四号腔室62内部放置有防灾应急物品;
当发生较大火灾,人员被困在火圈内时,此时,本发明在救火的同时,被困人员也可以直接滑动四号板61,使得三号口6相对于四号腔室62处于打开状态,然后直接将四号腔室62内部放置的防灾应急物品取出进行应急防护。
工作原理:
当空巡组件需要进行工作时,电动伸缩杆31的输出端带动三号板32相对于车体1向下移动,由于一号腔室24在二号腔室25下方,所以二号口251在一号口241上方,因此,向下移动的三号板32将会从二号口251内部滑动到一号口241内部,从而二号口251相对于二号腔室25将会处于打开状态;
然后,车体1给一号电机33供电,并驱动一号电机33正转,使得齿轮331和齿条341之间可以进行啮合运动,由于齿轮331相对于车体1的固定不动的,所以此时的齿条341将会带动传动板34相对于车体1向右移动,当传动板34向右移动完成后,无人机35将会处于二号腔室25外面,然后无人机35工作在空中进行巡检;
由于传动板34和无人机35附带有重量,且齿轮331与齿条341之间啮合运动,因此利用支撑架342与传动板34固定连接且与二号板23下表面滑动连接,支撑架342跟随传动板34相对于二号板23向左右滑动,一方面可以使得传动板34可以载着无人机35相对于车体1左右移动,一方面保证齿轮331与齿条341之间可以进行啮合运动,避免发生错位现象;
当无人机35离开传动板34后,此时车体1驱动一号电机33反转,使得传动板34可以回到车体1内部,然后电动伸缩杆31向上移动,使得三号板32向上移动,滑动到二号口251内部,从而二号口251相对于二号腔室25将会处于关闭状态,进而使得二号腔室25形成一个封闭状态,避免车体1外部的灰尘或树叶等杂质进入到二号腔室25内部;
当无人机35在空中巡检发现火灾时,此时无人机35上的数传模块给搭载在车体1上的中控系统发送位置和视频信号,当车体1上的中控系统接收到信号后,中控系统将会根据传回的信号智能识别分析火情,并控制车体1赶往火灾地点,当抵达火灾地点后,车体1上的中控系统会控制灭火组件直接对火源根部进行快速灭火;
当无人机35在空中和灭火组件在地面同时检测到火灾被熄灭之后,灭火组件这时才停止工作,且通过电动伸缩杆31驱动三号板32向下移动,同时一号电机33正转使得传动板34相对于二号腔室25向右移动,进而无人机35就可以降落到三号板32上表面;
当无人机35完成停放后,此时,一号电机33反转使得传动板34相对于二号腔室25向左移动,然后电动伸缩杆31驱动三号板32向上移动,使得传动板34可以将无人机35带回到车体1内部,然后通过无线充电系统进行充电;
当车体1抵达火灾地点后,此时多轴机械手臂51和车体1上的火灾探测器55以及红外线感应器56会检测到火源的根部,然后多轴机械手臂51会自动调节高度、角度和长度,直至喷头52对准火源根部,最后气泵53会从三号腔室4内部将干粉吸到软管54内部,然后再经过软管54的运输到喷头52内部,喷头52再将干粉喷到火源根部,进行精准快速灭火;
此外在车体1行驶的过程中,利用红外线感应器56和火灾探测器55也可以作为地面巡检系统,当路面有未熄灭的烟头等火源时,灭火组件可以直接巡检发现并熄灭,提高本发明的巡检效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种空地协同智能巡检救灾机器人,包括车体(1)和安装在车体(1)内部底端的电池(21),其特征在于:还包括:
一号板(22),所述一号板(22)位于车体(1)内部且安装在电池(21)上方;
空巡组件,所述空巡组件位于一号板(22)上方,用于释放飞行器空中抵近探查火情;
二号板(23),所述二号板(23)位于车体(1)内部且安装在空巡组件上方;
灭火组件,所述灭火组件位于二号板(23)上方,用于扑灭地面火源。
2.根据权利要求1所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述一号板(22)与车体(1)底端之间形成一号腔室(24),所述一号腔室(24)一侧开设有一号口(241);所述一号板(22)与二号板(23)之间形成二号腔室(25);所述二号腔室(25)一侧开设有二号口(251)。
3.根据权利要求1或2所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述空巡组件包括:
电动伸缩杆(31);所述电动伸缩杆(31)位于一号腔室(24)内部且一侧安装在一号腔室(24)内壁上;
三号板(32),所述三号板(32)位于一号口(241)和二号口(251)内部且底端与电动伸缩杆(31)的输出端连接,所述三号板(32)与一号口(241)和二号口(251)内部滑动连接;
一号电机(33),所述一号电机(33)安装在一号板(22)上方,所述一号电机(33)输出端安装有齿轮(331);
传动板(34),所述传动板(34)位于一号电机(33)上方且下表面安装有与齿轮(331)相啮合的齿条(341),所述传动板(34)上表面两侧均安装有支撑架(342),所述支撑架(342)与二号板(23)下表面滑动连接;
无人机(35),所述无人机(35)停放在传动板(34)上表面。
4.根据权利要求3所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述无人机(35)与传动板(34)之间设有无线充电系统,所述无人机(35)内部电连接有用于传输信号的数传模块,所述车体(1)内部电连接有根据数传模块反馈的数据控制车体(1)产生相应动作的中控系统。
5.根据权利要求4所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述无线充电系统采用谐振式,所述传动板(34)为充电器且与电池(21)电连接,所述无人机(35)内部固定安装有充电线圈。
6.根据权利要求1所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述二号板(23)与车体(1)内部顶端之间形成三号腔室(4)。
7.根据权利要求6所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述三号腔室(4)内部填充有干粉。
8.根据权利要求1所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述灭火组件包括:
多轴机械手臂(51),所述多轴机械手臂(51)安装在车体(1)外部顶端;
喷头(52),所述喷头(52)安装在多轴机械手臂(51)的自由端;
气泵(53),所述气泵(53)安装在三号腔室(4)内部;
软管(54),所述软管(54)位于多轴机械手臂(51)内部且两端分别与喷头(52)和气泵(53)连通;
多个火灾探测器(55),多个所述火灾探测器(55)均安装在多轴机械手臂(51)和车体(1)上;
多个红外线感应器(56),多个所述红外线感应器(56)均安装在多轴机械手臂(51)和车体(1)上。
9.根据权利要求2所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述一号腔室(24)远离一号口(241)的一侧开设有三号口(6),所述三号口(6)内部滑动连接有四号板(61)。
10.根据权利要求1所述的一种空地协同智能巡检救灾机器人,其特征在于:所述四号板(61)与电池(21)之间形成四号腔室(62),所述四号腔室(62)内部放置有防灾应急物品。
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