CN210555228U - 一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，主要包括热成像仪、防雨外壳、控制装置、履带驱动装置、电能存储装置、GPS定位器和报警装置、灭火装置，所述电能存储装置通过驱动装置与履带驱动装置和热成像仪连接，用于移动并监测热源；所述履带驱动装置包括履带、驱动轮、托带轮、张紧装置、缓冲弹簧、导向轮和承重轮；所述GPS定位器可以向网络终端报位置；所述灭火装置包括调节灭火角度的灭火枪和二氧化碳储气罐，可根据程序指令冷却目标热源；所述报警装置包括激光灯。该装置的设计发明可以代替人工进行准确的森林火灾预防工作，具有广泛的实际应用前景。
Description
技术领域
本实业新型涉及灾害预防领域，具体涉及一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车。
背景技术
我国是森林大国，受全球气候变化、森林可燃物持续增加和人类活动加剧的共同影响，已进入森林火灾易发期和危险期，据统计，2018年全国共发生森林火灾2478起，受害森林面积16309公顷，因灾造成人员伤亡39人。特别是今年四川凉山木里县森林火灾造成30名扑火人员牺牲，如果在火灾出现之前发现火灾隐患，及时处理，或许就不会是这样的结果。但是目前针对火灾预防大多通过远程监控或者人工巡逻进行，不仅耗费大量人力物力，而且预防效果不佳。因此一个能够自动在林区进行巡逻监测实现火灾预防的智能车成为目前急需解决的难题。
发明内容
本实业新型所要解决的技术问题是无法及时发现森林火灾发生危险地点并预防的问题，为解决上述技术问题，本实业新型提供了一种通过热成像巡逻监测并实现林区火灾预防的智能车。
技术方案
一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，包括热成像仪、GPS定位器、报警装置、防雨外壳、控制装置、底盘托架、履带驱动装置、电能存储装置和灭火装置；所述履带驱动装置包括对应固定设置在所述底盘托架两侧端口处的履带行走机构，所述履带行走机构包括履带、驱动轮、托带轮组、张紧装置、导向轮和承重轮；所述张紧装置内置有缓冲弹簧；所述履带包括履带板和履带销，所述履带销将所述履带板首尾连接，用于所述履带围绕所述驱动轮、所述托带轮组、所述张紧装置、所述缓冲弹簧、所述导向轮和所述承重轮构成的链环结构；所述驱动轮处均设有一个驱动电机，所述驱动电机与所述驱动轮同轴连接；所述热成像仪、所述控制装置、所述防雨外壳、所述GPS定位器、所述报警装置和所述灭火装置均设置在可水平360°旋转的旋转平台上，所述热成像仪和所述控制装置设置在所述防雨外壳内，所述报警装置设置在所述防雨外壳顶部，所述GPS定位器设置在所述防雨外壳外侧；所述旋转平台底部固定在所述底盘托架的顶部；所述电能存储装置与所述控制装置电连接，所述控制装置分别与所述驱动电机、所述灭火装置和所述热成像仪电连接，用于移动监测并对危险热源位置进行灭火；所述控制装置内置有数据储存模块、处理器模块和网络模块，所述报警装置包括与所述控制装置电连接的激光灯，所述激光灯竖直向上设置在所述旋转平台上。
所述旋转平台底部设有固定在所述底盘托架顶部的承重架和旋转电机，所述承重架与所述旋转平台底部之间设有转轴，所述旋转平台底部设有环形转齿，所述旋转电机的输出轴设有与所述环形转齿相啮合的齿轮，用于驱动所述旋转平台沿所述转轴进行转动。
所述数据储存模块存入需要监测的路线轨迹，并由所述处理器模块根据所述GPS定位器提供的当前定位信息判断行走路线，并通过控制所述驱动电机沿行走路线进行行走。
所述热成像仪还包括数据传输装置，所述数据传输装置与所述数据储存模块数据连接，用于在所述旋转平台转动时将获取的当前行走路线周围的热成像画面，通过分析图片程序，筛选温度成像超过预警线的热成像画面传输至所述控制装置的所述数据储存模块，并由所述处理器模块对所述热成像画面显示的高温热源信息进行即时危险热源分析处理后控制所述灭火装置对所述高温热源位置进行灭火。
所述灭火装置包括相互呈管路连接的灭火枪和二氧化碳储气瓶，所述灭火枪的连接一端设有可调整所述灭火枪垂直喷射角度的转轮，所述旋转平台上设有与所述转轮同轴连接的灭火电机，所述灭火枪和所述灭火电机与所述控制装置电连接，用于所述灭火枪在喷射所述二氧化碳储气瓶内的二氧化碳时，所述处理器模块控制所述灭火电机对于所述灭火枪的垂直喷射角度进行调整。
当所述处理器模块分析出危险热源位置后，所述GPS定位通过所述网络模块向终端远程上传危险热源位置信息。
所述驱动轮和所述导向轮分别对应设置在所述底盘托架的前后两端，所述托带轮组固定设置在所述底盘托架的上部，所述承重轮设置在所述底盘托架的下部。
所述履带板的两端设有诱导孔，与所述驱动轮外圈部设有的诱导齿相互啮合，所述履带板与地面接触的一面有加强防滑筋；所述张紧装置的一端与所述导向轮铰接，所述张紧装置的另一端固定在所述底盘托架对应一端，所述缓冲弹簧设置在所述张紧装置内。
所述电能存储装置包括稳压器和蓄电池组
所述履带板采用防火橡胶材质。
有益效果
与现有技术相比，本实业新型具有以下有益效果:
1.通过智能车进行预订监测路线的行走可探测人眼无法发觉的高温危险热源。
2.人力投入少，小车巡逻时不需要人为跟随。
3.防火橡胶履带底盘，保证山地地形运行正常。
4.包括发电机在内的其他所有部件，在巡逻中对环境不产生影响。
5.蓄电池通过控制装置对各部件提供电源供应，夜间也可照常巡逻。
6.热成像技术不受天气，光照环境等环境因素的影响，使用便利。
附图说明
图1是本实业新型中智能车外部整体结构示意图；
图2是图1中履带驱动装置的结构示意图；
图3是图1中旋转平台上包括热成像仪、控制装置、电能存储装置和灭火装置的位置连接示意图；
图4是图1中灭火装置一侧的结构示意图；
图5是图1中控制装置的组成部分示意图。
附图标号
履带驱动装置1、热成像仪2、激光灯3、GPS定位器4、转轮5、控制装置6、数据传输线7、灭火电机8、底盘托架9、灭火装置10、履带11、驱动轮12、托带轮组13、张紧装置14、缓冲弹簧15、导向轮16、承重轮17、驱动电机18、旋转平台19、电能存储装置20、数据储存模块21、处理器模块22、网络模块23、承重架24、旋转电机25、转轴26、环形转齿 27、齿轮28、灭火枪29、二氧化碳储气瓶30、诱导孔31、诱导齿32、加强防滑筋33、稳压器34、蓄电池组35、防雨外壳36、输气管路37、底盘外壳38。
具体实施方式
为更好地说明阐述本实业新型的内容，下面结合示意图及实施实例进行展开说明：
如图1-5所示，本实业新型提供了一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，包括热成像仪2、控制装置6、GPS定位器4、报警装置、底盘托架9、履带驱动装置1、电能存储装置20和灭火装置10；履带驱动装置1包括对应固定设置在底盘托架9两侧端口处的履带行走机构，底盘托架9前后两端设有底盘外壳38，履带行走机构包括履带11、驱动轮12、托带轮组13、张紧装置14、导向轮16组和承重轮，履带11包括履带11板和履带11销，履带11销将履带11板首尾连接，用于履带11围绕驱动轮12、托带轮、张紧装置14、缓冲弹簧15、导向轮16和承重轮构成的链环结构；驱动轮12处均设有一个驱动电机18，驱动电机18与驱动轮12同轴连接；热成像仪2、控制装置6、防雨外壳36、GPS定位器4、报警装置和灭火装置10均设置在可水平360°旋转的旋转平台19上，热成像仪2和控制装置6设置在防雨外壳36内，报警装置设置在防雨外壳36顶部，GPS定位器4设置在防雨外壳36的外侧；旋转平台19底部固定在底盘托架9的顶部，保证对监测路线中的热源范围和灭火范围进行全方位覆盖；电能存储装置20与控制装置6电连接，控制装置6分别与驱动电机18、灭火装置10和热成像仪2通过数据传输线7形成电连接，用于移动监测并对危险热源位置进行灭火；控制装置6内置有数据储存模块21、处理器模块22和网络模块23，报警装置包括与控制装置6电连接的激光灯3，激光灯3竖直向上设置在旋转平台19上，激光灯3在未发现异常时处于关闭状态，在需要发出警报时通过控制装置6的控制由电能存储装置20供电发出可见激光进行示警。
进一步的，旋转平台19底部设有固定在底盘托架9顶部的承重架24和旋转电机25，承重架24与旋转平台19底部之间设有转轴26，旋转平台19底部设有环形转齿27，旋转电机25的输出轴设有与环形转齿27相啮合的齿轮28，用于驱动旋转平台19沿转轴26进行转动。
具体的，热成像技术是指利用热成像仪2接收被测目标物体(未示出)的红外辐射能量分布图形反映到热成像仪2的光敏元件上，从而获得红外热像图，这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。
热成像仪2还包括数据传输装置，数据传输装置可以采用通过数据传输线7的方式与数据储存模块21数据连接，用于在旋转平台19转动时将获取的当前行走路线周围的热成像画面，通过分析图片程序，筛选温度成像超过预警线的热成像画面传输至控制装置6的数据储存模块21，并由处理器模块22对热成像画面显示的高温热源信息进行即时危险热源分析处理后控制灭火装置10对高温热源位置进行灭火。通过处理器模块22对热成像图片的分析，可以筛选出阈值设置在120℃以上的热源位置。
灭火装置10包括相互通过输气管路37连接的灭火枪29和二氧化碳储气瓶30，灭火枪 29的连接一端设有可调整灭火枪29垂直喷射角度的转轮5，旋转平台19上设有与转轮5同轴连接的灭火电机8，灭火枪29和灭火电机8与控制装置6电连接，用于灭火枪29在喷射二氧化碳储气瓶30内的二氧化碳时，处理器模块22控制灭火电机8对于灭火枪29的垂直喷射角度进行调整。具有流动性好、喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能，适用于A、 B、C类火灾。二氧化碳是一种具有一百多年历史的灭火剂，价格低廉，获取、制备容易，其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。二氧化碳具有较高的密度，约为空气的1.5倍二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸收部分热量，起到冷却的作用。
当处理器模块22分析出危险热源位置后，GPS定位器4通过网络模块23向终端(未示出)远程上传危险热源位置信息。终端为可联网的远程服务器或内置监控app的手机等，本实业新型中优选远程服务器。GPS定位器4，内置电池(未示出)和强性磁铁(未示出)，安装方便，靠磁铁吸附在防雨外壳36外侧表面任意的地方，可以为本实业新型中的智能车提供当前位置信息。
进一步的，处理器模块22可以优选采用单片机，单片机优选STC89C52,型号为HC6800-EM3 V2.0，输入电压为5V，使用Micro USB供电，单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，可以根据数据储存模块21存入需要监测的路线轨迹，并由处理器模块22根据GPS定位器4提供的当前定位信息判断巡逻预警的行走路线，并通过控制驱动电机18沿行走路线进行行走。
驱动轮12和导向轮16分别对应设置在底盘托架9的前后两端，托带轮组13固定设置在底盘托架9的上部，托带轮组13中托带轮的作用是拖住履带11，防止履带11下垂过大，以减少履带11在运动中的振跳现象，并防止履带11侧向滑落。托带轮组13与支重轮组相似，但其所承受的载荷较小，工作条件较支重轮要好，所以尺寸较小承重轮17设置在底盘托架9的下部，承重轮17是履带11式工程机械底盘四轮一带中的一种，它的主要作用是支撑着挖掘机与推土机的重量，让履带11沿着轮子前进。承重轮17中承重轮的个数和布置应有利于使履带11接地压力分布均匀。农业用行走机构工作多在山区或丘陵地区，路面多为土路，履带11装置需要较小的平均接地比压，支重轮的压力要分配均匀。
履带11板的两端设有诱导孔31，与驱动轮12外圈部设有的诱导齿32相互啮合，用来规正履带11，并防止坦克转向或侧倾行驶时履带11脱落。履带11板与地面接触的一面有加强防滑筋33，以提高履带11板的坚固性和履带11与地面的附着力。张紧装置14的一端与导向轮16铰接，张紧装置14的另一端固定在底盘托架9对应一端，缓冲弹簧15设置在张紧装置14内。其中，张紧装置14必须有一定的预压量，使履带11中产生预张紧力。其作用是前进时不因稍受外力即松弛而影响履带11销和驱动轮12齿的啮合，倒退时能产生足够的牵引力，确保履带11销和驱动轮12齿的正常啮合。张紧弹簧由于装置的反冲作用，在右方顶着导向轮16使其在工作过程中，始终保持一定的张紧状态，从而使履带11张紧导向轮16导向。主要功能是配合张紧装置14实现对履带11的弹性张紧功能。因张紧装置14的作用，是通过弹簧对导向轮16的推动从而达到张紧的作用。因此，选用压缩、拉伸弹簧即可。导向轮 16的前后位置根据驱动轮12位置而定，通常布置在前面。导向轮16用于引导履带11正确绕转，可以防止跑偏和越轨，导向轮16中心离地面高度应有利于降低重心。
电能存储装置20包括稳压器34、蓄电池组35和防雨外壳36，防雨外壳36设置于稳压器34和蓄电池组35外围。蓄电池组35内的蓄电池容量为3000ma，完全密封，采用吸附式玻璃纤维隔板技术，气体复合效率达到99％，无需加水维护，浮充和循环使用寿命长，可反复充电，续航时间为6小时。
履带11板采用防火橡胶材质，防止受到高温情况下损坏，影响智能车的移动性能。
履带驱动装置1是成熟的越野配备装置，可以无障碍攀爬大部分地形，最高斜坡超过五十度，适用于地形复杂的山间林地地区。
激光灯3优选采用工业用激光灯3，优点是射程远，可达到数公里远。颜色鲜明，亮度高，指向性好，光分散度小。
进一步的，激光灯3的功率是3W～20W激光波长为红635nm，冷却系统是风冷，消耗功率是2KW，调制方式半导体固态激光器，发散角(mrad)：≤2，环境温度：10-35'C，光束直径：5mm，扫描距离：≥1Km，振镜扫描角度：±28度，振镜扫描速度：表55000 次/秒，控制软件：ILDA和DMX接口，可在数千米外被清楚观测。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实业新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实业新型技术方案进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其可对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些并不使相应技术方案的本质脱离本实业新型各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (10)
1.一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：包括热成像仪、GPS定位器、报警装置、防雨外壳、控制装置、底盘托架、履带驱动装置、电能存储装置和灭火装置；所述履带驱动装置包括对应固定设置在所述底盘托架两侧端口处的履带行走机构，所述履带行走机构包括履带、驱动轮、托带轮组、张紧装置、导向轮和承重轮；所述张紧装置内置有缓冲弹簧；所述履带包括履带板和履带销，所述履带销将所述履带板首尾连接，用于所述履带围绕所述驱动轮、所述托带轮组、所述张紧装置、所述缓冲弹簧、所述导向轮和所述承重轮构成的链环结构；所述驱动轮处均设有一个驱动电机，所述驱动电机与所述驱动轮同轴连接；所述热成像仪、所述控制装置、所述防雨外壳、所述GPS定位器、所述报警装置和所述灭火装置均设置在可水平360°旋转的旋转平台上，所述热成像仪和所述控制装置设置在所述防雨外壳内，所述报警装置设置在所述防雨外壳顶部，所述GPS定位器设置在所述防雨外壳外侧；所述旋转平台底部固定在所述底盘托架的顶部；所述电能存储装置与所述控制装置电连接，所述控制装置分别与所述驱动电机、所述灭火装置和所述热成像仪电连接，用于移动监测并对危险热源位置进行灭火；所述控制装置内置有数据储存模块、处理器模块和网络模块，所述报警装置包括与所述控制装置电连接的激光灯，所述激光灯竖直向上设置在所述旋转平台上。
2.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述旋转平台底部设有固定在所述底盘托架顶部的承重架和旋转电机，所述承重架与所述旋转平台底部之间设有转轴，所述旋转平台底部设有环形转齿，所述旋转电机的输出轴设有与所述环形转齿相啮合的齿轮，用于驱动所述旋转平台沿所述转轴进行转动。
3.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述数据储存模块存入需要监测的路线轨迹，并由所述处理器模块根据所述GPS定位器提供的当前定位信息判断行走路线，并通过控制所述驱动电机沿行走路线进行行走。
4.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述热成像仪还包括数据传输装置，所述数据传输装置与所述数据储存模块数据连接，用于在所述旋转平台转动时将获取的当前行走路线周围的热成像画面，通过分析图片程序，筛选温度成像超过预警线的热成像画面传输至所述控制装置的所述数据储存模块，并由所述处理器模块对所述热成像画面显示的高温热源信息进行即时危险热源分析处理后控制所述灭火装置对所述高温热源位置进行灭火。
5.根据权利要求1或2所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述灭火装置包括相互呈管路连接的灭火枪和二氧化碳储气瓶，所述灭火枪的连接一端设有可调整所述灭火枪垂直喷射角度的转轮，所述旋转平台上设有与所述转轮同轴连接的灭火电机，所述灭火枪和所述灭火电机与所述控制装置电连接，用于所述灭火枪在喷射所述二氧化碳储气瓶内的二氧化碳时，所述处理器模块控制所述灭火电机对于所述灭火枪的垂直喷射角度进行调整。
6.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：当所述处理器模块分析出危险热源位置后，所述GPS定位通过所述数据储存模块向终端远程发送危险热源的位置信息。
7.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述驱动轮和所述导向轮分别对应设置在所述底盘托架的前后两端，所述托带轮组固定设置在所述底盘托架的上部，所述承重轮组设置在所述底盘托架的下部。
8.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述履带板的两端设有诱导孔，与所述驱动轮外圈部设有的诱导齿相互啮合，所述履带板与地面接触的一面有加强防滑筋；所述张紧装置的一端与所述导向轮铰接，所述张紧装置的另一端固定在所述底盘托架对应一端，所述缓冲弹簧设置在所述张紧装置内。
9.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述电能存储装置包括稳压器和蓄电池组。
10.根据权利要求1所述的一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车，其特征在于：所述履带板采用防火橡胶材质。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920857171.4U CN210555228U (zh) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | 一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication Number | Publication Date |
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| CN210555228U true CN210555228U (zh) | 2020-05-19 |
Family
ID=70673780
Family Applications (1)
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Cited By (2)
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-
2019
- 2019-06-06 CN CN201920857171.4U patent/CN210555228U/zh active Active
Cited By (3)
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| CN110104080A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-09 | 浙江理工大学 | 一种通过热成像巡逻监测并对林区热源预警的智能车 |
| CN112489360A (zh) * | 2020-11-18 | 2021-03-12 | 浙江理工大学 | 一种林区的智能消防系统 |
| CN112489360B (zh) * | 2020-11-18 | 2022-03-08 | 杭州华移技术有限公司 | 一种林区的智能消防系统 |
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