CN212439798U - 一种消防机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种消防机器人，消防机器人包括：底盘驱动系统，用于进行消防机器人的导航行走；导航传感系统，用于在控制系统的控制下进行导航，并对消防机器人进行自动定位；通讯系统，用于通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台系统，并将后台系统发送的控制指令转发给控制系统；火焰识别系统，用于通过图像算法对周围一定范围内的火源进行火焰识别和测距，对火源进行定位，并将火情信息通过通讯系统进行发送；灭火系统，用于在控制系统的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，充电站系统，用于在控制系统的控制下对消防机器人进行充电；控制系统，用于控制消防机器人中各个系统协同运作。

Description

一种消防机器人

技术领域

本实用新型涉及智能机器人技术领域，尤其是涉及一种消防机器人。

背景技术

在现有技术中，一般采用人工消防巡逻，但是，人工消防巡逻很难24小时在线，在极易发送火灾的夜晚，人工消防巡逻就会懈怠，从而产生严重的后果。因此，亟须一种代替人工消防巡逻的机器人。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种消防机器人，能够避免人工消防巡逻所产生的问题；

本实用新型提供一种消防机器人，包括：

底盘驱动系统，设置于消防机器人底部，用于在导航传感系统的控制下进行消防机器人的导航行走；

导航传感系统，与底盘驱动系统连接，用于在控制系统的控制下根据后台系统发送的控制指令、和/或安防、消防系统所发出的火情位置信息进行导航，并对消防机器人进行自动定位；

通讯系统，用于在控制系统的控制下，通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台系统，并将后台系统发送的控制指令转发给控制系统；

火焰识别系统，用于通过控制紫外探测器探测周围火的存在和大致方位，通过控制双目相机采用图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位，并将火情信息通过所述通讯系统进行发送；

灭火系统，设置于消防机器人中部的壳体内仓，用于在控制系统的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，其中，灭火指令具体包括：自主灭火和物联网联动灭火；

充电站系统，设置于底盘驱动系统中，用于在控制系统的控制下对消防机器人进行充电；

控制系统，用于根据用户输入的控制指令、后台系统发送的控制指令、安防和消防系统所发出的火情位置信息和/或其他消防机器人的协作信息，控制消防机器人中各个系统协同运作，进行主动巡检识别火源并灭火，或者通过物联网技术与分布在区域内火灾探测器发来的火情进行联动，调度到对应火点进行灭火。

采用本实用新型实施例，能够进行24小时消防巡逻，能够在发现火情时基于消防机器人自身的瞄准系统，对准火源进行自主灭火。并且能够与消防系统联动，自动导航到起火位置灭火实现先人一步的灭火效果，将火情处置在初期阶段，极大的保证了生命财产的安全。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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是本实用新型实施例的消防机器人的示意图；

图2是本实用新型实施例的消防机器人的详细结构示意图。

附图标记说明：

10：底盘驱动系统；11：导航传感系统；12：通讯系统；13：火焰识别系统；14：灭火系统；15：充电站系统；16：控制系统。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，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所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，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实用新型中的具体含义。

根据本实用新型的实施例，提供了一种消防机器人，基于云计算、5G、IoT物联网技术，主要用于夜间以及无人值守场所的消防巡逻，可实现机器人自发自消模式和物联网联动灭火模式。室内消防机器人搭载红外热成像仪，配备紫外探测、双目摄像机以及火焰识别算法，对所服务区域由消防机器人代替人工进行日常消防巡逻(特别是夜间以及无人值守场所)。图1是本实用新型实施例的消防机器人的示意图，如图1所示，根据本实用新型实施例的消防机器人具体包括：

底盘驱动系统10，设置于消防机器人底部，用于在导航传感系统的控制下进行消防机器人的导航行走；底盘驱动系统10采用轮式结构底盘，在机器人底部，机动性强，可原地转向、前进、后退，采用免维护电池驱动；与导航传感系统，共同实现自主避障，自主导航行走等功能。

导航传感系统11，与底盘驱动系统10连接，用于在控制系统的控制下根据后台系统发送的控制指令、和/或安防、消防系统所发出的火情位置信息进行导航，并对消防机器人进行自动定位；在本实用新型实施例中，导航传感系统11进一步用于：在控制系统的控制下根据用户输入的控制指令进行导航。

导航传感系统11具体包括：

激光雷达模块，用于通过激光雷达探测周围障碍，以规划导航进行避障；

超声波模块，用于通过超声波探测周围障碍，以规划导航进行避障。

也就是说，导航传感系统11主要包括图中激光雷达、超声波避障等，并结合控制算法，实现机器人自动定位与导航行走控制。

通讯系统12，用于在控制系统的控制下，通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台系统，并将后台系统发送的控制指令转发给控制系统；也就是说，具体地，通过无线网络实现机器人状态/故障信息实时上传功能，与后台系统实时通讯，通讯系统12通过网络信息传输，把火情信号及起火点站内位置信息传输到机器人后台系统，并通过配置的红外加可见光摄像头将现场图像实时回传到后台系统。

火焰识别系统13，通过控制紫外探测器探测周围火的存在和大致方位，通过控制双目相机采用图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位，并将火情信息通过所述通讯系统进行发送；火焰识别系统13具体包括：

双目摄像头；用于用于通过双目相机及图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位；

紫外探测器，用于判断消防机器人所在区域内有无火源、并初步确定火源的大致方位；

红外摄像头，用于机器人在灭火前瞄准火源点，进行精准灭火；

火焰识别摄像头，用于在巡逻过程中自动采集“火”的图像，并通过火焰识别算法识别确认火源，并将结果通过通讯系统传回后台系统。

火焰识别系统13通过自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测系统，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内(距离远近与火源强弱有关)的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具体位置。

灭火系统14，设置于消防机器人中部的壳体内仓，用于在控制系统的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，其中，灭火指令具体包括：自主灭火和物联网联动灭火；其中，灭火系统14使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，并基于机器人的瞄准模块，可实现对准火源进行灭火。

也就是说，室内消防机器人基于自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测系统，搭载智能火焰识别算法，可对周围10米范围内的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具体位置。使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，基于机器人自身的瞄准系统，对准火源进行自主灭火，直到火焰熄灭。该过程可由工作人员监控进行，或授权机器人自主进行。

自发自消模式：消防机器人对潜在火源点位进行日常巡逻，对巡检发现的异常高温点位、火源点在平台侧和机器人本体侧进行声光报警；经(后台人工)授权后，对现场出现的火情进行干粉灭火或水基灭火；

多系统联动(IoT物联网联动灭火)：由于室内消防机器人可能会存在巡查盲区，且机器人对整个区域进行巡检，而非对某个特定点位进行持续24h监控，因而室内消防机器人在特定点位巡检(巡逻)出现的时间差过程中，采取通过与现有安防、消防系统联动，如借助摄像头视频监控系统、消防系统实现数据互联，在视频摄像头、消防传感器发现可疑火情后，可将火情位置信息发送给室内消防机器人，由机器人自主导航快速到达现场，依托紫外识别传感器及双目摄像头进行火情及火源精确位置确认，系统平台工作人员确认机器人灭火动作，机器人实现先人一步的灭火效果，将火情处置在初期阶段，灭火工作完成，机器人返回充电点。

充电站系统15，设置于底盘驱动系统中，由机器人底盘充电桩等构成，用于在控制系统的控制下对消防机器人进行充电；

控制系统16，用于根据用户输入的控制指令、后台系统发送的控制指令、安防和消防系统所发出的火情位置信息和/或其他消防机器人的协作信息，控制消防机器人中各个系统协同运作，进行主动巡检识别火源并灭火，或者通过物联网技术与分布在区域内火灾探测器发来的火情进行联动，调度到对应火点进行灭火。

消防机器人还包括：

高清交互屏，用于提供人机交互界面，向用户提供消防机器人状况信息和火情信息，接收用户输入的控制指令。

表情板，用于根据自身状况和火情输出相应的表情或报警信息。

警示灯，用于根据自身状况和火情进行相应的报警。

扬声器，用于播放报警信息和/或根据用户输入的控制指令或后台系统发送的控制指令播放防火宣传信息，其中，报警信息具体包括：火源位置和疏散位置信息。

室内消防机器人可兼顾实时安防巡逻，机器人搭载高清摄像头，配备智能图像识别算法，可进行日常安防巡逻。

图2是本实用新型实施例的消防机器人的详细结构示意图，如图2所示，室内消防机器人由底盘驱动系统、导航传感系统、通讯系统、火焰识别系统、灭火系统、和充电站系统组成。具体地，

底盘驱动系统采用轮式结构底盘，在机器人底部，机动性强，可原地转向、前进、后退，采用免维护电池驱动；与导航传感系统，共同实现自主避障，自主导航行走，自动充电等功能。

导航传感系统主要包括图中激光雷达、超声波避障等，并结合控制算法，实现机器人自动定位与导航行走控制

火焰识别系统：自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测系统，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内(与火源强弱有关)的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具体位置。

灭火系统：使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，并基于机器人的瞄准模块，可实现对准火源进行灭火

通讯系统：通过无线网络实现机器人状态/故障信息实时上传功能，与后台系统实时通讯，通过网络信息传输，把火情信号及起火点站内位置信息传输到机器人后台系统，并通过配置的红外+可见光摄像头将现场图像实时回传到后台系统。其中，后台系统用于机器人管理及现场火情处置的管理系统，并将上述信息进行可视化展示，便于工作人员掌控现场情况。

充电站系统，由机器人底盘充电桩等构成，用于给机器人充电，

高清交互屛，用于人机之间的触控交互，便于人员直接在机器人本体侧对机器人进行查看、管控等；

紫外探测器，用于判断机器人所在区域内有无火源、并初步确定火源的大致方位；

红外探测器，用于机器人在灭火前瞄准火源点，进行精准灭火；

火焰识别摄像头，增加火焰识别算法，用于机器人在巡逻过程中自动识别确认火源，并传回后台。

从上述内容可以看出，室内消防机器人基于自身的双目摄像头，红外摄像头，近红外、紫外双波段火焰探测系统，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内(与火源强弱有关)的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具体位置。使用干粉灭火剂(或水基灭火器)，基于机器人自身的瞄准系统，对准火源进行自主灭火，直到火焰熄灭。该过程可由工作人员监控进行，或授权机器人自主进行。

由于室内消防机器人存在巡查盲区，且机器人无法实时(24h)对某区域进行不间断巡查，因而室内消防机器人通过与现有安防、消防系统联动，如借助摄像头视频监控系统、消防系统实现数据互联，在视频摄像头、消防传感器发现可疑火情后，可将火情位置信息发送给室内消防机器人，由机器人自主导航快速到达现场，依托紫外识别传感器及双目摄像头进行火情及火源精确位置确认，系统平台工作人员确认机器人灭火动作，机器人实现先人一步的灭火效果，将火情处置在初期阶段，灭火工作完成，机器人返回充电点。

在日常区域巡查工作中，室内消防机器人除进行指定区域的巡查工作外，还可利用自身携带的双向语音系统，选取合适的消防宣传语料，在巡查工作中进行消防知识宣传。

在配电室内出现火情时，还可将火情的位置信息及安全通道位置、人员注意事项通过语音的形式进行传播，有助于室内场景下的人员逃离、安全疏散工作顺利开展。

综上所述，室内消防机器人哨兵主要用于无人仓储、配电室、展览馆的消防巡逻、消防宣传和自主灭火等工作。该机器人在日常自主巡逻过程中，能够依靠自身携带的多种传感器，可识别、判断出复杂现场情况，在发现火情后，自身可使用多种消防灭火器，对火源精准灭火。并能与现有安防、消防系统联动，在安防、消防系统发现火情时，将位置信息传递给室内消防机器人，由机器人自主规划路线到达现场灭火。该款机器人的亮点在于日常消防巡逻工作中，可以宣传消防知识，或在发生火灾情况下，一边灭火一边将已知火源位置和疏散位置信息扩散给附近被困人员。多台室内消防机器人之间还可以互相通信进行组合操作，对有需要消防的场景进行组合灭火工作。

机器人兼容配电室主流灭火器，包括干粉和水基，灭火介质承载量大、灭火能力更强。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种消防机器人，其特征在于，包括：

底盘驱动系统，设置于消防机器人底部，用于在导航传感系统的控制下进行所述消防机器人的导航行走；

导航传感系统，与所述底盘驱动系统连接，用于在控制系统的控制下根据后台系统发送的控制指令、和/或安防、消防系统所发出的火情位置信息进行导航，并对所述消防机器人进行自动定位；

通讯系统，用于在控制系统的控制下，通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台系统，并将后台系统发送的控制指令转发给控制系统；

火焰识别系统，用于通过控制紫外探测器探测周围火的存在和大致方位，通过控制双目相机采用图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位，并将火情信息通过所述通讯系统进行发送；

灭火系统，设置于消防机器人中部的壳体内仓，用于在控制系统的控制下根据灭火指令对准火源进行灭火，其中，所述灭火指令具体包括：自主灭火和物联网联动灭火；

充电站系统，设置于底盘驱动系统中，用于在控制系统的控制下对所述消防机器人进行充电；

控制系统，用于根据用户输入的控制指令、后台系统发送的控制指令、安防和消防系统所发出的火情位置信息和/或其他消防机器人的协作信息，控制所述消防机器人中各个系统协同运作，进行主动巡检识别火源并灭火，或者通过物联网技术与分布在区域内火灾探测器发来的火情进行联动，调度到对应火点进行灭火。

2.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述导航传感系统，进一步用于：在控制系统的控制下根据用户输入的控制指令进行导航；

所述消防机器人还包括：

高清交互屏，用于提供人机交互界面，向用户提供消防机器人状况信息和火情信息，接收用户输入的控制指令。

3.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述消防机器人还包括：

表情板，用于根据自身状况和火情输出相应的表情或报警信息。

4.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述消防机器人还包括：

警示灯，用于根据自身状况和火情进行相应的报警。

5.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述消防机器人还包括：

扬声器，用于播放报警信息和/或根据用户输入的控制指令或后台系统发送的控制指令播放防火宣传信息，其中，所述报警信息具体包括：火源位置和疏散位置信息。

6.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述导航传感系统具体包括：

激光雷达模块，用于通过激光雷达探测周围障碍，以规划导航进行避障；

超声波模块，用于通过超声波探测周围障碍，以规划导航进行避障。

7.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述火焰识别系统具体包括：

双目摄像头；用于通过双目相机及图像识别算法测量判断火的距离并引导机器人靠近火进行瞄准定位；

紫外探测器，用于判断消防机器人所在区域内有无火源、并初步确定火源的大致方位；

红外摄像头，用于机器人在灭火前瞄准火源点，进行精准灭火；

火焰识别摄像头，用于在巡逻过程中自动采集“火”的图像，并通过火焰识别算法识别确认火源，并将结果通过通讯系统传回后台系统。

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