CN214019005U - 一种自动定位避障的升降移动底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动定位避障的升降移动底盘，包括底座，所述底座上设有车轮、支撑装置、传感系统以及处理器，所述传感系统，用于采集图像、位姿以及距离数据，并将数据传输至处理器，所述处理器，用于构建三维场景模型与导航，实时分析图像中的障碍物，并规划避障路线，控制移动底盘上的车轮、支撑装置、升降臂以及消防炮动作。本实用新型采用智能化操作模式，大大降低火情反应时间，有效保护变电站设施更少时间暴露于火灾环境，现场操作人员可以远程控制，大大降低在危险环境中暴露的消防人员风险。

Description

一种自动定位避障的升降移动底盘

技术领域

本实用新型涉及一种移动底盘，尤其涉及一种自动定位避障的升降移动底盘。

背景技术

作为换流变消防能力提升重要措施之一，电力智慧消防能力提升尤为迫切。然而随着经济的发展，电网规模不断扩大，一系列特高压交直流工程上马，供电负荷载流量不断增加，对电站户外主要设备火灾安全水平提出更高要求。为提升变电站户外消防性能，减少国家重大财产损失，电站户外原有固定式灭火系统由于自身容量、动力、布置方式及保护范围等限制，消防能力有限。

随着智能消防市场需求的强劲，目前基于智能移动(升降)移动底盘应用，直接进行上层开发已越来越广泛，智能移动(升降)移动底盘的出现，大大降低智能消防专业研发周期及成本。现有的智能消防移动底盘包括：(1)轮式剪叉升降平台：它的剪叉机械结构，使升降台起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力使高空作业范围更大、并适合多人同时作业。剪式升降平台能够在不同高度工作状态下快速、慢速行走，可以在空中方便的操作平台连续完成上下、前进、后退、转向等工作。该技术主要用于搭载人员进行高空检修作业，可使用按钮控制和线控，进行操作平台完成升降、前进、后退、转向等(连续)动作。(2)机器人移动底盘：在移动机器人中目前主要有履带式及轮式机器人底盘两种结构。履带式机器人底盘主要应用于特种机器人身上，具有牵引力大、不易打滑、越野性能好等优点，可适用于野外、城市环境等，能在各类复杂地面运动，例如沙地、泥地等，但速度相对较低，且运动噪声较大。而轮式机器人底盘则主要应用于服务机器人身上，像餐厅的送餐机器人、商场的导购机器人等等。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型旨在提供一种效率高、定位导航精度高、自动程度高的定位避障的升降移动底盘。

技术方案：本实用新型的自动定位避障的升降移动底盘，包括底座、消防炮和设于消防炮之间的升降臂，其特征在于，所述底座上设有车轮、支撑装置、传感系统以及处理器，所述传感系统，用于采集图像、位姿以及距离数据，并将数据传输至处理器，所述处理器，用于构建三维场景模型与导航，实时分析图像中的障碍物，并规划避障路线，控制移动底盘上的车轮、支撑装置、升降臂以及消防炮动作。

所述传感系统包括激光雷达、里程计、双目摄像头以及9轴姿态传感器；所述处理器采用SLAM技术，融合传感器系统采集数据实现导航。

所述传感系统包括双目摄像头和超声波传感器，双目摄像头设于移动底盘前方，超声波传感器安装于移动底盘前、后方，二者用于障碍物的分析识别和障碍物与移动底盘间距离的检测。

所述支撑装置分别设于底座的前后端，支撑装置一端连接底座，另一端为可翻折或旋转的活动端。

所述支撑装置为折叠臂，所述支撑装置折叠臂的内侧设有气动杆，用于帮助折叠臂打开。

所述活动端的末端设有平台，使得支撑装置打开后平台紧贴地面。

所述移动底盘还包括通信模块，用于接收服务器发布的动作指令，并通过处理器规划行驶路线。

所述底座上还设有消防炮以及设于消防炮和底座之间的升降臂。

所述消防炮连接可伸缩管路。

所述消防炮为泡沫细水雾涡扇炮。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有如下显著优点：

本实用新型举高水炮实现高处向下喷射灭火，灭火位置好；在机器人的底座固定涡扇炮，能够快速移动到灭火点，并通过底盘实现举升，比现有的消防车或固定平台的消防炮灭火效率高；每个广场布置2套，互为备用，大大降低风险，投资低、效益高；智能化操作模式，大大降低火情反应时间，有效保护变电站设施更少时间暴露于火灾环境，现场操作人员可以远程控制，大大降低在危险环境中暴露的消防人员风险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型支撑装置打开的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本实施例的自动定位避障的升降移动底盘，包括底座1、设于底座1上方的消防5炮和设于消防炮5与底座1之间的升降臂4，底座1上设有四个车轮2和四个支撑装置3。移动底盘安装在换流变广场，各广场设置两个，一用一备。也可以根据用途更换移动底盘上的作业设备，本实施例以应用于消防领域的移动底盘为例。

消防炮5为涡扇炮，能够提供距离更远，水量更大的消防水雾。由于自身结构的尺寸、重量等问题，涡扇炮需要更加有力的支撑，一般设于固定平台或消防车中，为了解决这一问题，本实用新型在底座1前后设有支撑装置3。支撑装置3每组两个，设有两组，每组分别设于底座1的前后端，支撑装置3一端连接底座1，另一端为可翻折或旋转的活动端。支撑装置3收起在底座的侧边或垂直于底座1，保证不影响移动底盘的正常行驶。支撑装置3为可以为折叠臂，折叠臂的内侧设有气动杆或液压杆，用于帮助折叠臂打开。支撑装置3活动端的末端设有平台，使得支撑装置3打开后平台紧贴地面。平台上还可以设有耐磨层或其他固定结构，增加支撑装置3的抓地固定能力。

移动底盘包括驱动装置，用于驱动升降臂4的升降、车轮2运动以及支撑装置3的开合。驱动装置可以为电驱动、柴油驱动或液压驱动。消防炮5连接可伸缩管路6，能够配合升降臂4的升降，且不占用太大的空间。机器人还设有电源，设于底座下方，用于对驱动装置、消防炮进行供电。

移动底盘还包括传感系统以及处理器，所述传感系统，用于采集图像、位姿以及距离数据，并将数据传输至处理器，所述处理器，用于构建三维场景模型与导航，实时分析图像中的障碍物，并规划避障路线，控制移动底盘上的车轮、支撑装置、升降臂以及消防炮动作(即一键作业)。

用于导航定位功能的传感系统包括激光雷达、里程计、双目摄像头以及9轴姿态传感器，具体数量及参数如下表所示。在移动底盘运动过程中，通过图像深度(RGB-D)信息和点云匹配及融合，实现三维场景建模。处理器采用SLAM技术融合传感器系统采集数据，通过水平方向的激光雷达、双目相机、里程计及姿态传感器的综合信息，充分利用视觉半稠密点云到先前激光雷达地图中进行全局校准，从而校正累积漂移，提供视觉点云和激光雷达点云之间的交叉模态约束，实现移动底盘在三维场景中的自主定位及导航功能。

表1传感系统参数(导航)

传感系统还包括超声波传感器，用于与双目摄像头及处理器共同完成移动底盘的避障功能。双目摄像头设于移动底盘前方，超声波传感器安装于移动底盘前、后方，二者用于障碍物的分析识别和障碍物与移动底盘间距离的检测，通过其检测的数据，实时传输给处理器，处理器进行导航路线规划，控制移动底盘运行，从而达到避障的功能。

表2传感系统参数(避障)

设备名称	设备数量	参数类型	参数值
				双目摄像头	1	系统误差	50mm
超声波传感器	2	系统误差	50mm

所述移动底盘还包括通信模块，用于接收服务器发布的动作指令，并通过处理器规划形式路线。移动底盘在统一广场设有多个时，可以设置一个总移动底盘，由其通信模块接收服务器发出的指令并向其他移动底盘分配。

Claims (10)

1.一种自动定位避障的升降移动底盘，包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)上设有车轮(2)、支撑装置(3)、传感系统以及处理器；所述传感系统，用于采集图像、位姿以及距离数据，并将数据传输至处理器；所述处理器，用于构建三维场景模型与导航，实时分析图像中的障碍物，并规划避障路线，控制移动底盘上的车轮(2)、支撑装置(3)动作。

2.根据权利要求1所述的自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述传感系统包括激光雷达、里程计、双目摄像头以及9轴姿态传感器；所述处理器采用SLAM技术，融合传感器系统采集数据实现导航。

3.根据权利要求1所述的自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述传感系统包括双目摄像头和超声波传感器，双目摄像头设于移动底盘前方，超声波传感器安装于移动底盘前、后方，二者用于障碍物的分析识别和障碍物与移动底盘间距离的检测。

4.根据权利要求1所述的自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述支撑装置(3)分别设于底座的前后端，支撑装置一端连接底座(1)，另一端为可翻折或旋转的活动端。

5.根据权利要求4所述的自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述支撑装置(3)为折叠臂，所述支撑装置(3)折叠臂的内侧设有气动杆或液压杆，用于帮助折叠臂打开。

6.根据权利要求4所述的一种自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述活动端的末端设有平台，使得支撑装置(3)打开后平台紧贴地面。

7.根据权利要求1所述的一种自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述移动底盘还包括通信模块，用于接收服务器发布的动作指令，并通过处理器规划行驶路线。

8.根据权利要求1所述的一种自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述底座(1)上还设有消防炮(5)以及设于消防炮(5)和底座(1)之间的升降臂(4)。

9.根据权利要求8所述的一种自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述消防炮(5)连接可伸缩管路(6)。

10.根据权利要求8所述的一种自动定位避障的升降移动底盘，其特征在于，所述消防炮(5)为泡沫细水雾涡扇炮。

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