JP2000126324A - 消火ロボット及び消火システム - Google Patents

消火ロボット及び消火システム

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JP2000126324A
JP2000126324A JP10301095A JP30109598A JP2000126324A JP 2000126324 A JP2000126324 A JP 2000126324A JP 10301095 A JP10301095 A JP 10301095A JP 30109598 A JP30109598 A JP 30109598A JP 2000126324 A JP2000126324 A JP 2000126324A
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fire extinguishing
infrared
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frame
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JP10301095A
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Inventor
Ryoichi Harada
良一 原田
Original Assignee
Nippon Signal Co Ltd:The
日本信号株式会社
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    • G08B25/01Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/10Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • GPHYSICS
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    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/12Actuation by presence of radiation or particles, e.g. of infra-red radiation or of ions

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自律走行が可能な消火ロボット、およびこれ
を用いた消火システムを提供する。 【解決手段】 消火ロボット1を、火災報知を受けると
共に消火状況を通信する通信手段11と、周囲の状況の
探知手段12と、探知結果による火災源Fの決定手段1
3と、車輪や無限軌道等による自走型の移動手段14
と、火災の消火手段15とを全天候型のボディー内に搭
載収納したものである。探知手段12には、赤外線検出
装置101を内蔵し、その赤外線の感知面を移動手段1
4の進行方向に向けている。赤外線検出装置101とし
ては、例えば、赤外線感知手段を備え、半導体製造プロ
セスによって形成したものが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路等の主と
して屋外で発生する車両火災等の消火に適した消火ロボ
ット、およびこれを用いた消火システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、赤外線を感知する赤外線検出
装置が知られている。また、このような赤外線検出装置
を搭載させ、構築物内に配備して屋内の火災を消火する
ための消火ロボットが、例えば特開平8−294544
号公報に「火災用ロボット設備」として提案されてい
る。同公報の図17を次図に再掲する(但し、符合を振
り直した)。
【0003】図10は従来の火災用ロボット設備の一例
を示す図である。この火災用ロボット設備200は、ト
ンネルの内壁面にモノレール210を這わせるように設
置し、このモノレール210上に車輪220,220を
介して火災用ロボット230を走行させたものである。
モノレール210には、給電用配線211を併設し、こ
の給電用配線211から受電体236および電源変換装
置237を介して、車輪220の回転駆動源等の駆動電
力を内蔵蓄電池238に蓄えておく。
【0004】この火災用ロボット230には、その先端
部に火災源の探知手段231と監視用モニタカメラ23
2を設け、本体内部に制御装置233と送受信機234
とを、後端部にアンテナ235を、本体後部に消火用水
のホースリール240を、また、本体下部に放水用のモ
ニタノズル241をそれぞれ備えている。前記探知手段
231は、赤外線検出装置の検出面を2つの内蔵モータ
によって縦方向および横方向に向けながら、発生した火
災源を探し出すものである。
【0005】この火災用ロボット設備200によれば、
火災用ロボット230をモノレール210に沿って素早
く走行させながら、トンネル内で発見した火災源の位置
や、モニタカメラ232の映像を無線で図示しない管理
装置に知らせることができる。同時に、ホースリール2
40の受水口を介してトンネル内の給水口から消火用水
を導入し、モニタノズル241から火災源に向けて放水
して火災を消火することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記消火ロボ
ットおよび消火システムには次に述べる問題点があっ
た。この種の赤外線検出装置の視線を任意の方向に向け
るには、例えば、これを縦横に回転させる2つの内蔵モ
ータを必要とする。ところが、この消火用ロボットに
は、既に消火用のホースリールやモニタノズルを始めと
する消火器材を搭載してあり、この上、重量物であるモ
ータ等を内蔵させると、消火ロボットを素早く走行させ
て火災源に送り出せない。
【0007】更に、これら2つの内蔵モータが大きな駆
動電力を消費するので、大容量の蓄電池を搭載しなけれ
ばならず、この重量増加に伴って安定した自走制御が極
めて困難になり、消火ロボットをモノレールに吊り下げ
て用いた。しかし、一般に屋外には、モノレール等の走
行線路を固定できる壁面が少ないため、必然的に使用場
所や用途が限られてしまい、このような問題点の除去が
重要な課題であった。
【0008】そこで、本発明の目的は、自律走行が可能
な消火ロボット、およびこれを用いた消火システムを提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1では、一定視野内を縦および横方
向に走査しながら、入射した赤外線を検出する赤外線検
出手段と、検出した視野内の赤外線分布に基づいて火災
源を決定する決定手段と、決定した火災源に向って移動
する移動手段と、火災源の消火手段とからなることを特
徴とする消火ロボットを構成した。
【0010】従って、搭載した赤外線検出手段によって
一定視野内の赤外線分布が求められるため、その温度情
報から決定手段で火災源を決定し、その火災源に消火ロ
ボットを接近させることが可能になる。
【0011】請求項2では、請求項1記載の消火ロボッ
ト及び火災報知器からなる消火システムであって、消火
ロボットに、火災報知を受ける受信手段を設けると共
に、火災報知器に、少なくとも火災源の位置を消火ロボ
ットに通報するための送信手段を設けて消火システムを
構成したことを特徴とする。ことを特徴とする消火シス
テムを構成した。従って、火災が発生すると、消火ロボ
ットを直ちに火災源の位置に向わせることができる。
【0012】請求項3では、火災報知器に、一定視野内
を縦および横方向に走査しながら、入射した赤外線を検
出する赤外線検出手段と、検出した視野内の赤外線分布
に基づいて火災源を決定する決定手段とを付設して消火
システムを構成したことを特徴とする。これにより自発
的に火災源を探し出すことができる。
【0013】請求項4又は請求項6では、赤外線検出手
段を、弾性部材からなる支持梁を介して外枠に取り付
け、この支持梁を第1回転軸とした傾斜可能な揺動内枠
と、この揺動内枠に弾性部材からなる支持梁を介して取
り付け、この支持梁を第1回転軸に直交する第2回転軸
とした傾斜可能な揺動体と、この揺動体に設けた赤外線
感知手段と、揺動内枠に配線して揺動内枠を傾斜させる
第1コイルと、第1コイルおよび第1回転軸に磁束の向
きを直交させた第1永久磁界と、揺動体に配線して揺動
体を傾斜させる第2コイルと、第2コイルおよび第2回
転軸に磁束の向きを直交させた第2永久磁界とから構成
したことを特徴とする。
【0014】このため、第1および第2コイルに繰り返
し駆動電流を与えると、それぞれが永久磁界との相互作
用によって効率よく電磁気力を生じさせ、揺動体または
揺動内枠をスムーズに傾斜できる。このように揺動体又
は揺動内枠を傾斜できると、赤外線感知手段の向きを容
易に縦および横方向に向けられ、その赤外線探知手段に
よって、くまなく一定視野内の温度情報を得ることがで
きる。従って、揺動体を傾斜させるモータ等の駆動手段
を付加する必要がない。
【0015】請求項5又は請求項7では、赤外線検出手
段を、半導体プロセスによって形成したことを特徴とす
る。これにより赤外線検出手段全体を集積化して消火ロ
ボット等を小型で軽量な構成にできる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図1は本発明に係る消火ロボッ
トの一例を説明する図である。この消火ロボット1は、
火災報知を受けると共に消火状況を通信する通信手段1
1と、周囲の状況の探知手段12と、探知結果による火
災源Fの決定手段13と、車輪や無限軌道等による自走
型の移動手段14と、火災の消火手段15とを全天候型
のボディー内に搭載収納したものである。また、障害物
に対する緩衝部を前後部に設けてある。
【0017】探知手段12には、後述する赤外線検出手
段101を内蔵し、その赤外線の感知面を移動手段14
の進行方向に向けている。赤外線検出手段101として
は、例えば、赤外線感知手段を備え、半導体製造プロセ
スによって形成したものが好ましいが、この他にも小型
軽量なものであればいずれでもよい。
【0018】一般に、高速道路等の火災には、自動車燃
料やオイルの燃焼に伴う激しい黒煙がつきものであっ
て、この黒煙によって消防士等の視界が遮られ易い。し
かし、可視光による視界が全く効かない状況であって
も、火災源Fからの赤外線がガスや煙を透過し易いた
め、それぞれの方向の赤外線を消火ロボット1が観測
し、視野内の赤外線分布から火災源Fを探し出すことが
できる。
【0019】決定手段15には、マイクロプロセッサ、
その制御メモリおよび周辺回路を備え、それぞれをシス
テムバスに接続してある。また、その専用ソフトウェア
による決定手段13は、一定視野内の温度情報のための
周囲温度記憶部と、この温度情報に基づく高温域判定部
と、移動手段14に対する移動指示部とで構成してあ
る。
【0020】続いて、消火ロボット1の作用について説
明する。消火ロボット1を始動させると、探知手段12
によって、一定視野内を縦および横方向に走査しなが
ら、それぞれの方向の赤外線を検出して視野内の赤外線
分布を求める。このため、探知手段12を操作するモー
タ等の駆動源を、あらためて消火ロボット1に付加しな
くても、一定視野内の温度情報を直接的に決定手段13
に取り込むことができる。従って、消火ロボット1の軽
量化が可能になって、専用の走行線路を設置しなくても
屋外での自律走行が実現できる。
【0021】こうして赤外線分布が求まると、決定手段
13によって、これを公知の画像処理技術により一定視
野内の温度画像として周囲温度記憶部に記憶し、この温
度画像に特徴抽出処理を行なって、最も高温な部分、ま
たは燃焼温度に達した部分を高温域判定部で特定でき
る。続いて、この特定部分を火災源Fであると推定し、
現在位置からこの特定部分に向うための移動方向を移動
指示部で移動手段14に指示する。
【0022】そして、移動手段14によって、この移動
方向に沿って火災源Fに向い、火災源Fの火元部分に対
して集中的に消火剤を散布できる。これによって、前述
した自律走行と併せて自立した消火活動ができると共
に、消火剤を節約しながら火災源Fの消火を行なうこと
ができる。
【0023】図2は図1に示す消火ロボットを高速道路
の消火システムに用いた場合の一例を説明する図であ
る。以下、高速道路Rの片側車線の路面50上で、交通
事故による自動車火災が発生した場合を一例として述べ
るが、この他にも、鉄道線路上やトンネル内の火災、空
港での航空機の火災等に対して適用してもよい。
【0024】この消火システムでは、それぞれの路面5
0,50の側壁51には、路面50方向に出入口を有す
る消火ロボット1の格納庫61,62を、一定間隔で繰
り返し設置する。また、これより狭い間隔をあけて、図
示しない防災センタに火災を知らせるポール状の複数の
火災報知器71〜73を立設する。
【0025】これら格納庫61,62に、常時から消火
ロボット1を待機させておき、駆け付けた消防士等が余
りに危険なため火災源に近付けないとき、格納庫61,
62から消火ロボット1を取り出し、その始動スイッチ
を入れて人間の代わりに消火活動を行なわせる。好まし
くは、CCDカメラや無線機等のモニタ手段を消火ロボ
ット1に併設し、防災センタや消防車に周辺映像を送っ
て誘導指示を受けさせ、周囲の障害物80を避けながら
走行させてもよい。
【0026】それぞれの火災報知器71〜73の支柱に
は、消火ロボット1と同様の、火災源Fの探知手段12
と、消火ロボット1に対する通信手段11と、火災源F
の決定手段13とを設ける。この探知手段12に、後述
する赤外線検出手段101を前記支柱の先端部に内蔵
し、その赤外線の感知面を路面50方向に向けた配置に
してある。この他にも、探知手段12および決定手段1
3の代わりに、一般の火災報知器と同様の警報ボタンに
よる火災報知手段を設けてもよい。
【0027】この消火システムによれば、前述した火災
報知器71〜73の決定手段13によって火災源Fの方
向を決め、更に、公知の三角測量によって予め準備した
監視区域の基準地図上に座標変換し、路面50上の火災
源Fの位置を特定する。このため、通信手段11によっ
て、その位置情報を消火ロボット1や防災センタに通報
できる。
【0028】この場合、予め各火災報知器71〜73
に、それぞれの監視区域を対応させておき、特定した火
災源Fに最も近い格納庫61を1つ選び、その消火ロボ
ット1に火災源Fの位置情報を送るが、別の格納庫62
に対しては通知しない。更に、消火ロボット1が格納中
であることを確かめて始動指示を与える。このため、誤
って不要な消火ロボット1を始動させたり、あるいは、
消火活動の開始を遅らせたりする不手際がない。
【0029】消火ロボット1がこの通知を受けると、火
災報知器72の指示および火災源Fの位置情報に基づい
て移動を開始する。このとき消火ロボット1に、予め担
当消火地域(例えば、前述した火災報知器72の監視区
域を割り当てる)の基準座標を記憶させ、火災報知器7
2からの位置情報を基準座標上に座標変換し、その特定
座標に向って移動手段14を操作させながら消火を行な
えばよい。これにより安価な構成の移動制御が実現でき
る。
【0030】この他にも、公知の衛星通信装置を消火ロ
ボット1に搭載し、衛星ナビゲーションに従って定期的
に消火ロボット1の現在位置を特定すると共に、この特
定した現在位置と火災報知器72からの位置情報を照合
させてもよい。この場合には、より高い精度で素早い移
動制御を行ないながら、火災源Fに接近させて消火活動
を行なわせることができる。
【0031】また、消火ロボット1が万一格納庫61内
で始動できなかったり、移動中に何らかの障害によって
進路を阻まれたり、あるいは、火災源Fを消火し切れな
いような事態が生じると、直ちに消火不成功を火災報知
器72または防災センタに報告する。このため他の消火
ロボット1を代わりに派遣したり、または、その他の緊
急措置を採ることができる。
【0032】図3は本発明に係る赤外線検出手段の一例
の構成図である。この赤外線検出手段101は、シリコ
ン半導体からなる検出基板110と、その収納体基板1
60および上蓋基板170を順にサンドイッチ状に重ね
合わせて接合し、全体を3層構造にしたものである。検
出基板110は、半導体製造プロセスによって形成した
プレーナー型の半導体基板で、収納体基板160および
上蓋基板170は、ホウケイ酸ガラス等から形成してあ
る。
【0033】検出基板110には、例えば、異方性エッ
チングによって2対の鈎かっこ状の溝を内外で2重に削
設し、かつ、一対が図面左右に対向するとすれば、これ
と直交するように他の一対を図面上下に対向させて配置
する。そして、矩形の枠体からなる外枠111と、この
外枠111と同一面上において、その内部の断面矩形状
の揺動内枠112と、更にその内部の平板状の揺動体1
13とを同一素材で一体に形成する。
【0034】外枠111および揺動内枠112の内周面
には、それぞれ対向する2点に2本の棒状の支持梁11
4,115を内方に向けて突き出させ、その先端部を揺
動内枠112または揺動体113の対向部に架け渡す。
これによって、相互に直交するそれぞれの支持梁11
4,115を介して揺動内枠112および揺動体113
を外枠111または揺動内枠112のほぼ中央部に支持
し、羅針盤等に用いるいわゆるジンバル(Gimbal)構造
とした。また、揺動体113等を3層構造の内部に密閉
して外気や塵埃から遮蔽保護する。
【0035】更に、両支持梁114,115が棒体の捩
り方向に弾性を有しており、一方の支持梁114を第1
回転軸Yとして揺動内枠112を、また、他方の支持梁
115を、第1回転軸Yに直交する第2回転軸Xとして
揺動体113を傾斜可能に支持する。このため揺動内枠
112と揺動体113とを、それぞれ外枠111に対し
独立して傾斜できる。
【0036】図4は図3に示すシリコン半導体基板の平
面図である。揺動内枠112の一方の板面には、その周
縁部に近接させて揺動内枠112を周回させ、電鋳コイ
ル法によって第1コイル120を形成する。この第1コ
イル120は、その表面を絶縁層で被覆したもので、そ
の両配線端部を一方の支持梁115を介して外枠111
の同じ側の面上に引き出し、この面上に一対の第1電極
端子121,121を形成する。
【0037】揺動体113の同じ側の面にも、同様に第
2コイル130を形成被覆し、その両端部を他方の支持
梁115、揺動内枠112、および支持梁114を介し
て外枠111上に引き出し、同様に一対の第2電極端子
131,131を形成する。
【0038】第2コイル130に囲まれた内部には、揺
動体113上の中央部に後述する赤外線感知手段140
を設け、その感知面を図面手前に向けつつ第1回転軸Y
と第2回転軸Xとの交点上に取り付ける。これによっ
て、赤外線感知手段140の感知面を第1および第2回
転軸Y,Xの回りに傾斜できるため、その視線を一定視
野内で縦方向および横方向にくまなく走査できる。
【0039】また、赤外線感知手段140からは、その
2つの信号出力端子をスルーホールを介して揺動体11
3の裏面に配線し、更に、いずれかの支持梁114,1
15を介して外枠111上に引き出し、この面上に一対
の素子用電極端子141,141を形成してある。
【0040】図5は図4に示す5−5線断面図であり、
図6は図4に示す6−6線断面図である。収納体基板1
60および上蓋基板170には、例えば超音波加工によ
って、それぞれ中央部に凹部161または171を設
け、これら両凹部161,171を対向させ、検出基板
110を間に挟んで収納体基板160と上蓋基板170
とを接合する。また、上蓋基板170の板面中央部に赤
外線の透光部172を設ける。
【0041】収納体基板160および上蓋基板170の
各外面には、それぞれ2個づつ対となった円板状の永久
磁石191,193,195,197または192,1
94,196,198を設ける。そして、上蓋基板17
0の対向する2対の永久磁石191,193と、収納体
基板160の対向する2対の永久磁石192,194と
により本発明による第1永久磁界を形成する。また、上
蓋基板170の対向する2対の永久磁石195,197
と、収納体基板160の対向する2対の永久磁石19
6,198とにより第2永久磁界を形成するように取り
付ける。
【0042】このとき、図5に示す左右方向に対向する
上蓋基板170の2対の永久磁石195,197、もし
くは図6に示す同じく永久磁石191,193どうし、
また、図5に示す収納体基板160の2対の永久磁石1
96,198、もしくは図6に示す同じく永久磁石19
2,194どうしを、その極性を反対にして取り付け
る。例えば、図5に示す永久磁石195および198の
N極と、永久磁石197および196のS極とを検出基
板110に向けて配置する。
【0043】また、図5に示す上下方向に対向する2対
の永久磁石195,196および197,198どう
し、また、図6に示す2対の永久磁石191,192お
よび193,194どうしを、その磁束の向きを揃え
て、しかも、両永久磁石の195,196および19
7,198相対位置を各図面の左右方向にずらして取り
付ける。例えば、永久磁石195または198のN極
と、永久磁石196または197のS極とを検出基板1
10を挟んで対向させ、しかも、両永久磁石195,1
96および197,198の相対位置を図面の左右方向
にずらして配置する。
【0044】このような配置により、揺動内枠112の
第1コイル120または揺動体113の第2コイル13
0の両側端部において、それぞれの磁束を検出基板11
0と平行にさせつつ、第1および第2コイル120,1
30の両側端部を横切るように形成させることができ
る。
【0045】図7は図3〜図6に示す赤外線感知手段の
取り付け構造の一例を説明する図である。この赤外線感
知手段140は、火災源の探知を始め、一定地域内の侵
入者の発見等の用途に適した、例えば半導体ベアチップ
からなる赤外線感知素子140Aである。
【0046】揺動体113上の中央部には、赤外線感知
素子140Aの下面を収納する形状の凹部141を削設
し、この凹部141の内底面に、赤外線感知素子140
Aの一方の信号出力端子の配線のための一方のランド1
42を設ける。また、凹部141周囲の揺動体113上
には、他方の信号出力端子の配線のための他方のランド
143を設ける。それぞれのランド142,143から
は、各スルーホールと裏面の配線144,144とを介
して素子用電極端子141,141にプリント配線す
る。
【0047】このように形成した揺動体113の凹部1
41内に、赤外線感知素子140A下面を差し込んで第
1および第2回転軸Y,Xの交点に位置合せをし、その
感知面を、第1および第2回転軸Y,Xと平行させなが
ら、図面の上方に向け、導電性の接着剤を介して位置ず
れしないように揺動体113上に固定する。更に、赤外
線感知素子140Aの感知面上に、前記他方のランド1
43から例えば金線145等を専用の溶着工具によって
超音波溶着させる。また、赤外線感知素子140A周囲
を合成樹脂等の透明な保護材146で密封するが、この
保護材146の素材については、透過させる赤外線の波
長を考慮して選択する。
【0048】続いて、この赤外線検出手段1の作用につ
いて説明する。第1および第2回転軸Y,Xに対する駆
動電流を赤外線検出手段101に供給すると、この駆動
電流が第1および第2電極端子121,121,13
1,131、検出基板100上の印刷配線を介して第1
コイル120または第2コイル130に達し、第1およ
び第2コイル120,130によって、それぞれの両側
端部に駆動電流に伴う電磁界が生じる。また、予め2対
の永久磁石195,196および197,198または
191,192および193,194によって、前述し
た永久磁界を形成してある。
【0049】このため、第1および第2コイル120,
130の両側端部には、フレミング左手の法則に従って
磁気力Fが作用し、この磁気力Fによるローレンツ力に
従って、揺動内枠112には、第1回転軸Yを軸心とし
た回転モーメントが生じ、また、揺動体113には、第
2回転軸Xを軸心とした回転モーメントが生じる。
【0050】これらの回転モーメントが、揺動内枠11
2および揺動体113を回転させると、両支持梁11
4,115の捩れに伴うバネ反力と釣り合い、揺動内枠
112および揺動体113を一定の傾斜角に達するまで
傾ける。このため、適切な駆動電流を第1および第2コ
イル120,130に導入すれば、相互に直交する第1
または第2回転軸Y,Xを軸心として揺動内枠112ま
たは揺動体113を任意の傾斜角まで傾けることができ
る。
【0051】従って、赤外線感知手段140の感知面を
それぞれの傾斜角に一致させて傾け、この傾きに従っ
て、赤外線感知手段140の視線を所望の方向に向けな
がら、一定の視野内をくまなく走査することができる。
つまり、赤外線検出手段101の他には、いかなる駆動
手段をも外部に設ける必要がない。
【0052】以上の他にも、揺動内枠112および揺動
体113の傾斜角に対する変位検出機能を備え、それぞ
れの傾斜角を更に精密に調節してもよい。これによれ
ば、設置した赤外線検出手段101に対して、何らかの
外部振動が働いて傾斜角が駆動電流に比べて追従遅れを
生じても、また、両支持梁114,115によるバネ反
力に製造上のバラツキが生じても、その影響を最小限に
抑え、常に傾斜角を一定の範囲内に調整制御できる。
【0053】続いて、この変位検出機能の一構成例につ
いて述べる。収納体基板160の下面に、第1および第
2コイル120,130とそれぞれ電磁結合するよう配
置した2対の検出コイルL11,L12またはL21,
L22をプリント配線する。このうち、一方の各検出コ
イルL11,L12を、揺動内枠12の第1回転軸Yを
挟んで対称位置に配置し、他方の各検出コイルL21,
L22を、揺動体113の第2回転軸Xを挟んで対称位
置に配置する。
【0054】各検出コイルL11,L12およびL2
1,L22は、第1コイル120との相互コンダクタン
スが、揺動内枠112または揺動体113の傾斜角に従
って変化するため、この変化量を検出して傾斜角を算出
できる。すなわち、第1または第2コイル120,13
0の駆動電流に重畳させて検出用の交流電流を流し、こ
の交流電流によって各検出コイルL11,L12または
L21,L22に誘導電流を発生させる。そして、この
誘導電流の変化によって相互コンダクタンスの変化を検
出し、その結果から各傾斜角を算出することができる。
【0055】図8は、図3〜図6に示す揺動体の傾斜角
検出回路の一例の回路図である。この傾斜角検出回路
は、各検出コイルL11,L12(本図の場合)または
L22,L22を四辺形の隣接する2辺に配置し、他の
2辺に2つの抵抗R1,R2を直列に配置してブリッジ
回路を構成してある。
【0056】このブリッジ回路において、両検出コイル
L11,L12の中間点および両抵抗R1,R2の中間
点を2つの定電圧入力端とし、これら両入力端に所定の
交流電源Eを接続する。また、検出コイルL11または
L12と抵抗R1またはR2との両中間点を2つの平衡
出力端とし、これら両平衡出力端に公知の差動アンプA
MPの2つの入力端を接続する。そして、各検出コイル
L11,L12および抵抗R1,R2の配線方向と値
を、第1コイル120が両検出コイルL11,L12に
対して平行位置となるときに、ブリッジ回路が平衡する
ように決定する。
【0057】この検出回路によれば、前述した各検出コ
イルL11,L12の相互コンダクタンスが平衡状態か
ら相対的に不均衡な状態に変化すると、この状態変化に
従って前記両中間点の間の電位差が不均衡な値に変化す
るため、これに伴って差動アンプAMPの出力も変化
し、傾斜角に応じた正負の検出出力Sを得ることができ
る。
【0058】従って、この検出出力Sを駆動電流の波形
にフィードバックすれば、揺動体13の回転方向、揺動
体113の傾斜を妨げる負荷量、または、傾斜角そのも
のを識別し、その識別結果に従って駆動電流を調整でき
る。つまり、ブリッジ回路の平衡電圧から傾斜角に対す
る検出出力Sを得て、揺動体113の傾斜角を精度よく
制御できる回路を構成できる。
【0059】例えば、差動アンプAMPの出力値の正負
に従って回転方向を判定し、外部からの振動によって揺
動体113が逆方向に回動するのを防止したり、また、
出力値の大きさに従って負荷量を推定し、予期せぬ大き
な負荷に対しては揺動体113を強く回転できる。更
に、検知した傾斜角に従って、赤外線感知手段140の
感知面の実際の向きを認識し、その認識結果に基づいて
補正を加え、本来の望んでいた特定の方向に正確に向け
ることもできる
【0060】本発明による赤外線検出手段101の一例
としては、揺動内枠112または揺動体113の傾斜角
±25度、回転速度2.5kHz、または傾斜角±45
度、回転速度1.5kHzのものが適しており、これら
の範囲内であれば、両支持梁14,15に対して応力に
よる負担がかかり過ぎなかった。
【0061】また、消費電流は220mA以下のものが
適しており、一般の論理回路のドライバによって駆動し
易い範囲内である。更に、大きさは縦横が25mm以下
で厚さが10mm以下のものが良く、重量15g以下の
ものが適している。これによって、例えば自律走行させ
たい小型の移動体に搭載する用途に最適である。
【0062】なお、赤外線感知手段140を第1および
第2回転軸Y,Xによって傾斜させる構成としたが、こ
の他にも、いずれか一方によるものとしてもよい。これ
によって、各部の回路を簡単な構成にできる。また、各
永久磁石191〜198および第1または第2コイル1
20,130の電磁気力によるものの他にも、例えば、
収納体基板160または上蓋基板170に静電電極をプ
リント配線し、この電極に電圧を印加して揺動体113
を静電気の引力または斥力によって回転させてもよい。
【0063】図9は図3〜図6に示す別の赤外線感知手
段の構造の一例を説明する図である。この別の赤外線感
知手段140は、火災源のような高温の熱源を探知する
ための、例えば、出力インピーダンス変換回路を併設し
た半導体素子からなる焦電センサ140Bである。この
他、TO5構造の単体型の焦電センサを用いてもよく、
その場合には、前述した赤外線感知手段と同様の取り付
け構造を採ればよい。
【0064】前記焦電センサ140Bは、揺動体113
を基板として一体化したエピタキシャルプレーナ型のも
のであって、例えば、揺動体113上層部をn型シリコ
ン基板とし、この上層部の微小間隙を挟んで図面左右に
p+層41,41を形成し、それぞれのp+層141,
141上部にソース電極152およびドレイン電極15
3を設ける。
【0065】また、中央部の微小間隙上部に一定の厚み
で断熱層154を設け、更に、この断熱層154の上部
に強誘電体薄膜155を形成し、その上部にゲート電極
156を設け、全体を一体のMOSFETとして構成す
る。それぞれの電極152,153,156には例えば
金線等を、専用の超音波溶着工具によってワイヤボンデ
ィングして外部配線用のランドに結線する。
【0066】前記強誘電体薄膜155の素材としては、
PbTiO3等の単結晶が望ましく、これを高周波スパッ
タリング等によって蒸着させるが、この他にも、熱容量
が小さくS/N比が大きい薄膜であればいずれでもよ
い。また、前述した赤外線感知手段140と同様に、焦
電センサ140Bの周囲を合成樹脂等の透明な保護材1
36で密封して外気から遮断するのが望ましい。これに
より、電圧増幅型の焦電センサ140Bを揺動体113
上に集積化して更に小型で応答性の良い赤外線検出手段
101が実現できる。
【0067】以上、赤外線検出手段101を半導体プロ
セスによって集積化したり、また、消火ロボット1を火
災報知器71〜73と連動させたり、その他種々の態様
を選ぶことができる。
【0068】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項1では、消火ロボット自体によって、視野
内の赤外線分布から火災源を決定できるため、視野内の
火災源に向って消火ロボットを自律走行させることが可
能になる。従って、例えば屋外での消火活動等に汎用化
できる。
【0069】請求項2では、消火システム内で消火ロボ
ットに火災報知できるため、その火災源に直ちに消火ロ
ボットを派遣できる。従って、消火ロボットのみでは探
知が困難な広い地域の消火が迅速に可能になる。
【0070】請求項3では、消火システム自体によっ
て、視野内の赤外線分布から火災源を決定できるため、
自発的に火災源の位置を探し出すことが可能になる。従
って、例えば人の立ち入れない高速道路等の火災報知に
適している。
【0071】請求項4では、モータ等の赤外線検出手段
の駆動手段を消火ロボットに付加する必要がないため、
消火ロボットの軽量化、省電力化が実現でき、自律走行
が容易になる。
【0072】請求項5では、赤外線検出手段の集積化に
よって、消火ロボットの自律走行が一層容易になると共
に、その信頼性を向上できる。
【0073】請求項6では、モータ等の赤外線検出手段
の駆動手段を消火システムに付加する必要がないため、
消火システムの軽量化、省電力化が実現できる。従っ
て、広範囲に多数の消火システムを設置する高速道路等
の火災報知に一層適している。また、必要に応じて消火
ロボットとの部品共用化が可能になる。
【0074】請求項7では、赤外線検出手段の集積化に
よって、消火システムの自発的な火災報知が一層容易に
なると共に、その信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る消火ロボットの一例を説明する図
【図2】図1に示す消火ロボットを高速道路の消火シス
テムに用いた場合の一例を説明する図
【図3】本発明に係る赤外線検出手段の一例の構成図
【図4】図3に示すシリコン半導体基板の平面図であ
る。
【図5】図4に示す5−5線断面図
【図6】図4に示す6−6線断面図
【図7】図3〜図6に示す赤外線感知手段の取り付け構
造の一例を説明する図
【図8】図3〜図6に示す揺動体の傾斜角検出回路の一
例の回路図
【図9】図3〜図6に示す別の赤外線感知手段の構造の
一例を説明する図
【図10】従来の火災用ロボット設備の一例を示す図
【符号の説明】
1…消火ロボット、11…通信手段、12…探知手段、
13…決定手段、14…移動手段、15…消火手段、5
0…路面、51…側壁、61,62…格納庫、71〜7
3…火災報知器、101…赤外線検出手段、110…検
出基板、111…外枠、112…揺動内枠、113…揺
動体、114,115…支持梁、120…第1コイル、
130…第2コイル、140…赤外線感知手段、R…高
速道路、Y…第1回転軸、X…第2回転軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2E189 FA01 FA04 FB01 FB06 FB09 3F060 AA00 AA09 BA10 CA12 CA13 GD11 5C085 AA01 AA13 AB01 BA14 DA04 DA16 DA17 FA31 5G405 AA10 AB05 AD05 BA07 CA46 CA51 DA04 DA21 DA22 FA21

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定視野内を縦および横方向に走査しな
    がら、入射した赤外線を検出する赤外線検出手段と、 検出した視野内の赤外線分布に基づいて火災源を決定す
    る決定手段と、 決定した火災源に向って移動する移動手段と、 火災源の消火手段とから構成したことを特徴とする消火
    ロボット。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の消火ロボット及び火災報
    知器からなる消火システムであって、 前記消火ロボットに、火災報知を受ける受信手段を設け
    ると共に、 前記火災報知器に、少なくとも火災源の位置を消火ロボ
    ットに通報するための送信手段を設けて構成したことを
    特徴とする消火システム。
  3. 【請求項3】 前記火災報知器に、一定視野内を縦およ
    び横方向に走査しながら、入射した赤外線を検出する赤
    外線検出手段と、検出した視野内の赤外線分布に基づい
    て火災源を決定する決定手段とを付設して構成したこと
    を特徴とする請求項2記載の消火システム。
  4. 【請求項4】 前記赤外線検出手段を、弾性部材からな
    る支持梁を介して外枠に取り付け、この支持梁を第1回
    転軸とした傾斜可能な揺動内枠と、 この揺動内枠に弾性部材からなる支持梁を介して取り付
    け、この支持梁を第1回転軸に直交する第2回転軸とし
    た傾斜可能な揺動体と、 この揺動体に設けた赤外線感知手段と、 前記揺動内枠に配線して揺動内枠を傾斜させる第1コイ
    ルと、 第1コイルおよび第1回転軸に磁束の向きを直交させた
    第1永久磁界と、 前記揺動体に配線して揺動体を傾斜させる第2コイル
    と、 第2コイルおよび第2回転軸に磁束の向きを直交させた
    第2永久磁界とから構成したことを特徴とする請求項1
    記載の消火ロボット。
  5. 【請求項5】 前記赤外線検出手段を、半導体プロセス
    によって形成したことを特徴とする請求項1又は請求項
    4記載の消火ロボット。
  6. 【請求項6】 前記消火ロボット若しくは火災報知器、
    又は消火ロボット及び火災報知器の赤外線検出手段を、
    弾性部材からなる支持梁を介して外枠に取り付け、この
    支持梁を第1回転軸とした傾斜可能な揺動内枠と、 この揺動内枠に弾性部材からなる支持梁を介して取り付
    け、この支持梁を第1回転軸に直交する第2回転軸とし
    た傾斜可能な揺動体と、 この揺動体に設けた赤外線感知手段と、 前記揺動内枠に配線して揺動内枠を傾斜させる第1コイ
    ルと、 第1コイルおよび第1回転軸に磁束の向きを直交させた
    第1永久磁界と、 前記揺動体に配線して揺動体を傾斜させる第2コイル
    と、 第2コイルおよび第2回転軸に磁束の向きを直交させた
    第2永久磁界とから構成したことを特徴とする請求項2
    又は請求項3記載の消火システム。
  7. 【請求項7】 前記消火ロボット若しくは火災報知器、
    又は消火ロボット及び火災報知器の赤外線検出手段を、
    半導体プロセスによって形成したことを特徴とする請求
    項2、請求項3又は請求項6記載の消火システム。
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Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042271A (ja) * 2000-07-24 2002-02-08 Morita Corp 消防用映像伝送システム
GB2387111A (en) * 2002-04-05 2003-10-08 Marconi Applied Techn Ltd Extinguishing fires
WO2005018749A1 (ja) * 2003-08-21 2005-03-03 Tmsuk Co., Ltd. 消火ロボット
EP1640934A2 (en) * 2004-09-23 2006-03-29 Lg Electronics Inc. Fire alarm system and method
KR100690661B1 (ko) * 2004-12-29 2007-03-09 엘지전자 주식회사 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법
KR100690658B1 (ko) * 2004-12-29 2007-03-09 엘지전자 주식회사 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법
KR100840837B1 (ko) * 2007-01-05 2008-06-23 위아 주식회사 무인소방로봇장치
CN100402244C (zh) * 2005-10-27 2008-07-16 公安部上海消防研究所 具有防爆特征的消防侦察机器人
KR100942454B1 (ko) * 2007-06-28 2010-02-12 재단법인대구경북과학기술원 이동 기기를 이용한 화재 진압 시스템 및 방법
JP2010029314A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Hochiki Corp 消火器具搬送装置
CN103252767A (zh) * 2012-02-21 2013-08-21 天津职业技术师范大学 一种超高压水射流机器人
CN103659841A (zh) * 2013-12-27 2014-03-26 国家电网公司 一种巡检机器人设备自动对准系统及其对准方法
CN104127978A (zh) * 2014-07-29 2014-11-05 上海工程技术大学 一种家用智能消防车
CN104587629A (zh) * 2015-01-19 2015-05-06 滨州学院 移动式自动灭火机器人及其灭火方法
CN105252514A (zh) * 2015-10-31 2016-01-20 武汉科技大学 一种消防机器人及其装配方法
CN106217379A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 张玉华 一种火场救援智能机器人
CN106448031A (zh) * 2016-10-21 2017-02-22 上海腾盛智能安全科技股份有限公司 一种火焰探测器检测系统
CN106548585A (zh) * 2016-10-31 2017-03-29 黎志明 公共广播影视系统
CN106683323A (zh) * 2017-01-24 2017-05-17 深圳双创科技发展有限公司 一种基于机器人的预警管理方法及系统
CN107982821A (zh) * 2017-10-09 2018-05-04 南京邮电大学 一种基于物联网的仓库智能防火机器人
CN108230597A (zh) * 2018-01-08 2018-06-29 浙江国自机器人技术有限公司 一种智能移动平台火灾预警系统及其方法
CN108724212A (zh) * 2018-06-05 2018-11-02 芜湖易迅生产力促进中心有限责任公司 一种防爆消防侦察机器人
CN109410504A (zh) * 2018-11-28 2019-03-01 重庆工业职业技术学院 一种自组网式火灾监测机器人
CN110575637A (zh) * 2019-09-16 2019-12-17 大连工业大学 高速公路应急救援与巡检机器人
CN110834687A (zh) * 2019-09-27 2020-02-25 安徽延达智能科技有限公司 一种消防机器人用移动底盘
CN111214790A (zh) * 2019-12-02 2020-06-02 华南理工大学广州学院 一种消防机器人的移动底盘
CN111481865A (zh) * 2020-04-22 2020-08-04 中国科学院微小卫星创新研究院 一种消防机器人系统及其使用方法
CN111640274A (zh) * 2020-04-24 2020-09-08 山东大学 适用于隧道火灾智能监测预警与应急处理系统及方法
CN112044013A (zh) * 2020-09-18 2020-12-08 宿州赛尔沃德物联网科技有限公司 一种机器人消防救援系统

Cited By (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042271A (ja) * 2000-07-24 2002-02-08 Morita Corp 消防用映像伝送システム
GB2387111A (en) * 2002-04-05 2003-10-08 Marconi Applied Techn Ltd Extinguishing fires
WO2005018749A1 (ja) * 2003-08-21 2005-03-03 Tmsuk Co., Ltd. 消火ロボット
US7182144B2 (en) 2003-08-21 2007-02-27 Tmsuk Co., Ltd. Fire-fighting robot
EP1640934A2 (en) * 2004-09-23 2006-03-29 Lg Electronics Inc. Fire alarm system and method
EP1640934A3 (en) * 2004-09-23 2007-02-21 Lg Electronics Inc. Fire alarm system and method
US7283057B2 (en) 2004-09-23 2007-10-16 Lg Electronics Inc. Fire alarm spreading system and method
KR100690658B1 (ko) * 2004-12-29 2007-03-09 엘지전자 주식회사 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법
KR100690661B1 (ko) * 2004-12-29 2007-03-09 엘지전자 주식회사 로봇청소기를 이용한 화재 진화장치 및 방법
CN100402244C (zh) * 2005-10-27 2008-07-16 公安部上海消防研究所 具有防爆特征的消防侦察机器人
KR100840837B1 (ko) * 2007-01-05 2008-06-23 위아 주식회사 무인소방로봇장치
KR100942454B1 (ko) * 2007-06-28 2010-02-12 재단법인대구경북과학기술원 이동 기기를 이용한 화재 진압 시스템 및 방법
JP2010029314A (ja) * 2008-07-25 2010-02-12 Hochiki Corp 消火器具搬送装置
CN103252767A (zh) * 2012-02-21 2013-08-21 天津职业技术师范大学 一种超高压水射流机器人
CN103659841A (zh) * 2013-12-27 2014-03-26 国家电网公司 一种巡检机器人设备自动对准系统及其对准方法
CN104127978A (zh) * 2014-07-29 2014-11-05 上海工程技术大学 一种家用智能消防车
CN104587629A (zh) * 2015-01-19 2015-05-06 滨州学院 移动式自动灭火机器人及其灭火方法
CN105252514A (zh) * 2015-10-31 2016-01-20 武汉科技大学 一种消防机器人及其装配方法
CN106217379A (zh) * 2016-08-31 2016-12-14 张玉华 一种火场救援智能机器人
CN106448031A (zh) * 2016-10-21 2017-02-22 上海腾盛智能安全科技股份有限公司 一种火焰探测器检测系统
CN106548585A (zh) * 2016-10-31 2017-03-29 黎志明 公共广播影视系统
CN106683323A (zh) * 2017-01-24 2017-05-17 深圳双创科技发展有限公司 一种基于机器人的预警管理方法及系统
CN107982821A (zh) * 2017-10-09 2018-05-04 南京邮电大学 一种基于物联网的仓库智能防火机器人
CN108230597A (zh) * 2018-01-08 2018-06-29 浙江国自机器人技术有限公司 一种智能移动平台火灾预警系统及其方法
CN108724212A (zh) * 2018-06-05 2018-11-02 芜湖易迅生产力促进中心有限责任公司 一种防爆消防侦察机器人
CN109410504A (zh) * 2018-11-28 2019-03-01 重庆工业职业技术学院 一种自组网式火灾监测机器人
CN110575637A (zh) * 2019-09-16 2019-12-17 大连工业大学 高速公路应急救援与巡检机器人
CN110834687A (zh) * 2019-09-27 2020-02-25 安徽延达智能科技有限公司 一种消防机器人用移动底盘
CN111214790A (zh) * 2019-12-02 2020-06-02 华南理工大学广州学院 一种消防机器人的移动底盘
CN111481865A (zh) * 2020-04-22 2020-08-04 中国科学院微小卫星创新研究院 一种消防机器人系统及其使用方法
CN111640274A (zh) * 2020-04-24 2020-09-08 山东大学 适用于隧道火灾智能监测预警与应急处理系统及方法
CN112044013A (zh) * 2020-09-18 2020-12-08 宿州赛尔沃德物联网科技有限公司 一种机器人消防救援系统

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