[發明專利]一種應用于倉庫的智能滅火小車及滅火方法

有效

• 申請號: 201710156149.2
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN107042006B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 王鑫;黃國輝;白需洋
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: A62C27/00
• 分類號: A62C27/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

1.一種應用于倉庫的智能滅火小車，其特征在于：包括步進電機、滾珠絲桿、直線導軌、LM滑塊、二維轉向臺、第一轉向舵機、第二轉向舵機、UVC攝像頭、紅外傳感器、滅火器噴嘴、滅火器、角行程執行器、滅火器連接軟管、不銹鋼底板、第一超聲波距離傳感器、第二超聲波距離傳感器、鋰電池組、中心控制器、無線通信模塊、光電管陣列、第一直流驅動電機、第二直流驅動電機、第三直流驅動電機、第四直流驅動電機、第一履帶、第二履帶、第三履帶、第四履帶、第一主動輪、第二主動輪、第三主動輪、第四主動輪、第一前置從動輪組、第二前置從動輪組、第一后置從動輪組、第二后置從動輪組、第一前置側板、第二前置側板、第一后置側板、第二后置側板和固定板；

所述的第一前置側板、第二前置側板、第一后置側板、第二后置側板通過螺絲固定于不銹鋼底板上；第一直流驅動電機固定于第一前置側板上，其軸承與第一主動輪相連；第一前置從動輪組安裝于第一前置側板上；第一履帶環繞于第一主動輪和第一前置從動輪組，第一主動輪與第一履帶咬合；第二直流驅動電機固定于第二前置側板上，其軸承與第二主動輪相連；第二前置從動輪組安裝于第二前置側板上；第二履帶環繞于第二主動輪和第二前置從動輪組，第二主動輪與第二履帶咬合；第三直流驅動電機固定于第一后置側板上，其軸承與第三主動輪相連；第一后置從動輪組安裝于第一后置側板上；第三履帶環繞于第三主動輪和第一后置從動輪組，第三主動輪與第三履帶咬合；第四直流驅動電機固定于第二后置側板上，其軸承與第四主動輪相連；第二后置從動輪組安裝于第二后置側板上；第四履帶環繞于第四主動輪和第二后置從動輪組，第四主動輪與第四履帶咬合；

所述的步進電機、滾珠絲桿、直線導軌、LM滑塊構成的垂直升降模塊通過固定板與不銹鋼底板固定；當步進電機轉動時，通過聯軸器帶動滾珠絲桿轉動，LM滑塊在直線導軌上實現升降；第一轉向舵機、第二轉向舵機安裝在二維轉向臺中，共同構成了轉向模塊；二維轉向臺通過螺絲固定于LM滑塊上；第一轉向舵機角度發生變化時，二維轉向臺在水平面上轉動，第二轉向舵機角度發生變化時，二維轉向臺在豎直平面轉動；UVC攝像頭固定于二維轉向臺上，通過USB線纜與無線通信模塊連接；紅外傳感器固定于二維轉向臺上，通過線纜與中心控制器相連；

所述的第一超聲波距離傳感器安裝于不銹鋼底板前端，第二超聲波距離傳感器安裝于不銹鋼底板后端；第一超聲波距離傳感器、第二超聲波距離傳感器通過線纜與中心控制器相連，計算出小車前后距離障礙物的距離從而調整行車路線；光電管陣列懸掛安裝于不銹鋼底板前端，通過掃描地面上的循跡標志確定前進方向和所在方位；

所述的滅火器可拆卸固定于不銹鋼底板上，角行程執行器安裝于滅火器的閥門上，與中心控制器相連，中心控制器發出控制信號使得角行程執行器的懸臂轉動壓下滅火器手柄，開啟滅火器；

所述的鋰電池組安裝不銹鋼底板上為全車提供電力來源。

2.根據權利要求1所述的一種應用于倉庫的智能滅火小車的滅火方法,其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

一種基于STM32F429平臺的自動智能滅火小車的無線通信模塊接收到含坐標位置的火警信息后，發送警報消息給中心控制器，中心控制器啟動第一直流驅動電機、第二直流驅動電機、第三直流驅動電機、第四直流驅動電機帶動小車行進；光電管陣列讀取地面粘貼的黑色軌跡信息并反饋給中央控制器來計算行進方向和小車所處坐標；第一超聲波距離傳感器和第二超聲波距離傳感器發射超聲波并接受反射波，由中心控制器計算前后障礙物和小車的距離，如果發現前方有障礙物，由中心控制器根據存儲在SD卡中的地圖進行計算，切換另外的路線；小車距離起火點5米以內時，中心控制器對步進電機發出控制信號使其順時針、逆時針交替旋轉，使得LM滑塊上下移動；中心控制器同時控制第一轉向舵機、第二轉向舵機進行90度角擺動；在步進電機、第一轉向舵機、第二轉向舵機的三維控制下，安裝在二維轉向臺上的紅外傳感器對周圍環境進行大范圍的掃描，當紅外強度達到極大值時說明小車距離火焰最近，此時中心控制器控制角行程執行器壓下滅火器的手柄，滅火介質通過滅火器連接軟管到達滅火器噴嘴噴向火焰；全過程中UVC攝像頭拍下現場視頻，通過USB線纜將畫面傳輸到無線通信模塊；無線通信模塊通過WiFi將火場視頻傳出。

3.根據權利要求2所述的一種應用于倉庫的智能滅火小車的滅火方法,其特征在于：所述的光電管陣列工作過程：

光電管陣列由24組光電對管組成，每組光電對管含有紅外發射管和紅外接收管；當地面具有發射特性時，發射管發射的紅外線被接收管接收，當地面貼有黑色標記時，接收管收到的反射光弱，通過單片機的ADC采集判斷某光電管下方是否有黑色標記；24個管子的組合判斷出黑色標記的位置和寬度；供循跡的黑色標記分為三條軌道；定位軌為小車提供準確的行進方向，當定位軌道偏離小車中心位置過多時，中心控制器控制小車兩邊電機的轉速從而修正方向；時鐘軌是等間距的斷續交替的黑色標記，數據軌用于傳送二進制信息；當光電管陣列檢測到時鐘軌有黑色標記時，會監測并判斷數據軌的信息；如果此時數據軌有黑色標記，記為1，否則記為0；當沒有檢測到時鐘軌有標記時，中心控制器不會去采集數據軌的標記；當小車行進時，小車采集軌道上的二進制信息。