[發(fā)明專利]消防機(jī)器人的控制系統(tǒng)及其控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710688443.8
• 申請日: 2017-08-12
• 公開（公告）號(hào): CN107441665A
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 婁紅杰
• 申請（專利權(quán)）人: 山東凌鵬自動(dòng)化技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A62C37/00
• 分類號(hào): A62C37/00
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所37218
• 代理人: 張貴賓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種消防機(jī)器人的控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

近些年，消防機(jī)器人不斷發(fā)展。消防機(jī)器人可以替代消防員，前往危險(xiǎn)區(qū)域展開滅火作業(yè)，特別適用于油氣倉庫，化學(xué)品倉庫等危險(xiǎn)區(qū)域。消防機(jī)器人的廣泛應(yīng)用可以減少火災(zāi)對消防員人身傷害。另外，城市當(dāng)中一些老舊小區(qū)，經(jīng)常因?yàn)橄劳ǖ蓝氯鴮?dǎo)致消防車無法靠近火災(zāi)現(xiàn)場，耽誤寶貴的救援時(shí)間。消防機(jī)器人作為消防設(shè)備的延伸，具備體積小，部署靈活，安全性高等特點(diǎn)，可靈活部署到消防車難以到達(dá)的火災(zāi)現(xiàn)場。傳統(tǒng)的消防機(jī)器人功能單一，在火災(zāi)現(xiàn)場只能完成滅火任務(wù)，功能性擴(kuò)展性不強(qiáng)。本發(fā)明提供一種消防機(jī)器人控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具備良好的可靠性、防護(hù)性和擴(kuò)展性。能夠大幅度提高消防機(jī)器人功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種消防機(jī)器人的控制系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)具備良好的可靠性、防護(hù)性和擴(kuò)展性，能夠豐富和拓展現(xiàn)有消防機(jī)器人功能。

本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種消防機(jī)器人的控制系統(tǒng)，包括機(jī)器人本體、便攜式手持遙控器、后臺(tái)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)裝置，其中，機(jī)器人本體與其余三者分別連接；機(jī)器人本體上安裝有用于噴水的水炮；

機(jī)器人本體，包含通訊模塊裝置，控制模塊裝置，驅(qū)動(dòng)模塊裝置一，驅(qū)動(dòng)模塊裝置二，升降模塊裝置，云臺(tái)控制模塊裝置，電源管理模塊裝置，其中，控制模塊裝置與其余模塊裝置分別連接；驅(qū)動(dòng)模塊裝置一用于控制機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)模塊裝置二用于控制水炮轉(zhuǎn)動(dòng)，升降模塊裝置上安裝有云臺(tái)，云臺(tái)具備水平方向和垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)功能。

所述的手持遙控器，包括控制模塊裝置，液晶顯示模塊裝置，通訊模塊裝置，按鍵采集模塊裝置以及兩個(gè)搖桿電位器，其中，控制模塊裝置與其余四者分別連接。

所述的手持遙控器，通訊模塊采用低功耗，遠(yuǎn)距離低功耗的LoRa或者ZigBee無線通訊方式；控制模塊裝置包括相互連接的通訊接口電路和AD采集電路。

所述的機(jī)器人本體，包含控制模塊，以及與之分別連接的通訊模塊、驅(qū)動(dòng)模塊一、驅(qū)動(dòng)模塊二、升降模塊、云臺(tái)控制模塊、電源管理模塊和其他模塊。

所述的機(jī)器人本體，通訊模塊與手持遙控器所采用的通訊模塊一對一配對使用，采用遠(yuǎn)距離低功耗的LoRa或者ZigBee無線通訊方式；

所述機(jī)器人本體控制模塊，包含相互連接的電池電壓采集電路，通訊電路，驅(qū)動(dòng)器接口電路，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及傳感器接口電路；

所述機(jī)器人本體驅(qū)動(dòng)模塊一，包含兩個(gè)大功率直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；

所述機(jī)器人本體驅(qū)動(dòng)模塊二，包含三路直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；

所述機(jī)器人本體升降模塊，包含一路直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及位置反饋裝置；

所述機(jī)器人本體升降模塊上安裝有云臺(tái)，云臺(tái)具備水平方向和垂直方向轉(zhuǎn)動(dòng)功能。

所述機(jī)器人本體云臺(tái)控制模塊，保留RS485，RS422以及RS232等控制接口。

所述機(jī)器人本體電源管理模塊，包含電池以及電池電壓采集電路，過流保護(hù)電路等。

所述機(jī)器人本體其他模塊，包含分別與控制模塊連接的防撞觸邊，超聲避障模塊，警示燈模塊，聲音報(bào)警模塊，有害氣體檢測模塊以及生命探測模塊等。

一種消防機(jī)器人的控制系統(tǒng)及其方法，包括：

系統(tǒng)分為便攜式手持遙控器，機(jī)器人本體，后臺(tái)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)裝置四個(gè)主要部分。便攜式手持遙控器主要作用是現(xiàn)場消防人員操作機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)，水炮動(dòng)作以及顯示機(jī)器人本體狀態(tài)，機(jī)器人本體主要作用是將消防水炮運(yùn)載到火災(zāi)現(xiàn)場，控制水炮噴射角度，完成滅火任務(wù)。同時(shí)，機(jī)器人本體所搭載的傳感器可將現(xiàn)場有害氣體濃度以及氧氣濃度上報(bào)到遙控器。機(jī)器人本體還搭載具備升降功能的云臺(tái)攝像機(jī)，能夠?qū)⒒馂?zāi)現(xiàn)場圖像傳輸?shù)胶笈_(tái)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)裝置。

該消防機(jī)器人的控制系統(tǒng)的詳細(xì)工作流程如下：

首先，消防員將消防機(jī)器人本體運(yùn)送到火災(zāi)現(xiàn)場，在火災(zāi)現(xiàn)場附近安全區(qū)域部署消防機(jī)器人系統(tǒng)。消防員將遙控器、機(jī)器人本體以及后臺(tái)開機(jī)。開機(jī)完成后遙控器、后臺(tái)以及機(jī)器人本體自動(dòng)建立無線通訊。

然后，消防員用遙控器操控機(jī)器人本體，前往火災(zāi)現(xiàn)場滅火。機(jī)器人本體搭載具備升降功能的云臺(tái)，能夠?qū)⒒馂?zāi)現(xiàn)場圖像傳輸給后臺(tái)，后臺(tái)圖像可通過4G技術(shù)，將現(xiàn)場圖像傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心。機(jī)器人本體搭載有防撞觸邊，超聲避障模塊，警示燈模塊，聲音報(bào)警模塊，有害氣體檢測模塊以及生命探測模塊，在保證現(xiàn)場人員，機(jī)器人安全的同時(shí)，還可獲取火災(zāi)現(xiàn)場視頻圖像，有效輔助消防員了解火災(zāi)現(xiàn)場災(zāi)情。