[發明專利]用于復雜環境中的全自主消防滅火偵察機器人及工作方法

在審

• 申請號: 202010522825.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111617414A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 謝北萍;鮑明松;鄭安;姬增起;姚世偉;孫洪秀;賈衛國
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團應急預警與救援裝備股份有限公司;山東國興智能科技股份有限公司
• 主分類號: A62C27/00
• 分類號: A62C27/00;A62C37/00
• 代理公司: 濟南舜科知識產權代理事務所(普通合伙) 37274
• 代理人: 徐娟

1.用于復雜環境中的全自主消防滅火偵察機器人，其特征在于，包括，

車體，所述車體用于對安裝于車體兩側的懸掛組件以及安裝于車體上部的各組件進行連接支撐；

懸掛組件，用于驅動車體移動；

安裝于車體上的消防滅火組件、偵察組件、降溫組件、傳感照明組件；

以及安裝于車體內部的控制模塊和通訊模塊；

其中，所述懸掛組件包括輪系組件、驅動組件、支撐側板和履帶，所述輪系組件用于導向和承托履帶；所述驅動組件與履帶嚙合連接；所述支撐側板是懸掛組件的主體，支撐側板通過軟連接與輪系組件連接，支撐側板還與車體連接，用于支撐車體并承受轉向扭矩；

所述消防滅火組件包括消防水炮、攝像頭，所述消防水炮通過連接件與車體連接，能夠實現回轉和俯仰調整，所述攝像頭固定于消防水炮上且能隨消防水炮移動；

所述偵察組件包括二維云臺、攝像機、熱成像儀、氣體傳感器和溫濕度傳感器，所述二維云臺固定于車體上方，所述攝像機和熱成像儀均固定于二維云臺上，通過二維云臺實現360°回轉和俯仰觀測，所述氣體傳感器和溫濕度傳感器均固定于車體上；

所述降溫組件通過連接接頭固定于消防水炮的炮管上，用于整個設備的降溫；

所述傳感照明組件包括避障傳感器、防爆大燈、防爆激光雷達，避障傳感器用于通過激光掃描前端障礙物并反饋，實現避障；防爆大燈用于對能見度較低的環境實施照明；防爆激光雷達用于通過激光掃描周圍環境，實現繪圖，通過算法規劃路線，實現自主巡航；

所述控制模塊與消防滅火組件、偵察組件、降溫組件、傳感照明組件、通訊模塊連接，用于實現對機器人的信息融合、指令解析和編碼、運動控制和作業；

所述通訊模塊用于實現機器人接收外部指令和發送偵察組件采集的參數。

2.如權利要求1所述的用于復雜環境中的全自主消防滅火偵察機器人，其特征在于，所述驅動組件由驅動輪、傳動部件和固定部件組成，驅動組件通過固定部件與車體連接，傳動部件與驅動輪連接，驅動輪與履帶嚙合連接。

3.如權利要求2所述的用于復雜環境中的全自主消防滅火偵察機器人，其特征在于，所述驅動組件與車體連接處設有密封圈，防護等級IP67，驅動組件與車體形成防爆結合面，長度和間隙滿足二類防爆要求。

4.如權利要求1所述的用于復雜環境中的全自主消防滅火偵察機器人，其特征在于，所述履帶為插齒履帶，包覆于輪系組件外部，履帶通過驅動組件傳遞的扭矩帶動車體移動。

5.如權利要求1所述的用于復雜環境中的全自主消防滅火偵察機器人，其特征在于，所述避障傳感器、防爆大燈、防爆激光雷達均固定于車體的前端。

6.如權利要求1-5任一所述的用于復雜環境中的全自主消防滅火偵察機器人的工作方法，其特征在于，步驟如下：

1)機器人移動：工作人員發出指令，機器人利用通訊模塊接收指令后傳輸至控制模塊，機器人中的控制模塊控制驅動組件驅動履帶移動，帶動機器人進入待作業指定地點；

2)機器人位置環境建模地圖構建：機器人在移動過程中，控制模塊控制激光雷達工作，對機器人前方環境掃描搜索并構建區域地圖，確定自身處于地圖中的位置；同時，機器人還將記憶自身的移動路線；

3)機器人避障：機器人在移動過程中，控制模塊控制避障傳感器工作，實現對車體前方障礙物的判別；當遇到障礙物時，機器人停止前移并配合建模的地圖進行避讓，并在地圖中進行標記，為返程或其它機器人進入現場提供指導；

4)機器人自主偵察：機器人在移動或靜止過程中，控制模塊控制氣體傳感器和溫濕度傳感器工作，實現對現場環境氣體、溫濕度參數的采集；同時，控制模塊還配合控制二維云臺帶動攝像機、熱成像儀，對機器人周圍現場環境圖像、視頻偵察，采集和偵察的現場環境參數、圖像和視頻通過通訊模塊上傳供工作人員分析和決策；

5)機器人自主滅火：控制模塊控制二維云臺進行角度調整，帶動熱成像儀對環境掃描，當檢測到火源位置時，控制模塊控制消防水炮進行角度調整，實現滅火；在此過程中，控制模塊控制攝像頭工作，實現對滅火時水流的噴射情況觀測，觀測的圖像視頻同樣經通訊模塊上傳供工作人員進行位置微調；

6)機器人自降溫：機器人進入火災高溫場所偵察和滅火時，降溫組件開啟，實現水流和霧氣噴灑，降低自身溫度，保護上裝組件和內部元器件；

7)機器人照明：當現場光照不足時，防爆大燈開啟實現補光。