[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于氣體濃度梯度驅(qū)動(dòng)的氣體源定位裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110434444.6
• 申請(qǐng)日: 2021-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113358817B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫舉洪;趙永禮;楊志蒙;銀建新;彭志
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/00;G01D21/02
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發(fā)明涉及一種基于氣體濃度梯度驅(qū)動(dòng)的氣體源定位裝置，裝置包括機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)以及同時(shí)置于其上的主控制器、傳感器陣列模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊和人機(jī)交互模塊；傳感器陣列模塊包括平板、電路接口和氣體傳感器；氣體傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所處區(qū)域的氣體濃度并發(fā)送至主控器；傳感器陣列模塊與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊連接；主控器同時(shí)與傳感器陣列模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊、人機(jī)交互模塊和機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)連接，以基于氣體濃度梯度方向通過(guò)變角度追蹤驅(qū)動(dòng)裝置自動(dòng)鎖定氣體源位置，具體采用了自動(dòng)搜尋算法。本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)多種類(lèi)氣體的同時(shí)檢測(cè)，不需要配置風(fēng)向、風(fēng)速測(cè)試等儀器元件，能夠?qū)崿F(xiàn)三維空間內(nèi)的氣體檢測(cè)與氣體源的準(zhǔn)確定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于氣體源定位技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種氣體源定位裝置，尤其是涉及一種采用傳感器陣列的基于氣體濃度梯度驅(qū)動(dòng)的氣體源定位裝置。

背景技術(shù)

日常生產(chǎn)生活中，當(dāng)某些氣體特別是有毒、易燃、易爆等氣體濃度高于安全值時(shí)，會(huì)引起極大的危險(xiǎn)，這會(huì)給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。因此，實(shí)現(xiàn)氣體的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)和氣體源的快速定位，有利于及時(shí)實(shí)施應(yīng)對(duì)措施及救援，對(duì)于人們的生產(chǎn)生活具有重大意義。

目前業(yè)內(nèi)采用的氣體源定位技術(shù)多數(shù)是通過(guò)測(cè)量擴(kuò)散空間內(nèi)不同位置處的氣體濃度和風(fēng)向信息，然后結(jié)合氣體擴(kuò)散理論模型進(jìn)行運(yùn)算分析，從而實(shí)現(xiàn)氣體源位置的判定。此類(lèi)功能主要通過(guò)如下兩種技術(shù)路線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)：

(1)采用分布于測(cè)試區(qū)域內(nèi)不同位置的固定式無(wú)線(xiàn)傳感節(jié)點(diǎn)，通過(guò)傳感節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)信息，對(duì)測(cè)試區(qū)域內(nèi)的氣體分布特性進(jìn)行分析，從而推演出氣體源的位置，但該方法需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行傳感節(jié)點(diǎn)的優(yōu)化布置，當(dāng)存在障礙物和風(fēng)向干擾時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)判，并存在監(jiān)測(cè)盲點(diǎn)；

(2)采用攜帶氣體檢測(cè)裝置的移動(dòng)式機(jī)器人，通過(guò)群機(jī)器人的協(xié)同工作，從而分析氣體源的位置信息，然而此方法需要多臺(tái)機(jī)器人和相關(guān)設(shè)備，其成本和能耗較高，群機(jī)器人之間的有序協(xié)同工作控制復(fù)雜，其便攜性較差。

此外，以上兩種技術(shù)路線(xiàn)都需要配備風(fēng)向、風(fēng)速檢測(cè)裝置來(lái)輔助氣體源的定位，這使得其硬件設(shè)備復(fù)雜，其實(shí)現(xiàn)成本較高。

目前現(xiàn)有技術(shù)的不足之處可概括如下：

(1)只能針對(duì)一種氣體進(jìn)行檢測(cè)，若需要同時(shí)對(duì)多種氣體源進(jìn)行檢測(cè)，需要配置多臺(tái)設(shè)備，其設(shè)備成本較高；

(2)設(shè)備上需要配置風(fēng)速、風(fēng)向檢測(cè)等儀器部件，設(shè)備硬件復(fù)雜，便攜性能較差；

(3)多數(shù)設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)二維平面范圍內(nèi)的檢測(cè)，不具備三維空間的指示功能，實(shí)際應(yīng)用性能不高。

因此，亟待研究一種氣體源定位裝置以解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于氣體濃度梯度驅(qū)動(dòng)的氣體源定位裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于氣體濃度梯度驅(qū)動(dòng)的氣體源定位裝置，包括機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)以及同時(shí)置于其上的主控制器、傳感器陣列模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊和人機(jī)交互模塊；

主控器同時(shí)與傳感器陣列模塊、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊、人機(jī)交互模塊和機(jī)器人移動(dòng)平臺(tái)連接；傳感器陣列模塊與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模塊連接；