一种用于商业公寓的智能消防机器人及其系统

技术领域

本发明涉及消防机器人技术领域，尤其涉及一种用于商业公寓的智能消防机器人及其系统。

背景技术

在现有技术中，一般采用人工消防巡逻，但是，人工消防巡逻很难二十四小时在线，在极易发生火灾的夜晚，人工消防巡逻就会懈怠，从而产生严重的后果；因此，亟须一种用于商业公寓的智能消防机器人及其系统。

经检索，中国专利申请号为202010320711.2的专利，公开了一种消防机器人及消防机器人灭火系统，包括：底盘驱动系统，用于进行消防机器人的导航行走；导航传感系统，用于在控制系统的控制下进行导航，并对消防机器人进行自动定位；通讯系统，用于通过无线网络将消防机器人状况信息和火情信息发送给后台系统，并将后台系统发送的控制指令转发给控制系统；火焰识别系统，用于通过图像算法对周围一定范围内的火源进行火焰识别和测距，对火源进行定位，并将火情信息通过通讯系统进行发送。上述专利中存在以下不足：对于火灾现场，其路况较为复杂，机器人需要根据现场情况进行自动判断分析，以提高救灾效率，而该系统不能根据现场情况进行研判。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于商业公寓的智能消防机器人及其系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于商业公寓的智能消防机器人，包括机器人主体，所述机器人主体的两端设置有履带，所述机器人主体的顶部转动连接有固定壳，固定壳的一端活动连接有喷水筒，所述固定壳的内部设有气缸，气缸输出端连接于喷水筒的一端外壁，固定壳的内部固定连接有水泵和转动电机，所述转动电机的输出端固定连接于固定壳的内壁，水泵的输出端固定连接于喷水筒的一端，机器人主体的一侧固定连接有管接口，机器人主体的顶部固定连接有信号接收器，机器人主体的一侧固定连接有摄像头和照明灯。

一种用于商业公寓的智能消防机器人系统，包括中央控制器，所述中央控制器内存储有RAM系统，中央控制器通信连接有电源模块、存储模块、图像采集模块、无线通讯模块、驱动模块、水压控制模块、GPS定位模块、烟雾检测模块，所述图像采集模块包含有热成像单元、摄像单元、人体特征检测单元、障碍物规避单元和火焰识别单元，热成像单元和摄像单元与机器人主体外壁的摄像头通信连接，用于对周边环境进行热成像检测和拍摄。

所述人体特征检测单元、障碍物规避单元和火焰识别单元与热成像单元和摄像单元通信连接，对拍摄的画面进行检测，自动采集“火”的图像，将图像信息传输给中央控制器，并通过火焰识别算法识别确认火源，将结果通过无线通讯模块传回后台系统，火焰识别单元通过近红外、紫外双波段火焰探测系统，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具体位置。

所述驱动模块与机器人主体底部的履带控制连接，履带连接有驱动结构，图像采集模块实时感测路面信息，并将路面信息传送至中央控制器，中央控制器根据路面信息进行行为决策分析并转化成目标驱动控制指令；中央控制器向驱动模块发送目标驱动控制指令；驱动模块根据目标驱动控制指令运算处理后向驱动机构发送扭矩和转动方向的控制信号，驱动机构将电机扭矩和转动方向控制信号处理后转换为驱动指令，控制驱动执行机构执行驱动指令输出目标转动方向及扭矩，实现车辆的动力驱动控制。

所述无线通讯模块包含有5G网络通讯单元、报警单元和远程监控平台，当机器人发现火源时中央控制器向报警单元发送报警信息，报警信息通过5G网络通讯单元发送信息至远程监控平台，无线通讯模块还包括多个协处理器、主处理器；主处理器上设置有IP协议栈子单元，主处理器包括通信接口，主处理器与多个协处理器之间通过通信接口连接，主处理器与5G网络通讯单元连接；每个协处理器发送给云端服务器的数据经对应的通信接口发送给主处理器后通过IP协议栈子单元处理，经5G网络通讯单元发送给云端服务器，云端服务器发送给协处理器的数据经5G网络通讯单元发送给主处理器后通过IP协议栈子单元处理后经对应的通信接口发送给对应的协处理器。

所述烟雾检测模块通信连接有烟雾传感器和烟雾报警装置，其中：烟雾传感器，用于采集烟雾信息，并将烟雾信息传输给烟雾检测模块。

所述电源模块包括电池监控单元、上电管理单元和供电电池，上电管理单元分别与电池监控单元及中央控制器通讯连接，上电管理单元包括控制电输出接口、动力电输出接口、动力电上电继电器、MOSFET和光耦隔离子单元。

其中所述供电电池的电源输出经过电池监控单元进入上电管理单元中，当驱动模块运行时，则中央控制器首先发出占空比从0-100％逐渐增大的驱动信号，驱动信号经过光耦隔离子单元隔离后，驱动MOSFET逐渐开通，使得控制电输出接口的电压变化趋势为0V-24V逐渐增加，从而起到缓冲上电的目的。

所述烟雾检测模块用于接收烟雾信息，并将烟雾信息进行采样，并将采样结果传输给中央控制器；中央控制器通过调取存储模块内的数据进行比对分析，得出烟雾的成分，烟雾报警装置，用于接收中央控制器发出的报警信号，并将报警信号通过无线通讯模块传输给远程监控平台。

本发明的有益效果为：

1.一种用于商业公寓的智能消防机器人及其系统，通过设置中央控制器，中央控制器分别连接有图像采集模块、无线通讯模块以及存储模块；所述中央控制器用于收集热成像单元以及摄像单元采集到的信息，并对其进行分析处理后，经过无线通讯模块传输至远程监控平台；通过中央控制器控制驱动模块，使得机器人按照预定的线路进行行走侦查；当热成像单元以及摄像单元检测到着火源时，则中央控制器立即控制水压控制模块，进行灭火，同时报警单元运行，进行报警，对各个角落实施全方位的检测，在无人值守的情况下出现异常时，能够主动克服消除各种潜在隐患，实现机器人消防侦查工作。

附图说明

图1为本发明提出的一种用于商业公寓的智能消防机器人的整体结构示意图；

图2为本发明提出的一种用于商业公寓的智能消防机器人的侧视结构示意图；

图3为本发明提出的一种用于商业公寓的智能消防机器人系统的中央控制器意图；

图4为本发明提出的一种用于商业公寓的智能消防机器人系统的图像采集模块示意图；

图5为本发明提出的一种用于商业公寓的智能消防机器人系统的无线通讯模块示意图。

图中：1-机器人主体、2-信号接收器、3-固定壳、4-喷水筒、5-摄像头、6-照明灯、7-履带、8-管接口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1：

一种用于商业公寓的智能消防机器人，如图1所示，包括机器人主体（1），所述机器人主体（1）的两端设置有履带（7），所述机器人主体（1）的顶部转动连接有固定壳（3），固定壳（3）的一端活动连接有喷水筒（4），所述固定壳（3）的内部设有气缸，气缸输出端连接于喷水筒（4）的一端外壁，固定壳（3）的内部固定连接有水泵和转动电机，所述转动电机的输出端固定连接于固定壳（3）的内壁，水泵的输出端固定连接于喷水筒（4）的一端，机器人主体（1）的一侧固定连接有管接口（8），机器人主体（1）的顶部固定连接有信号接收器（2），机器人主体（1）的一侧固定连接有摄像头（5）和照明灯（6）。

实施例2：

一种用于商业公寓的智能消防机器人系统，包括中央控制器，所述中央控制器内存储有RAM系统，中央控制器通信连接有电源模块、存储模块、图像采集模块、无线通讯模块、驱动模块、水压控制模块、GPS定位模块、烟雾检测模块，所述图像采集模块包含有热成像单元、摄像单元、人体特征检测单元、障碍物规避单元和火焰识别单元，热成像单元和摄像单元与机器人主体（1）外壁的摄像头（5）通信连接，用于对周边环境进行热成像检测和拍摄，人体特征检测单元、障碍物规避单元和火焰识别单元与热成像单元和摄像单元通信连接，对拍摄的画面进行检测，自动采集“火”的图像，将图像信息传输给中央控制器，并通过火焰识别算法识别确认火源，将结果通过无线通讯模块传回后台系统，火焰识别单元通过近红外、紫外双波段火焰探测系统，搭载智能火焰识别算法，可对周围10-20米范围内的火源做出反应，通过图像算法处理实现火焰识别和测距，从而迅速定位出火源的具体位置。

所述驱动模块与机器人主体（1）底部的履带（7）控制连接，履带（7）连接有驱动结构，图像采集模块实时感测路面信息，并将路面信息传送至中央控制器，中央控制器根据路面信息进行行为决策分析并转化成目标驱动控制指令；中央控制器向驱动模块发送目标驱动控制指令；驱动模块根据目标驱动控制指令运算处理后向驱动机构发送扭矩和转动方向的控制信号，驱动机构将电机扭矩和转动方向控制信号处理后转换为驱动指令，控制驱动执行机构执行驱动指令输出目标转动方向及扭矩，实现车辆的动力驱动控制。

所述无线通讯模块包含有5G网络通讯单元、报警单元和远程监控平台，当机器人发现火源时中央控制器向报警单元发送报警信息，报警信息通过5G网络通讯单元发送信息至远程监控平台，无线通讯模块还包括多个协处理器、主处理器；主处理器上设置有IP协议栈子单元，主处理器包括通信接口，主处理器与多个协处理器之间通过通信接口连接，主处理器与5G网络通讯单元连接；每个协处理器发送给云端服务器的数据经对应的通信接口发送给主处理器后通过IP协议栈子单元处理，经5G网络通讯单元发送给云端服务器，云端服务器发送给协处理器的数据经5G网络通讯单元发送给主处理器后通过IP协议栈子单元处理后经对应的通信接口发送给对应的协处理器。

所述烟雾检测模块通信连接有烟雾传感器和烟雾报警装置，其中：烟雾传感器，用于采集烟雾信息，并将烟雾信息传输给烟雾检测模块；烟雾检测模块用于接收烟雾信息，并将烟雾信息进行采样，并将采样结果传输给中央控制器；中央控制器通过调取存储模块内的数据进行比对分析，得出烟雾的成分，烟雾报警装置，用于接收中央控制器发出的报警信号，并将报警信号通过无线通讯模块传输给远程监控平台。

所述电源模块包括电池监控单元、上电管理单元和供电电池，上电管理单元分别与电池监控单元及中央控制器通讯连接，上电管理单元包括控制电输出接口、动力电输出接口、动力电上电继电器、MOSFET和光耦隔离子单元，其中供电电池的电源输出经过电池监控单元进入上电管理单元中，当驱动模块运行时，则中央控制器首先发出占空比从0-100％逐渐增大的驱动信号，驱动信号经过光耦隔离子单元隔离后，驱动MOSFET逐渐开通，使得控制电输出接口的电压变化趋势为0V-24V逐渐增加，从而起到缓冲上电的目的。

工作原理：通过设置中央控制器，中央控制器分别连接有图像采集模块、无线通讯模块以及存储模块；所述中央控制器用于收集热成像单元以及摄像单元采集到的信息，并对其进行分析处理后，经过无线通讯模块传输至远程监控平台；通过中央控制器控制驱动模块，使得机器人按照预定的线路进行行走侦查；当热成像单元以及摄像单元检测到着火源时，则中央控制器立即控制水压控制模块，进行灭火，同时报警单元运行，进行报警，对各个角落实施全方位的检测，在无人值守的情况下出现异常时，能够主动克服消除各种潜在隐患，实现机器人消防侦查工作

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。