CN106964090A - 一种自动切换灭火介质的消防机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种自动切换灭火介质的消防机器人，包括车体、行走装置、通信装置、遥控装置以及摄像头,还包括介质罐、软管、阀门、集管盘、喷头、处理器；所述介质罐包括用于储存干粉的第一罐体、用于储存二氧化碳的第二罐体、用于储存泡沫的第三罐体、用于储存水的第四罐体；所述集管盘固定于车体表面并与车体导通，所述集管盘上设置有四个通孔，所述通孔的一端固定有喷头；所述软管设置为四个，所述软管分别与第一罐体、第二罐体、第三罐体、第四罐体连通，所述软管还通过通孔与喷头连接；所述阀门设置于软管上；所述控制装置与所述阀门以及喷头连接；所述处理器内还存储有预设时期内的火灾资料包括火灾的种类扑灭的方式，所述处理器与摄像头连接。

Description

一种自动切换灭火介质的消防机器人及其控制方法

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，具体涉及一种自动切换灭火介质的消防机器人及其控制方法。

背景技术

随着经济社会的发展，机器人在各个行业及工作领域的应用越来越广泛，一部分高危作业的项目也逐渐增加机器人的使用，尤其是智能机器人，相比于简单的机械有简单的判断力在某些方面可以替代人类的工作。

火灾是一种自然或人为的灾害，当火灾发生需要消防员进入火场对火情进行控制，为降低消防员工作的危险性，在一些场合开始使用机器人替代一部分消防员的工作。现有技术可以通过远程控制端接收消防机器人的实时传输数据及图像，并对其作出指令控制，控制其灭火，但其缺陷在于灭火手段单一，当遇到不同的起火源无法针对性灭火，一些特殊的材质在使用普通的水源进行灭火后会造成材质的破坏，还有一些起火源需要特殊的灭火介质，另外当起火源与消防机器人距离较远或起火源较大时无法改变灭火的距离、强度与角度。

发明内容

发明目的：为解决背景技术中提到的问题，本发明提供一种自动切换灭火介质的消防机器人及其控制方法。

技术方案：一种自动切换灭火介质的消防机器人，包括车体、行走装置、通信装置、遥控装置以及摄像头，所述行走装置与所述通信装置连接，所述通信装置与所述遥控装置无线连接，所述摄像头设置在所述车体前方，还包括介质罐、软管、阀门、集管盘、喷头、处理器，所述控制装置与所述行走装置、通信装置以及处理器连接；所述介质罐包括用于储存干粉的第一罐体、用于储存二氧化碳的第二罐体、用于储存泡沫的第三罐体、用于储存水的第四罐体；所述集管盘固定于车体表面并与车体导通，所述集管盘上设置有四个通孔，所述通孔的一端固定有喷头；所述软管设置为四个，所述软管分别与第一罐体、第二罐体、第三罐体、第四罐体连通，所述软管还通过通孔与喷头连接；所述阀门设置于软管上；所述控制装置与所述阀门以及喷头连接；所述处理器内还存储有预设时期内的火灾资料包括火灾的种类、扑灭的方式，所述处理器与摄像头连接。

作为本发明的一种优选方式，所述喷头内部还设置有限位装置，所述限位装置控制喷头内部的通道大小，所述限位装置与控制装置连接。

作为本发明的一种优选方式，所述软管上还设置有增压泵，所述增压泵与控制装置连接。

作为本发明的一种优选方式，所述喷头底部还设置有换向装置，所述换向装置与控制装置连接。

一种自动切换灭火介质的消防机器人的控制方法，包括以下工作步骤：

a.操作人员通过遥控装置控制消防化机器人从安全位置进入火场；

b.消防化机器人进入火场后，摄像头摄取火场内部影像资料，在到达火源后将火源图像发送给处理器，处理器检索火源类型确定灭火方案，处理器向控制装置发送信号，控制装置控制所述阀门打开，所述介质罐内的灭火介质通过软管由喷头喷出；

c.在摄像头摄取火源已被扑灭后，控制装置控制行走装置返回安全位置。

作为本发明的一种优选方式，在步骤b中还包括：处理器判断火源距离消防机器人超过一定距离阈值时，控制装置控制限位装置缩小。

作为本发明的一种优选方式，在步骤b中还包括：处理器判断火源面积超过一定面积阈值时，控制装置控制增压泵开启。

作为本发明的一种优选方式，在步骤b中还包括：处理器判断火源与消防机器人喷头位置不在一定的夹角阈值内时，控制装置控制换向装置换向。

本发明实现以下有益效果：

1.根据不同起火源选择不同的灭火介质；

2.根据起火源的距离、大小、角度控制灭火介质喷射的距离大小角度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。图1为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人的示意图；

图2为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人车体内部剖面示意图；

图3为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人集管盘正面示意图；

图4为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人框图；

图5为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人的示意图；

图6为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人车体内部剖面示意图；

图7为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人集管盘侧面剖面示意图；

图8为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人框图。

其中：1.车体、2.行走装置、3.通信装置、4.控制装置、5.遥控装置、6.摄像头、7.介质罐、8.软管、9.阀门、10.集管盘、101.通孔、11.喷头、12.处理器、13.限位装置、14.增压泵、15.换向装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参考图1-4，图1为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人的示意图；图2为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人车体内部剖面示意图；图3为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人集管盘正面示意图；图4为本发明提供的一种自动切换灭火介质的消防机器人框图。

一种自动切换灭火介质的消防机器人，包括车体1、行走装置2、通信装置3、遥控装置5以及摄像头6，所述行走装置2与所述通信装置3连接，所述通信装置3与所述遥控装置5无线连接，所述摄像头6设置在所述车体1前方，还包括介质罐7、软管8、阀门9、集管盘10、喷头11、处理器12，所述控制装置4与所述行走装置2、通信装置3以及处理器12连接；所述介质罐7包括用于储存干粉的第一罐体、用于储存二氧化碳的第二罐体、用于储存泡沫的第三罐体、用于储存水的第四罐体；所述集管盘10固定于车体1表面并与车体1导通，所述集管盘10上设置有四个通孔101，所述通孔101的一端固定有喷头11；所述软管8设置为四个，所述软管8分别与第一罐体、第二罐体、第三罐体、第四罐体连通，所述软管8还通过通孔101与喷头11连接；所述阀门9设置于软管8上；所述控制装置4与所述阀门9以及喷头11连接；所述处理器12内还存储有预设时期内的火灾资料包括火灾的种类、扑灭的方式，所述处理器12与摄像头6连接。

其中，所述行走装置2可以为履带，保证消防机机器人可以应对火场复杂的地形情况。所述控制装置4可以为单片机。所述处理器12可以为CPU处理器12。所述通信装置3为无线通信装置3，所述无线通信包括无线个人局域网、无线局域网、蜂窝网络等。所述控制装置4可为控制器，所述控制装置4与通信装置3、行走装置2、摄像头6以及处理器12连接。所述遥控装置5与通信装置3无线连接，通过通信装置3遥控装置5可控制机器人的行动，消防机器人也可将火场内部的情况通过通信装置3反馈给遥控装置5。

其中，所述限位装置13可以为微型电动阀门9，所述换向装置15全方位旋转。

其中，所述车体1表面涂装有防火隔热涂层，保证消防机器人在火场中可以正常工作。

具体的，所述摄像头6与处理器12连接，摄像头6实时摄取图像，并将图像信息输出给处理器12，所述处理器12接收摄像头6发送的图像信息并进行分析，当处理器12分析出图像中存在火源时向控制装置4输出信号，控制装置4控制行走装置2行走至火源处，摄像头6摄取火源图像并输出给处理器12，处理器12根据起火源检索火灾资料，根据火灾资料判断起火源的种类，其中所述火灾资料预存在处理器12内，所述火灾资料为预设时期内的火灾资料，所述预设时期可根据现有的火灾资料年份设置期限，在本实施例中可设置为7年，所述火灾资料中包括火灾的种类、扑灭的方式，当处理器12判断起火源为石油、有机溶剂等易燃液体、可燃气体和电气设备时，处理器12向控制装置4输出第一信号，控制装置4根据第一信号控制第一罐体开启同时控制第一罐体对应的阀门9开启，控制装置4还根据第一信号控制第一罐体对应的喷头11开启，第一罐体中的干粉经过软管8从喷头11喷出，当处理器12判断起火源为贵重设备、档案资料、仪器仪表时，处理器12向控制装置4输出第二信号，控制装置4根据第二信号控制第二罐体开启同时控制第二罐体对应的阀门9开启，控制装置4还根据第二信号控制第二罐体对应的喷头11开启，第二罐体中的二氧化碳经过软管8从喷头11喷出，当处理器12判断起火源为木材、棉布等固体物质时，处理器12向控制装置4输出第三信号，控制装置4根据第三信号控制第三罐体开启同时控制第三罐体对应的阀门9开启，控制装置4还根据第三信号控制第三罐体对应的喷头11开启，第三罐体中的泡沫经过软管8从喷头11喷出，当处理器12判断起火源为可燃固体、液体时，处理器12向控制装置4输出第四信号，控制装置4根据四信号控制第四罐体开启同时控制第四罐体对应的阀门9开启，控制装置4还根据第四信号控制第四罐体对应的喷头11开启，第四罐体中的二氧化碳经过软管8从喷头11喷出，四种灭火介质的灭火范围有重叠时优先选择介质罐7编号较小的介质罐7，当处理器12检测到摄像头6拍摄的画面中火源完全熄灭时，处理器12向控制装置4输出返回信号，控制装置4根据返回信号控制行走装置2返回安全位置。

操作人员可通过遥控装置5控制消防机器人，所述摄像头6摄取的图像也可通过处理器12发送予通信装置3，通信装置3再发予遥控装置5。

实施例二

参考图5-8，图5为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人的示意图；图6为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人车体内部剖面示意图；图7为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人集管盘侧面剖面示意图；图8为本发明提供的另一种自动切换灭火介质的消防机器人框图。

本实施例与上述实施例基本相同，不同之处在于，所述喷头11内部还设置有限位装置13，所述限位装置13控制喷头11内部的通道大小，所述限位装置13与控制装置4连接。

作为本发明的一种优选方式，所述软管8上还设置有增压泵14，所述增压泵14与控制装置4连接。

作为本发明的一种优选方式，所述喷头11底部还设置有换向装置15，所述换向装置15与控制装置4连接。

其中，所述喷头11内部还设置有限位装置13，所述限位装置13与控制装置4连接，控制装置4可向限位装置13输出信号，控制限位装置13放大缩小，当限位装置13接收到缩小信号时，限位装置13缩小，灭火介质通过喷头11的通道变小，灭火介质通过喷出的距离变远。

进一步的，所述软管8上设置有增压泵14，增压泵14与控制装置4连接，控制装置4向增压泵14输出信号，控制增压泵14工作，当增压泵14收到开启信号时，增压泵14开始工作，灭火介质经过增压泵14的增压，通过喷头11喷出的量增大。

进一步的，所述喷头11底部还设置有换向装置15，所述换向装置15与控制装置4连接，控制装置4向换向装置15输出信号，控制换向装置15换向，换向装置15带动喷头11改变角度，灭火介质的喷出角度也随之改变。

具体的，处理器12检测火源图像，当处理器12判断火源距离消防机器人的距离超出一定距离阈值时，处理器12向控制装置4输出距离信号，控制装置4根据距离信号向限位装置13输出缩小信号，限位装置13根据缩小信号缩小，灭火介质通过喷头11的通道变小，灭火介质通过喷出的距离变远，其中在本实施例中所述距离阈值可设置为5m；当处理器12判断火源范围超出一定面积阈值时，处理器12向控制装置4输出增压信号，控制装置4根据增压信号向增压泵14输出开启信号，增压泵14开启，灭火介质经过增压泵14的增压，通过喷头11喷出的量增大，其中在本实施例中所述面积阈值可设置为2m²；当处理器12判断火源与消防机器人喷头11位置不在一定的夹角阈值内时，处理器12根据火源与喷头11是角度向控制装置4输出换向信号，控制装置4向换向装置15输出换向信号，换向装置15根据换向信号转换对应的角度，其中在本实施例中所述角度阈值可设置为30°。

实施例三

一种自动切换灭火介质的消防机器人的控制方法，包括以下工作步骤：

a.操作人员通过遥控装置5控制消防化机器人从安全位置进入火场；

b.消防化机器人进入火场后，摄像头6摄取火场内部影像资料，在到达火源后将火源图像发送给处理器12，处理器12检索火源类型确定灭火方案，处理器12向控制装置4发送信号，控制装置4控制所述阀门9打开，所述介质罐7内的灭火介质通过软管8由喷头11喷出；

c.在摄像头6摄取火源已被扑灭后，控制装置4控制行走装置2返回安全位置。

作为本发明的一种优选方式，在步骤b中还包括：处理器12判断火源距离消防机器人超过一定距离阈值时，控制装置4控制限位装置13缩小。

作为本发明的一种优选方式，在步骤b中还包括：处理器12判断火源面积超过一定面积阈值时，控制装置4控制增压泵14开启。

作为本发明的一种优选方式，在步骤b中还包括：处理器12判断火源与消防机器人喷头11位置不在一定的夹角阈值内时，控制装置4控制换向装置15换向。

其中，步骤a，操作人员通过遥控装置5向通信装置3发送行走信息，通信装置3将行走信息输出予行走装置2，所述行走装置2根据行走信息行走，从安全位置进入火场。

步骤b，消防化机器人进入火场后，摄像头6摄取火场内部影像资料并将其输出予处理器12，处理器12在检测到火源后向控制装置4输出行走信号，控制装置4向行走装置2输出行走信号，行走装置2根据行走信号行走到火源位置，在到达火源后摄像头6将火源图像发送给处理器12，处理器12根据火源图像检索火源类型确定灭火方案，处理器12向控制装置4发送信号，控制装置4控制相应介质罐7、阀门9以及喷头11打开，所述介质罐7内的灭火介质通过软管8由喷头11喷出。

步骤c，在处理器12检测到摄像头6输出的图像中火源已被扑灭后，处理器12向控制装置4输出返回信号，控制装置4向行走装置2输出返回信号，行走装置2行走返回安全位置。

进一步的，在步骤b中还包括：处理器12判断火源距离消防机器人超过一定距离阈值时，处理器12向控制装置4输出距离信号，控制装置4根据距离信号向限位装置13输出缩小信号，限位装置13缩小。

进一步的，在步骤b中还包括：处理器12判断火源面积超过一定面积阈值时，处理器12向控制装置4输出增压信号，控制装置4向增压泵14输出开启信号，增压泵14开启。

进一步的，在步骤b中还包括：处理器12判断火源与消防机器人喷头11位置不在一定的夹角阈值内时，处理器12向控制装置4输出换向看信号，控制装置4向换向装置15输出换向信号，换向装置15根据换向装置15改变对应角度。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动切换灭火介质的消防机器人，包括车体（1）、行走装置（2）、通信装置（3）、控制装置（4）、遥控装置（5）以及摄像头（6），所述行走装置（2）与所述通信装置（3）连接，所述通信装置（3）与所述遥控装置（5）无线连接，所述摄像头（6）设置在所述车体（1）前方，其特征在于：还包括介质罐（7）、软管（8）、阀门（9）、集管盘（10）、喷头（11）、处理器（12），所述控制装置（4）与所述行走装置（2）、通信装置（3）以及处理器（12）连接；所述介质罐（7）包括用于储存干粉的第一罐体、用于储存二氧化碳的第二罐体、用于储存泡沫的第三罐体、用于储存水的第四罐体；所述集管盘（10）固定于车体（1）表面并与车体（1）导通，所述集管盘（10）上设置有四个通孔（101），所述通孔（101）的一端固定有喷头（11）；所述软管（8）设置为四个，所述软管（8）分别与第一罐体、第二罐体、第三罐体、第四罐体连通，所述软管（8）还通过通孔（101）与喷头（11）连接；所述阀门（9）设置于软管（8）上；所述控制装置（4）与所述阀门（9）以及喷头（11）连接；所述处理器（12）内还存储有预设时期内的火灾资料包括火灾的种类、扑灭的方式，所述处理器（12）与摄像头（6）连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动切换灭火介质的消防机器人，其特征在于：所述喷头（11）内部还设置有限位装置（13），所述限位装置（13）控制喷头（11）内部的通道大小，所述限位装置（13）与控制装置（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动切换灭火介质的消防机器人，其特征在于：所述软管（8）上还设置有增压泵（14），所述增压泵（14）与控制装置（4）连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动切换灭火介质的消防机器人，其特征在于：所述喷头（11）底部还设置有换向装置（15），所述换向装置（15）与控制装置（4）连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种自动切换灭火介质的消防机器人的控制方法，其特征在于包括以下工作步骤：

a.操作人员通过遥控装置（5）控制消防化机器人从安全位置进入火场；

b.消防化机器人进入火场后，摄像头（6）摄取火场内部影像资料，在到达火源后将火源图像发送给处理器（12），处理器（12）检索火源类型确定灭火方案，处理器（12）向控制装置（4）发送信号，控制装置（4）控制所述阀门（9）打开，所述介质罐（7）内的灭火介质通过软管（8）由喷头（11）喷出；

c.在摄像头（6）摄取火源已被扑灭后，控制装置（4）控制行走装置（2）返回安全位置。

6.根据权利要求5所述的一种自动切换灭火介质的消防机器人的控制方法，其特征在于，在步骤b中还包括：处理器（12）判断火源距离消防机器人超过一定距离阈值时，控制装置（4）控制限位装置（13）缩小。

7.根据权利要求5所述的一种自动切换灭火介质的消防机器人的控制方法，其特征在于，在步骤b中还包括：处理器（12）判断火源面积超过一定面积阈值时，控制装置（4）控制增压泵（14）开启。

8.根据权利要求5所述的一种自动切换灭火介质的消防机器人的控制方法，其特征在于，在步骤b中还包括：处理器（12）判断火源与消防机器人喷头（11）位置不在一定的夹角阈值内时，控制装置（4）控制换向装置（15）换向。