CN107009366A - 一种仓库消防安全自动巡视机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种仓库消防安全自动巡视机器人，具体是陆地式仓库消防安全自动巡视机器人，包括：感知模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人周围环境的感知；控制模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的控制；电机及驱动模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的驱动；摄像模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人周边出现的物体进行拍摄和录像；电源模块：用于为所述仓库消防安全自动巡视机器人提供电源。本发明的巡视机器人的在最大程度上满足仓库消防安全巡视工作的要求，准确快速，操作简单，应用以后，仓库消防日常巡视工作仅用自动巡视机器人即可完成，而且可进行24小时不间断巡视，减少工作量，减轻了班组工作压力，节省劳动成本，提高工作效率。

Description

一种仓库消防安全自动巡视机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种仓库消防安全自动巡视机器人。

背景技术

根据中国消防年鉴的统计分析，以上海市为例，根据火灾统计数据可得出该地区自建国以来发生的仓库火灾，其中重大以上的火灾就达88起，死亡6人，伤192人。原因分析如下：

1、火种控制不严。主要有违章动火、玩火、纵火、燃放烟花爆竹、吸烟、装卸作业中引发的火种；玩火、纵火、燃放烟花爆竹等；临时外来人员、随车人员、船员等吸烟等引发的火种；装卸作业引发火种(临时照明和动力电线短路超负荷、摩擦火星、电线辗压等)，违章切割、无证动火、违反规定操作。

2、仓库照明管理不善。主要有仓库照明灯具选用不当、堆垛超高未保持灯距、照明施工质量差导致灯脱落、临时照明设置不当等；使用高温照明、灯位设置不当、用后未切断电源，辐射热积聚而引发堆垛火灾；临时照明设置不妥，受风或电线拉动而倾倒，无人看管而引起火灾。

3、危险化学品通风散热条件不良，防潮防火、防暑降温措施不力，堆放不规范，缺乏专业知识致使库存物品发生生物、物理或化学反应引起自燃、燃烧或***。

4、防雷设计有盲区或防雷设施保养不善。设计有盲区、避雷设施保养不善、对球雷、感应雷、带状雷应研究与防护不够。

5、危险物品仓库没有分类分项存放、装卸作业无有效防静电措施、擅自改变仓库储存物质性质。

6、乱搭乱建、乱堆、甚至吃住在库区；人员和物资进出极度混乱；擅自改变防火分区、防火间距，消防设施不能完整好用等。

可见火灾的主要原因是火种或线路短路火花引发，而仓库是物资集中储存的场所，存储公司各类电力设备材料等储存物品，一旦发生火灾经济损失巨大，社会各方面影响大，后果严重，仓库消防安全是物资供应中心安全工作的重中之重，公司为范仓库安全规范作业，加强对仓库人员自动化管理，出台了仓库消防安全管理规定等多种规范。如以划分消防区域，指定库区责任人，严禁各种明火易燃物品出现在仓库等，仅靠人力巡视来发现消防安全隐患，管理方式的实时性较差、被动性较大，即便在仓库安装有监控设备，若要做到全天候实时监控，需要人员轮班全天候不间断查看仓库监控界面，劳动力消耗较大，工作效率低下。

通过随机抽取日照公司物资供应中心2014年6月至2014年12月的仓库消防巡视时间统计，进行调查分析，详见表1。

表1人工仓库消防巡视时间数据统计

日照公司物资供应中心人员配置率仅达到应配置人员的33％，如此人员的工作时间紧迫，工作量大，工作压力也随之加大，通过以上数据，仅能说明人工巡视需要占用人力和时间，由于仓库日常管理严密，上述数据并不能说明人员在巡视时能成功发现火灾隐患的概率。

通过模拟实验，将10只电子仿真燃烧型蜡烛放置在仓库的不同角落，事先未告知巡视人员，开始进行人工巡视试验，统计结果如表2：

表2人工巡视试验数据统计

由表2可以看出，在6次的消防巡视中，全部使用人工巡视，用时较长，并且由于人为因素，不同人员巡视时间、巡视仔细程度也不相同，人工巡视平均发现火源的概率仅为85％。

综上所述，目前使用的人工巡视既费时又费力，并且在巡视的过程中人为因素未能发下隐患的情况很可能发生。小组考虑：是否可以研制一种仓储消防安全自动巡视机器人，代替人力，24小时不间断巡视，能发现并识别火源，迅速报警，并自动灭火。从而解放人力资源，提高工作效率，保证仓库消防安全。

目前还没有能够满足要求的仓库消防自动巡视装置。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出一种仓库消防安全自动巡视机器人，包括：

本发明提出的仓库消防安全自动巡视机器人，实现了在仓库中进行自动巡视，能发现并识别火源，迅速报警并且能上传巡视录像，并可用pc机远程控制巡视，达到火源识别正确率100％、自动巡视遍历率100％。

本发明的巡视机器人的在最大程度上满足仓库消防安全巡视工作的要求，准确快速，操作简单，应用以后，仓库消防日常巡视工作仅用自动巡视机器人即可完成，而且可进行24小时不间断巡视，减少工作量，减轻了班组工作压力，节省劳动成本，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明仓库消防安全自动巡视机器人的结构图；

图2为本发明仓库消防安全自动巡视机器人的一实施例结构图；

图3为本发明的自动巡航模块采用规划式全域覆盖方式实现的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明提出的仓库消防安全自动巡视机器人，具体是陆地式仓库消防安全自动巡视机器人，包括：

感知模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人周围环境的感知；

控制模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的控制；

电机及驱动模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的驱动；

摄像模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人周边出现的物体进行拍摄和录像；

电源模块：用于为所述仓库消防安全自动巡视机器人提供电源。

如图2所示，本发明的感知模块进一步包括：

避障模块，用于测试障碍物的距离，避开障碍物；

循迹模块：用于实现所述仓库消防安全自动巡视机器人的循迹；

火焰感知模块：用于对火焰的感知；

烟雾感知模块：用于对烟雾的感知。

优选的，本发明的避障模块采用超声波避障，通过发出一定频率的超声波，当遇到障碍物时反射回来，通过接收该反射波，再根据发射和接收的时间差获得障碍物位置信号，确定障碍物位置。采用超声波避障测量距离长，受温度影响小，在火灾现场工作时较稳定。

优选的，本发明的循迹模块采用红外探测循迹，通过红外发射管发射光线到路面，红外光遇到白底则被反射，接收管接收到反射光，经施密特触发器整形后输出低电平；当红外光遇到黑线时则被吸收，接收管没有接收到反射光，经施密特触发器整形后输出高电平。

优选的，本发明的火焰感知模块采用远红外火焰传感器，直接检测火焰中波长为4.35±0.15μm的红外光谱。

优选的，本发明的烟雾感知模块采用光电烟雾感知器。

本发明的控制模块进一步包括：

主机***模块：用于发送和接收处理各种指令，完成对所述仓库消防安全自动巡视机器人的控制；

远程传输模块：用于远程传输数据；

自动巡航模块：完成所述仓库消防安全自动巡视机器人的自动巡航；

上位机远程控制模块：实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的远程控制。

优选的，本发明的主机***模块采用单片机实现。

优选的，本发明的远程传输模块采用wifi传输方式。

自动巡航功能是实现所述仓库消防安全自动巡视机器人的重点和难点，既要做到巡视的全覆盖，又要做到巡视路径尽量不重复，以达到巡视的快捷准确。优选的，如图3所示，本发明的自动巡航模块采用规划式全域覆盖方式实现，具体为：

S1，所述仓库消防安全自动巡视机器人直行；

S2，判断所述仓库消防安全自动巡视机器人是否碰到障碍物，若是，则转弯，然后转到步骤S1，若否，则继续步骤S3；

S3，判断所述仓库消防安全自动巡视机器人直行方向的左右两侧是否有“凹”处，若是，则继续步骤S4，若否，则转到步骤S1；

S4，转弯进入“凹”处；

S5，直走并记录走的距离；

S6，判断是否碰到障碍物，若是，转到步骤S7，若否，转到步骤S14；

S7，根据走的距离判断要走N个来回；

S8，转弯掉头；

S9，直走；

S10，判断是否碰到障碍物，若是，转到步骤S11，若否，转到步骤S9；

S11，N＝N-1

S12，判断N是否大于0，若是，转到步骤S7，若否，转到步骤S13；

S13，沿障碍物转弯出去，转到步骤S1；

S14，判断所述仓库消防安全自动巡视机器人直行方向的左右两侧是否有“凹”处，若是，则转到步骤S4，若否，则转到步骤S15；

S15，原路返回“凹处”入口，转到步骤S1。

优选的，本发明的上位机远程控制模块包括PC机和便携终端的双重组合控制，PC机用于实时接收所述仓库消防安全自动巡视机器人传输的拍摄画面并进行存储，便携终端用于通过无线传输设备，获取所述仓库消防安全自动巡视机器人传输的拍摄画面。

本发明的电机及驱动模块包括电机和驱动模块，所述电机采用步进电机，所述驱动模块采用L289N芯片实现。

本发明的摄像模块采用红外高清摄像头，可以实现24小时巡视。

本发明的电源模块采用可充电锂电池，保证续航能力。

对本发明提出的仓库消防安全自动巡视机器人进行模拟试验，模拟试验发现火源正确报警率情况见表3，关灯状态下(模仿黑夜)发现火焰、烟雾正确报警率情况见表4。

表3模拟试验发现火源正确报警率

表4关灯状态下(模仿黑夜)发现火焰、烟雾正确报警率

本发明的巡视机器人的在最大程度上满足仓库消防安全巡视工作的要求，准确快速，操作简单，应用以后，仓库消防日常巡视工作仅用自动巡视机器人即可完成，而且可进行24小时不间断巡视，减少工作量，减轻了班组工作压力，节省劳动成本，提高工作效率。

Claims (10)

1.一种仓库消防安全自动巡视机器人，具体是陆地式仓库消防安全自动巡视机器人，包括：

感知模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人周围环境的感知；

控制模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的控制；

电机及驱动模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的驱动；

摄像模块：用于实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人周边出现的物体进行拍摄和录像；

电源模块：用于为所述仓库消防安全自动巡视机器人提供电源。

2.如权利要求1所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述感知模块进一步包括：

避障模块，用于测试障碍物的距离，避开障碍物；

循迹模块：用于实现所述仓库消防安全自动巡视机器人的循迹；

火焰感知模块：用于对火焰的感知；

烟雾感知模块：用于对烟雾的感知。

3.如权利要求2所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述避障模块采用超声波避障，通过发出一定频率的超声波，当遇到障碍物时反射回来，通过接收该反射波，再根据发射和接收的时间差获得障碍物位置信号，确定障碍物位置。采用超声波避障测量距离长，受温度影响小，在火灾现场工作时较稳定。

4.如权利要求2所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述循迹模块采用红外探测循迹，通过红外发射管发射光线到路面，红外光遇到白底则被反射，接收管接收到反射光，经施密特触发器整形后输出低电平；当红外光遇到黑线时则被吸收，接收管没有接收到反射光，经施密特触发器整形后输出高电平。

5.如权利要求2所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述火焰感知模块采用远红外火焰传感器，直接检测火焰中波长为4.35±0.15μm的红外光谱。

6.如权利要求2所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述烟雾感知模块采用光电烟雾感知器。

7.如权利要求1所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述控制模块进一步包括：

主机***模块：用于发送和接收处理各种指令，完成对所述仓库消防安全自动巡视机器人的控制；

远程传输模块：用于远程传输数据；

自动巡航模块：完成所述仓库消防安全自动巡视机器人的自动巡航；

上位机远程控制模块：实现对所述仓库消防安全自动巡视机器人的远程控制。

8.如权利要求7所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述主机***模块采用单片机实现；所述远程传输模块采用wifi传输方式。

9.如权利要求7所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述自动巡航模块采用规划式全域覆盖方式实现，具体为：

S1，所述仓库消防安全自动巡视机器人直行；

S2，判断所述仓库消防安全自动巡视机器人是否碰到障碍物，若是，则转弯，然后转到步骤S1，若否，则继续步骤S3；

S3，判断所述仓库消防安全自动巡视机器人直行方向的左右两侧是否有“凹”处，若是，则继续步骤S4，若否，则转到步骤S1；

S4，转弯进入“凹”处；

S5，直走并记录走的距离；

S6，判断是否碰到障碍物，若是，转到步骤S7，若否，转到步骤S14；

S7，根据走的距离判断要走N个来回；

S8，转弯掉头；

S9，直走；

S10，判断是否碰到障碍物，若是，转到步骤S11，若否，转到步骤S9；

S11，N＝N-1

S12，判断N是否大于0，若是，转到步骤S7，若否，转到步骤S13；

S13，沿障碍物转弯出去，转到步骤S1；

S14，判断所述仓库消防安全自动巡视机器人直行方向的左右两侧是否有“凹”处，若 是，则转到步骤S4，若否，则转到步骤S15；

S15，原路返回“凹处”入口，转到步骤S1。

10.如权利要求7所述的仓库消防安全自动巡视机器人，其中所述上位机远程控制模块包括PC机和便携终端的双重组合控制，PC机用于实时接收所述仓库消防安全自动巡视机器人传输的拍摄画面并进行存储，便携终端用于通过无线传输设备，获取所述仓库消防安全自动巡视机器人传输的拍摄画面。