CN113648570A - 一种基于卷积视觉识别消防机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于卷积视觉识别消防机器人，包括机器人本体；所述机器人本体包括底盘；所述底盘的底部连接有驱动机构和第一支撑组件，所述底盘的顶部两侧分别连接有第一灭火机构和第二灭火机构；所述驱动机构通过十字型支架与所述底盘的底端连接；所述驱动机构包括第一移动组件、第二移动组件、第三移动组件以及第四移动组件；所述第一移动组件、所述第二移动组件、所述第三移动组件以及所述第四移动组件分别转动连接于所述十字型支架的四端；所述第一支撑组件设于所述十字形支架的中轴线上且与所述十字形支架转动连接；本申请不仅提高了所述消防机器人的适用范围，而且提高了灭火效率，还具有良好的经济适用性和使用性能。

Description

一种基于卷积视觉识别消防机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体而言，涉及一种基于卷积视觉识别消防机器人。

背景技术

随着城市化进程的不断加快，城市商流业、餐饮业、娱乐业等高速发展，各类场所不断涌现，各种灾害诱发因素不断增多，使得消防安全形势日益复杂、严峻；消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用；现有的消防机器人多采用履带式结构，履带式结构虽然有着良好的爬坡性能和一定的越障能力，但是行驶效率较低、灵活性较差，导致灭火效率低下；同时，鉴于火情形势复杂，现有的消防机器人仅适用于单一火源，面对不同类型的火情无法通用，也无法根据火情种类选择合适的灭火方式，适用范围单一，具有一定的局限性。

发明内容

基于此，为了解决现有的消防机器人灭火效率低、灭火方式单一的问题，本发明提供了一种基于卷积视觉识别消防机器人，其具体技术方案如下：

一种基于卷积视觉识别消防机器人，包括机器人本体；所述机器人本体包括底盘；所述底盘的底部连接有驱动机构和第一支撑组件，所述底盘的顶部两侧分别连接有第一灭火机构和第二灭火机构；所述驱动机构通过十字型支架与所述底盘的底端连接；所述驱动机构包括第一移动组件、第二移动组件、第三移动组件以及第四移动组件；所述第一移动组件、所述第二移动组件、所述第三移动组件以及所述第四移动组件分别转动连接于所述十字型支架的四端；所述第一支撑组件设于所述十字形支架的中轴线上且与所述十字形支架转动连接；所述第一移动组件、所述第二移动组件、所述第三移动组件、所述第四移动组件以及所述第一支撑组件均能沿所述机器人本体的移动方向相对所述底盘转动从而使得所述底盘抬升或下降。

上述基于卷积视觉识别消防机器人采用轮式结构进行驱动，不仅行驶效率高、灵活性强，而且所述轮式结构能根据地形动态调整与所述底盘的高度，克服了现有的消防机器人越障性能差的缺点，有效提高了所述消防机器人的地形适应能力；同时，所述驱动组件结合所述第一支撑组件能有效满足所述消防机器人的爬梯需求，使得所述消防机器人既能在非平整的地形下快速平稳的前进或侧移，又能实现爬梯、越障性能；所述消防机器人结构简单、操作方便、运行效率高，能满足复杂环境下的多种需求，具有良好的实用性；同时，所述消防机器人搭载了所述第一灭火机构以及所述第二灭火机构，能根据火情类型合理选择灭火方式，不仅提高了所述消防机器人的适用范围，而且提高了灭火效率，具有良好的经济适用性和使用性能。

进一步地，所述第一移动组件、所述第二移动组件、所述第三移动组件以及所述第四移动组件均包括移动轮和两组连接臂；所述移动轮设于相邻的两组所述连接臂之间且所述移动轮的中轴线上固定连接有转动轴；两组所述连接臂靠近所述移动轮的一端分别与所述转动轴的两端转动连接，两组所述连接臂远离所述移动轮的一端与所述十字型支架的一端转动连接。

进一步地，所述第一灭火机构包括供球组件、推球组件和发球组件；所述供球组件、所述推球组件以及所述发球组件均连接于所述底盘的顶部。

进一步地，所述供球组件包括筒体和出球导管；所述筒体内设容腔；所述容腔内设有导轨和旋转轴；所述导轨沿所述筒体的轴线方向螺旋设置在所述筒体的内壁上；所述旋转轴转动连接于所述容腔的底端中心处且所述旋转轴沿周向连接有推板；所述出球导管的一端与所述容腔相连通并与所述导轨相对接，所述出球导管的另一端设于所述筒体外且位于所述筒体与所述发球组件之间。

进一步地，所述发球组件包括第一转动臂、第二转动臂、第三转动臂和第四转动臂；所述第一转动臂竖直连接于所述底盘的上表面，所述第一转动臂远离所述底盘的一端转动连接有所述第二转动臂，所述第二转动臂远离所述第三转动臂的一端转动连接有所述第三转动臂，所述第三转动臂远离所述第二转动臂的一端垂直连接有托球板；所述托球板靠近所述出球导管的一侧设有两个摩擦柱；两个所述摩擦柱与所述托球板转动连接且两个所述摩擦柱之间间隔为所述灭火球的发射通道。

进一步地，所述第二灭火机构包括第一水箱、第二水箱和第三水箱；所述第一水箱、所述第二水箱以及所述第三水箱均连接于所述底盘的顶部；所述第一水箱的顶部连接有入水管道，所述第一水箱的底部通过第一水管与所述第二水箱相连通，所述第二水箱的顶部通过第二水管与所述第三水箱相连通，所述第三水箱的底部连接有出水管道。

进一步地，所述第二灭火机构还包括三通；所述三通包括第一端口、第二端口和第三端口；所述第二水箱的底端与所述第一端口相连通，所述第三水箱的底端与所述第二端口相连通，所述出水管道与所述第三端口相连通。

进一步地，所述机器人本体还包括烟气净化机构；所述烟气净化机构包括进气管道和出气管道；所述第二水箱的顶端连接有所述进气管道；所述第三水箱的顶端连接有所述出气管道；所述进气管道的一端设于所述第二水箱外，所述进气管道的另一端设于所述第二水箱内且连接有曝气头；所述曝气头与所述第二水箱的底端相抵接；所述出气管道的一端设于所述第三水箱外，所述出气管道的另一端设于所述第三水箱内且与所述第三水箱的顶端相抵接。

进一步地，所述第二水箱内转动连接有搅拌轴；所述搅拌轴为中空结构且套设在所述进气管道上；所述搅拌轴沿周向连接有多个搅拌叶片。

进一步地，所述第三水箱的顶端设有加料箱；所述加料箱通过第三水管与所述第三水箱相连通；所述第三水箱内转动连接有搅拌棒；所述搅拌棒的外周上螺旋设置有搅拌叶轮。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1是本发明实施例之一中一种基于卷积视觉识别消防机器人的结构示意图；

图2是本发明实施例之一中一种基于卷积视觉识别消防机器人的驱动机构的结构示意图；

图3是本发明实施例之一中一种基于卷积视觉识别消防机器人的移动轮、连接臂和转动轴的结构示意图；

图4是本发明实施例之一中一种基于卷积视觉识别消防机器人的第一灭火机构的结构示意图；

图5是本发明实施例之一中一种基于卷积视觉识别消防机器人的第二灭火机构的结构示意图；

图6是本发明实施例之一中一种基于卷积视觉识别消防机器人的烟气净化机构的结构示意图。

附图标记说明：1、底盘；2、驱动机构；21、第一移动组件；22、第二移动组件；23、第三移动组件；24、第四移动组件；25、第一支撑组件；26、移动轮；27、连接臂；28、转动轴；3、第一灭火机构；31、供球组件；311、筒体；312、出球导管；313、导轨；314、旋转轴；315、推板；32、推球组件；33、发球组件；4、第二灭火机构；41、第一水箱；42、第二水箱；421、搅拌轴；422、搅拌叶片；43、第三水箱；431、搅拌棒；432、搅拌叶轮；44、入水管道；45、第一水管；46、第二水管；47、出水管道；48、三通；481、第一端口；482、第二端口；483、第三端口；49、加料箱；410、雾化喷头；5、烟气净化机构；51、进气管道；52、曝气头；53、出气管道。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1—图6所示，本发明一实施例中的一种基于卷积视觉识别消防机器人，包括机器人本体；所述机器人本体包括底盘1；所述底盘1的底部连接有驱动机构2和第一支撑组件25，所述底盘1的顶部两侧分别连接有第一灭火机构3和第二灭火机构4；所述驱动机构2通过十字型支架与所述底盘1的底端连接；所述驱动机构2包括第一移动组件21、第二移动组件22、第三移动组件23以及第四移动组件24；所述第一移动组件21、所述第二移动组件22、所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24分别转动连接于所述十字型支架的四端；所述第一支撑组件25设于所述十字形支架的中轴线上且与所述十字形支架转动连接；所述第一移动组件21、所述第二移动组件22、所述第三移动组件23、所述第四移动组件24以及所述第一支撑组件25均能沿所述机器人本体的移动方向相对所述底盘1转动从而使得所述底盘1抬升或下降。

上述基于卷积视觉识别消防机器人采用轮式结构进行驱动，不仅行驶效率高、灵活性强，而且所述轮式结构能根据地形动态调整与所述底盘1的高度，克服了现有的消防机器人越障性能差的缺点，有效提高了所述消防机器人的地形适应能力；同时，所述驱动组件结合所述第一支撑组件25能有效满足所述消防机器人的爬梯需求，使得所述消防机器人既能在非平整的地形下快速平稳的前进或侧移，又能实现爬梯、越障性能；所述消防机器人结构简单、操作方便、运行效率高，能满足复杂环境下的多种需求，具有良好的实用性；同时，所述消防机器人搭载了所述第一灭火机构3以及所述第二灭火机构4，能根据火情类型合理选择灭火方式，不仅提高了所述消防机器人的适用范围，而且提高了灭火效率，具有良好的经济适用性和使用性能。

在其中一个实施例中，所述机器人本体还包括控制箱、主控制器、摄像头、温度传感器以及烟雾传感器；所述控制箱、所述摄像头、所述温度传感器以及所述烟雾传感器均连接于所述底盘1的顶部；所述主控制器连接于所述控制箱内；所述摄像头、所述温度传感器以及所述烟雾传感器均与所述主控制器信号连接。

在其中一个实施例中，所述主控制器采用了STM32芯片。

具体的，所述STM32芯片作为所述消防机器人的中央控制器，能完成传感器信息收集、电机控制、外部通信扩展等任务；本申请采STM32RCT6芯片；所述STM32RCT6芯片是ST公司于2008年推出的以高性能的ARM Cortex-M3 32位的RISC内核的芯片；工作频率可达72MHz，能实现高端的运算，Thumb-2指令集带来了更高的指令效率和更强的性能，通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器，对中断事件的响应比以往更迅速；内置高速存储器对其外设的配置可带来极好的控制和联接能力；处理器具有3种低功耗模式和灵活的时钟控制机制，能根据***设计要求对其进行合理的优化；所述主控制器以及所述STM32芯片均属于现有技术，在此不再累述。

在其中一个实施例中，所述摄像头采用了Kendryte K210型号。

具体的，所述Kendryte K210人工智能摄像头能实现所述消防机器人的“眼睛”功能；所述Kendryte K210是集成机器视觉与机器听觉能力的***级芯片(SoC)，拥有较好的功耗性能、稳定性与可靠性；同时，所述Kendryte K210是一款具备一定的学***台便可以观察得到识别的效果，及其的识别概率在本次实验中达到识别成功率可以达到60％说明模型质量还有待提升空间；如果输出差距较大，那么数据集的质量需要增加，删除特征不明显数据，调整训练相关数据参数；通过识别到检测到目标(火焰)程序使用方框进行标注，而后经过处理后返回方框的中心坐标，也就是火焰的中心坐标，通过串口将数据发送完毕，待运动***接收到坐标信号完毕，进行相应的坐标响应，从而实现了所述机器人本体的运动***；

所述基于卷积视觉识别消防机器人具备高精度实时检测与采集图像功能；并且能通过实时拍照并结合卷积神经网络的一系列处理从而正确获取到图片中的目标物火焰；然后输出目标物体的实时坐标，从而实现了所述消防机器人的自主行走与自主灭火的功能效果。

在其中一个实施例中，所述第一移动组件21、所述第二移动组件22、所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24均包括移动轮26和两组连接臂27；所述移动轮26设于相邻的两组所述连接臂27之间且所述移动轮26的中轴线上固定连接有转动轴28；两组所述连接臂27靠近所述移动轮26的一端分别与所述转动轴28的两端转动连接，两组所述连接臂27远离所述移动轮26的一端与所述十字型支架的一端转动连接。

具体的，其中一组所述连接臂27远离所述移动轮26的一侧连接有减速电机；所述减速电机的输出端与所述转动轴28连接。

在其中一个实施例中，所述移动轮26包括麦克纳姆轮。

具体的，所述麦克纳姆轮能通过其转速和安装方法来合成在任意方向的合力，从而胜任所述消防机器人的多种移动任务；在所述消防机器人的控制程序中，封装有多个相关的运动状态控制函数，可对所述消防机器人实行全部的置态控制；所述移动轮26采用所述减速电机驱动，所述减速电机不仅可以控制其运行速度，还可精准地控制所述消防机器人的所述移动轮26的运行距离；所述主控制器根据对地形的扫描和分析所作出的路线规划，并对各移动轮26分别控制，从而实现所述消防机器人的精确运动效果。

在其中一个实施例中，所述连接臂27包括第一连接件、第二连接件和第三连接件；所述第一连接件的一端与所述转动轴28转动连接，所述第一连接件的另一端与所述第二连接件的一端转动连接，所述第二连接件的另一端与所述第三连接件的一端转动连接，所述第三连接件的另一端与所述十字型支架的一端转动连接。

在其中一个实施例中，相邻的两个所述第二连接件之间连接有第一加固杆；所述第一加固杆设于所述第二连接件靠近所述移动轮26的一端且与所述第一连接件远离所述移动轮26的一端转动连接。

在其中一个实施例中，相邻的两个所述第三连接件之间连接有第二加固杆；所述第二加固杆设于所述第三连接件靠近所述移动轮26的一端且与所述第二连接件远离所述移动轮26的一端转动连接。

具体的，所述第一加固杆、所述第二加固杆以及所述转动轴28均能有效增加相邻的两个所述连接臂27之间连接结构的稳定性，从而提高所述驱动机构2整体结构的稳定性。

在其中一个实施例中，所述十字型支架的四端均转动连接有连接轴；所述连接轴设于所述第三连接件远离所述移动轮26的一端且与所述第三连接件连接。

具体的，所述十字型支架的前后左右四端还连接有第一舵机；所述第一舵机的输出端与所述连接轴连接；

遇到路障时，所述第一移动组件21、所述第二移动组件22、所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24均能通过相邻的两个所述第一连接件、所述第二连接件以及所述第三连接件之间小幅度的相对转动从而适度调整所述移动轮26与所述底盘1之间的高度，从而越障；

当路障较大时，各第一舵机均能通过所述连接轴带动相对应的所述连接臂27沿所述机器人本体的行驶方向转动，所述机器人本体通过所述连接臂27与所述底盘1转动一定的角度从而调节所述移动轮26与所述底盘1之间的高度，实现越障。

在其中一个实施例中，所述第一连接件、所述第二连接件以及所述第三连接件的横截面均为弧形。

具体的，所述弧形结构有利于力的分解与消耗，从而减震。

在其中一个实施例中，所述第一支撑组件25包括转动杆和两个相互平行的支撑杆；两个所述支撑杆均处于所述转动杆的同一侧且两个所述支撑杆的一端均与所述转动杆垂直连接，两个所述支撑杆的另一端均为自由端。

具体的，所述底盘1的底部还设有第二舵机，所述第二舵机的输出端与所述转动杆连接；所述支撑杆的长度大于一个台阶的高度；

具体的，所述第二舵机能带动所述转动杆转动，从而带动所述支撑杆沿所述机器人本体的前进方向转动，从而将所述底盘1托起，便于所述机器人本体实现爬楼；

当遇到楼梯时，所述第一舵机通过所述连接轴带动所述第一移动组件21的所述连接臂27转动，从而将相对应的所述移动轮26抬起至台阶上；

启动所述第二舵机，所述第二舵机带动所述转动杆转动，从而带动所述支撑杆沿所述机器人本体的前进方向转动并将底盘1抬起，使得所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24抬至所述台阶上；

所述第一移动组件21、所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24前进，从而将所述第二移动组件22也带至所述台阶上，同时，所述第二舵机带动所述支撑杆沿所述机器人本体的前进方向反向转动，从而使所述支撑杆复位；

重复以上动作，从而实现爬楼全过程。

在其中一个实施例中，所述第一灭火机构3包括供球组件31、推球组件32和发球组件33；所述供球组件31、所述推球组件32以及所述发球组件33均连接于所述底盘1的顶部。

在其中一个实施例中，所述供球组件31包括筒体311和出球导管312；所述筒体311内设容腔；所述容腔内设有导轨313和旋转轴314；所述导轨313沿所述筒体311的轴线方向螺旋设置在所述筒体311的内壁上；所述旋转轴314转动连接于所述容腔的底端中心处且所述旋转轴314沿周向连接有推板315；所述出球导管312的一端与所述容腔相连通并与所述导轨313相对接，所述出球导管312的另一端设于所述筒体311外且位于所述筒体311与所述发球组件33之间。

具体的，所述筒体311内设有多个灭火球；所述导轨313用于输送所述灭火球至所述出球导管312内；上述设计能适用于不同规格、型号的灭火球，不用限制所述灭火球的形状，具有较大的适用范围；同时，所述出球导管312的一端与所述筒体311的侧壁顶端相连通，所述出球导管312的另一端与所述推球组件32相对接；所述旋转轴314与所述容腔的底端之间连接有第一电机；

启动所述第一电机，所述第一电机能带动所述旋转轴314旋转；所述旋转轴314带动所述推板315转动，从而将所述容腔内的灭火球依次推入所述导轨313内；不断补入的灭火球推动所述导轨313内的灭火球不断前进并进入所述出球导管312内。

在其中一个实施例中，所述筒体311外周包裹有隔热材料。

具体的，所述隔热材料包括芳族聚酰胺纤维；所述芳族聚酰胺纤维的外表面设有金属铝涂膜。

在其中一个实施例中，所述导轨313的一边与所述筒体311内壁连接，所述导轨313的另一边垂直连接有挡边。

具体的，所述挡边能预防所述导轨313内的所述灭火球跌落。

在其中一个实施例中，所述导轨313的入口处设有红外线传感器。

具体的，所述红外线传感器与所述主控制器信号连接，所述红外线传感器用于识别所述灭火球的运输情况。

在其中一个实施例中，所述出球导管312的另一端开口水平设置；所述开口的中轴线与所述推球组件32的中轴线在水平方向上垂直；所述开口上连接有辅助管；所述辅助管在所述推球组件32的中轴线方向上分别贯穿开有推球口以及出球口；所述推球口靠近所述推球组件32；所述出球口远离所述推球组件32。

在其中一个实施例中，所述推球组件32包括气缸和推块；所述气缸的输出端与所述推块连接，所述推块朝向所述推球口方向设置。

具体的，所述推块、所述推球口以及所述出球口的尺寸与灭火球的尺寸相适配；同时，所述推块的中轴线、所述推球口的中轴线以及所述出球口的中轴线均处于同一直线上。

在其中一个实施例中，所述发球组件33包括第一转动臂、第二转动臂、第三转动臂和第四转动臂；所述第一转动臂竖直连接于所述底盘1的上表面，所述第一转动臂远离所述底盘1的一端转动连接有所述第二转动臂，所述第二转动臂远离所述第三转动臂的一端转动连接有所述第三转动臂，所述第三转动臂远离所述第二转动臂的一端垂直连接有托球板；所述托球板靠近所述出球导管312的一侧设有两个摩擦柱；两个所述摩擦柱与所述托球板转动连接且两个所述摩擦柱之间间隔为所述灭火球的发射通道。

具体的，各转动臂的连接处均设有伺服电机，各伺服电机能驱动相对应的转动臂27转动或旋转，从而调整灭火球的发射角度并通过快速旋转赋予灭火球一定的发射速度；同时，所述摩擦柱的底端设有第二电机；当所述托板旋转至设定角度时，所述第二电机能驱动所述摩擦柱旋转从而将灭火球发射出去；两个所述摩擦柱采用同向旋转或反向旋转两种驱动方式；

同时，所述发球组件33搭载控制软件进行使用，所述控制软件主要涉及以下步骤：设置PWM输出、设置模拟输入、单独读取每个电位器、将模拟读数转换为角度(0-180)、将角度值写入所述伺服电机；各转动臂工作时，由控制芯片将RGB图像转换成视差图，从而获取目标物体深度信息，并通过点聚类计算将目标物体转换成一个具有中心点且带半径的包络球体模型；主控模块输出控制信号给各转动臂的驱动控制模块，所述驱动控制模块驱动各模块中的转动臂的伺服电机开始运转、调整，使所述摩擦柱对准灭火球，主控模块通过计算得到该待抓取物体中心点相对于双目摄像头的坐标信息，并通过DH法，将这组坐标信息转换为物体中心点相对于托板的坐标信息，然后，通过转动臂逆运动学解算出转动臂末端到达目标点位时各转动臂相对应的伺服电机所需转动的角度，并将初始位置与目标位置之间的轨迹进行归一化处理，主控模块将轨迹点的位置信息指令发送给各转动臂的驱动控制模块，并控制各转动臂相对应的伺服电机工作，从而实现精准发球。

在其中一个实施例中，所述发射通道之间的间距略小于所述灭火球的直径。

在其中一个实施例中，所述摩擦柱上套设有摩擦轮，所述摩擦轮由弹性材料制成。

具体的，所述弹性材料具有弹性形变能力，能使所述灭火球更易被推入相邻的两个所述摩擦柱之间且所述摩擦轮能有效减少推入、夹持或发球过程中对所述灭火球的磨损；所述弹性材料包括橡胶或硅胶。

在其中一个实施例中，所述摩擦轮的外表面设有螺旋设置的摩擦部或多个摩擦凸点。

具体的，所述摩擦部以及所述摩擦凸点均能增加所述摩擦柱对所述灭火球的夹持稳定性，同时，发射时也能增加相互间的摩擦，从而增加发射力度，使得所述灭火球更加平稳快速的发射出去。

在其中一个实施例中，所述第一转动臂、所述第二转动臂、所述第三转动臂以及所述第四转动臂均由亚克力材料制成。

具体的，所述亚克力材料稳定性较强，能提供更好的连接强度。

在其中一个实施例中，所述第二灭火机构4包括第一水箱41、第二水箱42和第三水箱43；所述第一水箱41、所述第二水箱42以及所述第三水箱43均连接于所述底盘1的顶部；所述第一水箱41的顶部连接有入水管道44，所述第一水箱41的底部通过第一水管45与所述第二水箱42相连通，所述第二水箱42的顶部通过第二水管46与所述第三水箱43相连通，所述第三水箱43的底部连接有出水管道47。

具体的，所述第一水箱41、所述第二水箱42以及所述第三水箱43并排设置且高度相同；所述入水管道44用于外接供水管。

在其中一个实施例中，所述第二灭火机构4还包括三通48；所述三通48包括第一端口481、第二端口482和第三端口483；所述第二水箱42的底端与所述第一端口481相连通，所述第三水箱43的底端与所述第二端口482相连通，所述出水管道47与所述第三端口483相连通。

在其中一个实施例中，所述第一端口481处设有第一控制阀，所述第二端口482处设有第二控制阀，所述第三端口483处设有流量控制阀。

具体的；所述第一控制阀、所述第二控制阀以及所述流量控制阀均与所述主控制器信号连接；所述三通48便于所述第二灭火机构4选择单水箱供水还是多水箱供水。

在其中一个实施例中，所述第二水箱42内设有第一液位传感器；所述第三水箱43内设有第二液位传感器。

具体的，所述第一液位传感器以及所述第二液位传感器均与所述主控制器信号连接；所述第一液位传感器用于判断所述第二水箱42内液体高度，所述第二液位传感器用于判断所述第三水箱43内液位高度；所述第一液位传感器以及所述第二液位传感器均为现有技术，能通过购买直接获得，在此不再累述。

在其中一个实施例中，所述出水管道47远离所述三通48的一端连接有雾化喷头410。

在其中一个实施例中，所述雾化喷头410的外表面均布有多个雾化孔。

具体的，灭火时，所述雾化喷头410能增加单位体积水微粒的表面积，使得同体积的水的总表面积增加，而表面积的增大，更容易进行热吸收，从而快速将着火点表面的热量带走，同时也有利于水快速变成水蒸气，从而稀释着火点附近的氧气浓度、窒息燃烧反应并控制热辐射；所述雾化喷头410具有高效率的冷却与缺氧窒息的双重作用；

同时，所述雾化喷头410能有效节约灭火时水资源的浪费量，如果直接喷水，水会从着火表面流走，从而浪费资源，而所述雾化喷头410能有效节约用水，从而将有限的资源发挥最大的灭火作用。

在其中一个实施例中，所述第二灭火机构4还包括旋转组件；所述旋转组件包括转动圆盘、底板和伸缩气缸；所述转动圆盘转动连接于所述底盘1的上表面；所述伸缩气缸固设于所述转动圆盘上；所述底板底部的一端转动连接于所述转动圆盘的上表面，所述底板底部的另一端与所述伸缩气缸的输出轴连接；所述雾化喷头410固定连接于所述底板的上表面。

具体的，所述转动圆盘能带动所述雾化喷头410调整灭火的方位，所述伸缩气缸能带动所述雾化喷头410调整灭火时的角度，通过上述设置，所述第二灭火机构4能根据实际情况合理调直喷水方位及角度，从而提高了所述灭火机器人的灭火效率。

在其中一个实施例中，所述机器人本体还包括烟气净化机构5；所述烟气净化机构5包括进气管道51和出气管道53；所述第二水箱42的顶端连接有所述进气管道51；所述第三水箱43的顶端连接有所述出气管道53；所述进气管道51的一端设于所述第二水箱42外，所述进气管道51的另一端设于所述第二水箱42内且连接有曝气头52；所述曝气头52与所述第二水箱42的底端相抵接；所述出气管道53的一端设于所述第三水箱43外，所述出气管道53的另一端设于所述第三水箱43内且与所述第三水箱43的顶端相抵接。

具体的，所述烟气净化机构5能将浓烟吸入水中进行净化，不仅有利于人员逃生，同时也能有效避免浓烟对摄像头的遮挡，从而便于所述灭火机器人快速找到着火点并进行扑灭；

浓烟中夹杂着大量CO₂等有害气体，通过将所述有害气体溶解于水中，从而能降低水中的氧含量并提高灭火性能；

同时，浓烟中带着大量的热量，基于能量交换原则，所述热量能将水箱内的水升温，而水的温度越高，越有利于快速灭火，同时也有利于水快速雾化，从而提高灭火效率，原理如下：由于水加热时会吸收热量，而水的比热容〔4.2×10³J/(kg·℃)〕远小于水的汽化热(2260千焦/千克)，所以热水变成气态吸收热量更多，更有助于快速降低以及灭火；同时，热水在灭火过程中会在较短的时间内变成水蒸气，而大量的水蒸气迷漫在空中可以隔绝空气，从而使燃烧窒息而灭。

在其中一个实施例中，所述曝气头52的外表面均布有多个曝气孔。

具体的，所述曝气头52能增加烟气与水接触的比表面积，从而增加烟气的溶解率。

在其中一个实施例中，所述进气管道51远离所述第二水箱42的一端连接有引风罩，所述引风罩内连接有第一压缩风机。

在其中一个实施例中，所述引风罩远离所述第一压缩风机的一端设有第一过滤网。

具体的，所述第一过滤网倾斜设置；所述第一过滤网能将大颗粒物或杂质排除在外，从而避免堵塞所述进气管道51或所述曝气头52。

在其中一个实施例中，所述引风罩竖直设置且所述引风罩下端的半径尺寸自上往下逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述第二水箱42内转动连接有搅拌轴421；所述搅拌轴421为中空结构且套设在所述进气管道51上；所述搅拌轴421沿周向连接有多个搅拌叶片422。

具体的，所述第二水箱42的顶端连接有第四电机，所述第四电机的输出端与所述搅拌轴421连接；所述搅拌轴421竖直设置于所述第二水箱42内；启动所述第四电机，所述第四电机带动所述搅拌轴421转动，所述搅拌轴421带动所述辊棒转动，从而将所述第二水箱42内液体搅拌均匀，有利于烟气中的灰尘及有害气体充分溶解。

在其中一个实施例中，所述第三水箱43的顶端设有加料箱49；所述加料箱49通过第三水管与所述第三水箱43相连通；所述第三水箱43内转动连接有搅拌棒431；所述搅拌棒431的外周上螺旋设置有搅拌叶轮432。

具体的，所述加料箱49内填充有消防用水的添加剂，所述添加剂有利于提高水的灭火性能以及使烟气中的灰尘及有害气体与水充分溶解，所述添加剂属于现有技术，能通过市场采购直接获得，在此不再累述；同时，所述第三水箱43的顶端连接有第五电机，所述第五电机的输出端与所述搅拌棒431连接，所述搅拌棒431竖直设置于所述第三水箱43内；启动所述第五电机，所述第五电机能带动所述搅拌棒431旋转，从而带动所述搅拌叶轮432旋转，所述搅拌叶轮432有利于提高所述化学试剂的溶解率以及溶解均匀度。

使用过程如下：

启动所述基于卷积视觉识别消防机器人，所述驱动机构2带动所述机器人本体行驶；

当遇到路障时，所述第一移动组件21、所述第二移动组件22、所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24均能通过相邻的两个所述第一连接件、所述第二连接件以及所述第三连接件之间小幅度的相对转动从而适度调整所述移动轮26与所述底盘1之间的高度，从而越障；

当遇到楼梯时，所述第一移动组件21通过所述第一舵机带动所述连接臂27转动从而将相对应的移动轮26抬至台阶上，然后，所述第一支撑组件25将所述底盘1顶起，使得所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24均抬至所述台阶上，在此过程中，所述第一移动组件21随着所述底盘1的上升动态调节与所述底盘1之间的相对高度且所述第一移动组件21始终保持与所述台阶的抵接状态，直至所述第三移动组件23以及所述第四移动组件24均上至所述台阶上；不断重复以上过程，直至完成爬楼即可；

同时，遇到火灾时，所述基于卷积视觉识别消防机器人能根据火情种类选择适当的灭火方式，从而提高灭火效率；

启动所述第一灭火机构3时，灭火球通过所述导轨313进入所述出球导管312内，并在所述推球组件32的作用下进入所述发球组件33中；所述第三连接臂带动灭火球旋转，从而赋予一定的惯性，同时，当灭火球旋转至设定高度或夹角时，所述摩擦轮相互转动，从而将灭火球发射出去，实现灭火；

启动所述第二灭火机构4时，水通过所述入水管道44进入所述第一水箱41内，所述第一水箱41内的水通过所述第一水管45流入所述第二水箱42内，所述第二水箱42内的水通过所述第二水管46流入所述第三水箱43内；

关闭所述第一控制阀并开启所述第二控制阀和所述流量控制阀，水从所述第三水箱43底端流出并通过所述出水管道47喷出进行灭火；当所述第三水箱43内的供水量不足时，开启所述第一控制阀、所述第二控制阀以及所述流量控制阀，水从所述第二水箱42底端以及所述第三水箱43底端同时流出并通过所述出水管道47喷出进行灭火；

灭火时，所述第一灭火机构3以及所述第二灭火机构4能择一使用或同时使用，根据火灾的具体情况合理选择即可。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，包括机器人本体；

所述机器人本体包括底盘；

所述底盘的底部连接有驱动机构和第一支撑组件，所述底盘的顶部两侧分别连接有第一灭火机构和第二灭火机构；

所述驱动机构通过十字型支架与所述底盘的底端连接；

所述驱动机构包括第一移动组件、第二移动组件、第三移动组件以及第四移动组件；

所述第一移动组件、所述第二移动组件、所述第三移动组件以及所述第四移动组件分别转动连接于所述十字型支架的四端；

所述第一支撑组件设于所述十字形支架的中轴线上且与所述十字形支架转动连接；

所述第一移动组件、所述第二移动组件、所述第三移动组件、所述第四移动组件以及所述第一支撑组件均能沿所述机器人本体的移动方向相对所述底盘转动从而使得所述底盘抬升或下降。

2.如权利要求1所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述第一移动组件、所述第二移动组件、所述第三移动组件以及所述第四移动组件均包括移动轮和两组连接臂；

所述移动轮设于相邻的两组所述连接臂之间且所述移动轮的中轴线上固定连接有转动轴；

两组所述连接臂靠近所述移动轮的一端分别与所述转动轴的两端转动连接，两组所述连接臂远离所述移动轮的一端与所述十字型支架的一端转动连接。

3.如权利要求1所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述第一灭火机构包括供球组件、推球组件和发球组件；

所述供球组件、所述推球组件以及所述发球组件均连接于所述底盘的顶部。

4.如权利要求3所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述供球组件包括筒体和出球导管；

所述筒体内设容腔；所述容腔内设有导轨和旋转轴；

所述导轨沿所述筒体的轴线方向螺旋设置在所述筒体的内壁上；

所述旋转轴转动连接于所述容腔的底端中心处且所述旋转轴沿周向连接有推板；

所述出球导管的一端与所述容腔相连通并与所述导轨相对接，所述出球导管的另一端设于所述筒体外且位于所述筒体与所述发球组件之间。

5.如权利要求4所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述发球组件包括第一转动臂、第二转动臂、第三转动臂和第四转动臂；

所述第一转动臂竖直连接于所述底盘的上表面，所述第一转动臂远离所述底盘的一端转动连接有所述第二转动臂，所述第二转动臂远离所述第三转动臂的一端转动连接有所述第三转动臂，所述第三转动臂远离所述第二转动臂的一端垂直连接有托球板；

所述托球板靠近所述出球导管的一侧设有两个摩擦柱；

两个所述摩擦柱与所述托球板转动连接且两个所述摩擦柱之间间隔为所述灭火球的发射通道。

6.如权利要求1所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述第二灭火机构包括第一水箱、第二水箱和第三水箱；

所述第一水箱、所述第二水箱以及所述第三水箱均连接于所述底盘的顶部；

所述第一水箱的顶部连接有入水管道，所述第一水箱的底部通过第一水管与所述第二水箱相连通，所述第二水箱的顶部通过第二水管与所述第三水箱相连通，所述第三水箱的底部连接有出水管道。

7.如权利要求6所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述第二灭火机构还包括三通；

所述三通包括第一端口、第二端口和第三端口；

所述第二水箱的底端与所述第一端口相连通，所述第三水箱的底端与所述第二端口相连通，所述出水管道与所述第三端口相连通。

8.如权利要求6所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述机器人本体还包括烟气净化机构；

所述烟气净化机构包括进气管道和出气管道；

所述第二水箱的顶端连接有所述进气管道；

所述第三水箱的顶端连接有所述出气管道；

所述进气管道的一端设于所述第二水箱外，所述进气管道的另一端设于所述第二水箱内且连接有曝气头；

所述曝气头与所述第二水箱的底端相抵接；

所述出气管道的一端设于所述第三水箱外，所述出气管道的另一端设于所述第三水箱内且与所述第三水箱的顶端相抵接。

9.如权利要求8所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述第二水箱内转动连接有搅拌轴；

所述搅拌轴为中空结构且套设在所述进气管道上；

所述搅拌轴沿周向连接有多个搅拌叶片。

10.如权利要求6所述的一种基于卷积视觉识别消防机器人，其特征在于，所述第三水箱的顶端设有加料箱；

所述加料箱通过第三水管与所述第三水箱相连通；

所述第三水箱内转动连接有搅拌棒；

所述搅拌棒的外周上螺旋设置有搅拌叶轮。

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