CN202662122U - 移动机器人远程火灾报警*** - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人智能检测、自动控制与远程火灾报警领域，公开了一种移动机器人远程火灾报警***。它包括移动机器人和远程报警终端两个子***。移动机器人是集单片机控制器、多个机电与机械模块为一体的***。它能准确识别其行驶路线，检测其左右两侧的火灾状况与前方道路畅通状况，并可对特殊区域的火灾情况进行360度全方位火灾检测。移动机器人感知并收集各种环境信息，实时地将现场火灾信息，通过无线传输至远程报警终端；远程报警终端是信息处理并实现火灾报警的***，它接收移动机器人远程传送来的火情信息，对其进行决策与处理，执行报警决策予以报警，并对火情信息以及报警决策进行其存储、显示。

Description

移动机器人远程火灾报警***

技术领域：

本实用新型涉及机器人智能检测、自动控制与远程火灾报警领域，具体涉及移动机器人远程火灾报警***。

背景技术：

移动机器人是一个集环境感知、动态决策与行为控制与执行等多功能于一体的***，具有移动功能，在代替人从事危险、恶劣（如辐射、有毒、烟雾等）等环境下作业，具有更大的机动性、灵活性。目前，大型室内场所的火灾检测大多采用固定式火灾检测传感器或视频监控等方法。这些方法都有一定的地理位置局限性，很难适应大范围检测以及环境变化的情况。针对上述问题，本实用新型提供一种移动机器人远程火灾报警***。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种移动机器人远程火灾报警***，在其活动范围内实现快速、准确的远程火灾自动报警。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。

移动机器人远程火灾报警***，包括移动机器人和远程报警终端两个子***。移动机器人包括红外避障装置、红外火焰传感器装置、移动机器人供电装置、温度传感器装置、烟雾检测装置、移动机器人单片机控制装置、移动机器人声光报警装置、移动机器人无线通信装置、电机驱动装置、车轮、光电传感器装置、直流电机、万向轮；远程报警终端包括远程终端无线通信装置、液晶显示装置、远程终端声光报警装置、远程终端供电装置、远程终端单片机控制装置、时钟装置、矩形木板、按键装置；移动机器人供电装置(3)中一蓄电池连接电机驱动装置(9)给直流电机(12)供电；另一蓄电池连接稳压电路给各传感器、移动机器人单片机控制装置(6)、移动机器人无线通信装置(8)供电；红外避障装置(1)、红外火焰传感器装置(2)、温度传感器装置(4)、烟雾检测装置(5)、移动机器人声光报警装置(7)、移动机器人无线通信装置(8)、光电传感器装置(11)的数字输出端都与单片机控制端(6)相连接；电机驱动装置(9)、移动机器人无线通信装置(8)的数字输入端都与移动机器人单片机控制端(6)相连接；远程终端无线通信装置(13)、液晶显示装置(14)、远程终端声光报警装置(15)、时钟装置(18)、按键装置(27)的数字输入端都与远程终端单片机控制端(17)相连接；远程终端无线通信装置(13)、时钟装置(18)的数字输出端都与远程终端单片机控制端(17)相连接；远程终端供电装置（16）的输出端与远程报警终端中的各装置相连；矩形木板（26）用于放置远程报警终端中的各装置。

更具体地：

移动机器人包括：

一个移动载体；移动载体由两层车架、两个电机支架及安装在电机支架上的行走机构构成，所述电机支架分别位于底层车架前方两侧，所述行走机构包含驱动行走机构工作的左右两个独立直流电机、安装在直流电机上的车轮及位于载体后方中央的万向轮；

贴于左车轮内侧的码盘，所述码盘上标有黑白相间的圆形图案；

对称安装在下层车架前侧下方的光电传感器装置，该光电传感器装置由n个反射式光电传感器单元组成，用于检测地面的黑线；所述n个反射式光电传感器单元是根据移动机器人前方宽度调整使用光电传感器单元的个数；

安装在移动载体左车轮右侧光电传感器装置，该光电传感器装置为反射式光电传感器单元组成，通过检测左车轮内侧的码盘转动状况，计算机器人行驶的距离；

安装在移动载体下层车架前侧上方的移动机器人供电装置，该移动机器人供电装置包括稳压电路及两个蓄电池，所述蓄电池一个给稳压电路供电，一个给直流电机供电；所述稳压电路给各用电电路供电。

安装在移动载体下层车架后侧上方的直流电机驱动装置；

安装在移动载体上层车架前侧及中央两侧上方的红外火焰传感器装置，所述前侧的红外火焰传感器装置包括三个红外火焰传感器单元，分别位于左、中、右三个位置；

安装在移动载体上层车架前侧上方的红外避障装置，该红外避障装置对机器人前方的障碍物的检测；

安装在移动载体上层车架中央上方的烟雾检测装置，该烟雾检测装置利用红外烟雾传感器装置检测环境中的烟雾状况；

安装在移动载体上层车架中央两侧及前侧上方的温度传感器装置，该温度传感器组由数字温度传感器组成，分别用于检测左、右、前三个方位的温度；

安装在移动载体上层车架后侧的移动机器人单片机控制装置，该移动机器人单片机控制装置用于采集各传感器的信息，通过直流电机驱动装置控制移动载体运动，并控制移动机器人无线通信装置将火灾信息发送至远程终端；

安装在移动载体上层车架后侧右方位上方的移动机器人无线通信装置，该移动机器人无线通信装置由单片机控制其数据的发送与接收；所述移动机器人无线通信装置传输信息包括火灾的温度、烟雾状况、障碍物状况、机器人行驶距离、机器人行驶时间、机器人行驶平均速度、特殊区域位置；

安装在移动车体上层车架后侧左方位上方的移动机器人声光报警装置，所述移动机器人声光报警装置由声音报警装置和灯光报警装置组成；当机器人发现火灾时，单片机控制该移动机器人声光报警装置进行声光报警。

光电传感器装置、红外火焰传感器装置、红外避障装置、烟雾检测装置、温度传感器装置、移动机器人无线通信装置、移动机器人声光报警装置的数字输出端都与单片机控制端相连接；直流电机驱动装置、移动机器人无线通信装置的数字输入端都与单片机控制端相连接；直流电机驱动装置输出端与直流电机输入端相连接。

远程报警终端包括：

一矩形木板，该木板用于放置远程终端设备；

安装在木板左侧前方的远程终端无线通信装置；

安装在木板左侧后方的远程终端供电装置，该远程终端供电装置包括变压器及稳压电路；所述稳压电路给各用电电路供电。

安装在木板中央前方的液晶显示装置，该液晶显示装置用于显示火灾信息，包括火灾的温度、烟雾状况、障碍物状况、机器人行驶距离、机器人行驶时间、机器人行驶平均速度、特殊区域位置；

安装在木板中央远程终端单片机控制装置，该远程终端单片机控制装置用于控制远程终端无线通信装置接收火灾信息，接收火情信息，存储并在液晶显示屏显示，同时控制远程终端声光报警装置报警；

安装在木板中央后方的按键装置，该按键装置用于方便管理人员输入控制指令及查询火灾信息；

安装在木板右侧前方的远程终端声光报警装置。

安装在木板右侧后方的时钟装置，该时钟装置具有自动计时功能，双电源供电；所述双电源供电为远程终端供电装置供电和纽扣电池供电；

液晶显示装置、远程终端无线通信装置、时钟装置、远程终端声光报警装置的数字输入端都与单片机控制端相连接；远程终端无线通信装置、时钟装置的数字输出端都与单片机控制端相连接。

机器人行驶轨道为置于预设场所中贴于地面的黑线，所述黑线宽度小于光电传感器之间的宽度；本实用新型用垂直于行驶轨道的右侧黑线和左侧黑线来表示特殊区域，机器人通过对右侧黑线和左侧黑线的计数来指定第几特殊区域；所述右侧和左侧黑线长度大于最外侧光电传感器距中心线的距离；用垂直于行驶轨道黑线来表示终点；所述垂直于行驶轨道黑线长度大于最外侧两个光电传感器之间的距离。

管理人员通过远程终端向机器人发出执行指令，机器人从起始点沿轨道行驶。同时，机器人通过两侧的红外火焰传感器、及红外避障装置检测两侧的火灾情况及前方畅通状况。若机器人发现前方有障碍物，机器人停止，单片机控制无线通信装置发送相关信息至远程终端，终端接收信息并在液晶显示屏显示，并报警；若机器人发现火灾状况，机器人停止，通过烟雾检测装置及靠近火源的温度传感器装置检测烟雾状况及温度，单片机控制无线通信装置发送相关信息至远程终端，终端接收火情信息在液晶显示屏显示，存储并报警。当机器人行至特殊区域时，机器人原地旋转，单片机控制装置对前方的三个红外火焰传感器信息的采集。发现火源后，机器人脱离轨道。通过左右单元差动的方法决定机器人的行驶方向，并依靠中间单元确定机器人与火源的距离。当任一单元检测值超过最大阈值时，机器人停止前进，检测温度及烟雾状况，单片机控制无线通信装置发送相关信息至远程终端，终端接收火情信息并在液晶显示屏显示，存储并报警。

本实用新型具有以下显著效果：

（1）成本低

本实用新型仅需一个移动机器人即可对大范围室内空间进行火灾检测，所需设备较少，***安装简易方便，减少了用户的费用支出。

（2）可靠的远程报警性能

移动机器人采用红外火焰传感器装置检测行驶路线两侧的火灾状况，并可对特殊区域的火灾状况进行360度全方位检测，并通过无线通信装置将火灾信息传送至远程报警终端。克服了有线方式线路易受腐蚀，易损坏等方面的不足，提高了***报警的可靠性。

（3）较高的灵活性

目前，大型室内场所的火灾检测大多采用固定式火灾检测传感器或视频监控等方法。这些方法都有一定的地理位置局限性，很难适应大范围检测以及环境变化的情况。本实用新型利用具有移动性能的机器人检测环境中的火灾信息，具有较高的灵活性。

附图说明：

图1移动机器人结构俯视图。

图2是移动机器人结构底视图。

图3是移动机器人结构左视图。

图4是远程终端结构俯视图。

图5是特殊区域标志示意图。

图6是终点标志示意图。

图7是贴于左车轮内侧的码盘示意图。

图中1-红外避障装置，2-红外火焰传感器装置，3-移动机器人供电装置，4-温度传感器装置，5-烟雾检测装置，6-移动机器人单片机控制装置，7-移动机器人声光报警装置，8-移动机器人无线通信装置，9-电机驱动装置，10-车轮，11-光电传感器装置，12-直流电机，13-远程终端无线通信装置，14-液晶显示装置，15-远程终端声光报警装置，16-远程终端供电装置，17-远程终端单片机控制装置，18-时钟装置，19-轨道，20-特殊区域标志，21-终点标志，22-万向轮，23-支柱，24-下层车架，25-上层车架，26-矩形木板，27-按键装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做详细描述。

参照图1、图2、图3所示，该移动机器人包括红外避障装置1、红外火焰传感器装置2、移动机器人供电装置3、温度传感器装置4、烟雾检测装置5、移动机器人单片机控制装置6、移动机器人声光报警装置7、移动机器人无线通信装置8、电机驱动装置9、车轮10、光电传感器装置11、直流电机12、万向轮22。移动机器人供电装置3中一蓄电池连接电机驱动装置9给直流电机12供电；另一蓄电池连接稳压电路给各传感器、移动机器人单片机控制装置6、移动机器人无线通信装置8供电。红外避障装置1、红外火焰传感器装置2、温度传感器装置4、烟雾检测装置5、移动机器人声光报警装置7、移动机器人无线通信装置8、光电传感器装置11的数字输出端都与移动机器人单片机控制端6相连接；电机驱动装置9、移动机器人无线通信装置8的数字输入端都与移动机器人单片机控制端6相连接。

参照图4所示，该远程终端包括远程终端无线通信装置13、液晶显示装置14、远程终端声光报警装置15、远程终端供电装置16、远程终端单片机控制装置17、时钟装置18、矩形木板26、按键装置27。远程终端无线通信装置13、液晶显示装置14、远程终端声光报警装置15、时钟装置18、按键装置27的数字输入端都与远程终端单片机控制端17相连接；远程终端无线通信装置13、时钟装置18的数字输出端都与远程终端单片机控制端17相连接；远程终端供电装置16的输出端与远程报警终端中的各装置相连；矩形木板（26）用于放置远程报警终端中的各装置。

参照图5所示，机器人行驶轨道为置于预设场所中贴于地面的黑线19，所述黑线宽度小于光电传感器装置11之间的宽度；本实用新型用垂直于行驶轨道的右侧黑线和左侧黑线20来表示特殊区域，当机器人同一侧的两个光电传感器装置11同时检测到黑线20时，表示机器人进入特殊区域；机器人通过对右侧黑线的计数来表示第几特殊区域。

参照图6所示，本实用新型用垂直于行驶轨道19的黑线21来表示终点，当机器人的四个光电传感器装置11同时检测到黑线21时，表示机器人达到终点。

在实际使用时，远程终端管理人员通过按键装置27向机器人发出执行指令，机器人通过4个光电传感器装置11从起始点沿轨道19行驶。行驶过程中，机器人通过两侧的红外火焰传感器装置2检测两侧的火灾情况，通过红外避障装置1检测前方畅通状况，通过同一侧两个光电传感器装置11检测特殊区域，通过4个光电传感器装置11检测终点位置21。若红外避障装置1检测到前方有障碍物，机器人停止，移动机器人单片机控制装置6控制控制移动机器人声光报警装置7报警，并通过移动机器人无线通信装置8发送障碍物信息至远程终端无线通信装置13，远程终端单片机控制装置17通过远程终端无线通信装置13接收信息并在液晶显示屏装置14显示，存储并控制远程终端声光报警装置15报警；若两侧红外火焰传感器装置2检测到火灾，机器人停止，通过温度传感器装置4及烟雾检测装置5检测周围的温度及烟雾状况，移动机器人单片机控制装置6控制移动机器人声光报警装置7报警，并通过移动机器人无线通信装置8发送火灾信息至远程终端无线通信装置13，远程终端单片机控制装置17通过远程终端无线通信装置13接收火情信息，存储并在液晶显示装置14显示，同时报警。当机器人行至特殊区域时，机器人原地旋转，移动机器人单片机控制装置6通过前方的三个红外火焰传感器装置2对周围火灾状况进行360度全方位检测。若红外火焰传感器装置2没有检测到火灾，移动机器人单片机控制装置6通过移动机器人无线通信装置8发送特殊区域的信息至远程终端无线通信装置13，远程终端单片机控制装置17通过远程终端无线通信装置13接收信息并在液晶显示屏装置14显示，机器人继续沿轨道黑线19行驶；若红外火焰传感器装置2检测到火灾后，机器人脱离轨道。通过左右红外火焰传感器装置2差动的方法决定机器人的行驶方向，并依靠中间红外火焰传感器装置2确定机器人与火源的距离。当任一单元检测值超过最大阈值时，机器人停止前进，通过温度传感器装置4及烟雾检测装置5检测周围的温度及烟雾状况，移动机器人单片机控制装置6控制移动机器人声光报警装置7报警，并通过移动机器人无线通信装置8发送火灾信息至远程终端无线通信装置13，远程终端单片机控制装置 17通过远程终端无线通信装置13接收火情信息，存储并在液晶显示装置14显示，同时报警。若机器人检测到终点位置21，移动机器人单片机控制装置6通过移动机器人无线通信装置8发送终点位置信息至远程终端无线通信装置13，远程终端单片机控制装置17通过远程终端无线通信装置13接收信息并在液晶显示屏装置14显示。

Claims (1)

1.移动机器人远程火灾报警***，其特征在于：包括移动机器人和远程报警终端两个子***；移动机器人包括红外避障装置(1)、红外火焰传感器装置(2)、移动机器人供电装置(3)、温度传感器装置(4)、烟雾检测装置(5)、移动机器人单片机控制装置(6)、移动机器人声光报警装置(7)、移动机器人无线通信装置(8)、电机驱动装置(9)、车轮(10)、光电传感器装置(11)、直流电机(12)、万向轮(22)；远程报警终端包括远程终端无线通信装置(13)、液晶显示装置(14)、远程终端声光报警装置(15)、远程终端供电装置(16)、远程终端单片机控制装置(17)、时钟装置(18)、矩形木板(26)、按键装置(27)；移动机器人供电装置(3)中一蓄电池连接电机驱动装置(9)给直流电机(12)供电；另一蓄电池连接稳压电路给各传感器、移动机器人单片机控制装置(6)、移动机器人无线通信装置(8)供电；红外避障装置(1)、红外火焰传感器装置(2)、温度传感器装置(4)、烟雾检测装置(5)、移动机器人声光报警装置(7)、移动机器人无线通信装置(8)、光电传感器装置(11)的数字输出端都与单片机控制端(6)相连接；电机驱动装置(9)、移动机器人无线通信装置(8)的数字输入端都与移动机器人单片机控制端(6)相连接；远程终端无线通信装置(13)、液晶显示装置(14)、远程终端声光报警装置(15)、时钟装置(18)、按键装置(27)的数字输入端都与远程终端单片机控制端(17)相连接；远程终端无线通信装置(13)、时钟装置(18)的数字输出端都与远程终端单片机控制端(17)相连接；远程终端供电装置（16）的输出端与远程报警终端中的各装置相连；矩形木板（26）用于放置远程报警终端中的各装置。

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