CN207232762U - 一种灾难现场探测机器人*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种灾难现场探测机器人***，该机器人包括机器人本体、远程监控单元以及设在机器人本体上的微控制器、环境监测单元、自主巡逻单元和无线通信单元；微控制器分别与环境监测单元、自主巡逻单元和无线通信单元电性连接；微控制器与远程监控单元信号连接。本实用新型公开的灾难现场探测机器人***，其体积小，灵活性强，便于进入灾后现场；其能获取灾后现场的环境信息，及存活者生理信息，帮助救援人员制定救援计划，大幅度降低救援人员的生命危险，提高救援效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种灾难现场探测机器人***。
背景技术
近年来，国内外地震、核泄漏、矿难、火灾等灾难事故频发，造成了严重的人员伤亡和财产损失，例如，2015年8月15日，在震惊中外的天津滨海新区塘沽危险品仓库大***中，165人死亡，8人失联，334人受伤，在165名遇难者中，大部分为参与救援的工作人员，其中包括参与救援处置的公安现役消防人员24人、天津港消防人员75人、公安民警11人，据惠誉国际信用评级有限公司评估该次事故直接损失高达15亿美元。可以看出，在这种灾后状况和事故原因不明的灾难性事故中，采用人力救援行动实施难度大，搜救人员承担的风险极高。
当灾难发生后，首要的任务是现场状况探测和被困人员的搜救工作，然而这些探测行动都需要面对一个难题：灾害过后现场情况复杂(如：有害物质泄露、现场高温、灾后空间狭小、随时爆发二次事故等)，致使救援人员无法直接进入现场了解情况，搜救工作难以展开，强制搜救又容易导致大量人员伤亡。因此，针对类似情况，研制出一款可以进入灾后现场，采集灾后现场环境数据、探查存活者生理信号、无线视频传输、实时定位和辅助救援等功能的探测机器人***是本专利的主要目标。
目前，在这种灾后状况和事故原因不明的灾难性事故中，一般采用人力救援方式。在灾后状况和事故原因不明的灾难性事故中，灾后首要任务是灾难现场状况和被困人员的探测工作，然而人力救援在初期探测过程中会遇到以下难题：
(1)因灾后现场情况复杂，如：有害物质泄露、现场高温、灾后空间狭小，致使救援人员无法进入现场了解情况，搜救人员承担的风险极高，救援工作难以展开；
(2)由于人类身体本身的感知局限，救援人员无法准确地检查灾后现场环境数据，预估二次事故发生率，从而影响后续救援计划的正确制定。
发明内容
针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种灾难现场探测机器人******，其体积小，灵活性强，便于进入灾后现场；其能获取灾后现场的环境信息，及存活者生理信息，帮助救援人员制定救援计划，大幅度降低救援人员的生命危险，提高救援效率。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种灾难现场探测机器人******，所述机器人***包括机器人本体、远程监控单元以及设在所述机器人本体上的微控制器、环境监测单元、自主巡逻单元和无线通信单元；所述微控制器分别与所述环境监测单元、所述自主巡逻单元和所述无线通信单元电性连接；所述微控制器与所述远程监控单元信号连接。
与现有技术相比，本实用新型提供的灾难现场探测机器人******，通过环境监测单元监测灾难现场的实时环境参数，并将该实时环境参数传输至微控制器，微控制器将该实时环境参数融合，得到融合值，微控制器一方面将该融合值与预设阈值比较，根据比较结果评估当前环境的危险程度和二次事故发生率；另一方面通过无线通信模块将该融合值发送至远程监控单元，以使救援人员通过该远程监控单元实施救援方案；通过自主巡逻单元检测到三轴加速度值和周围环境的障碍物信息，并传输至微控制器，微控制器计算并规划出机器人当前最有行走路线，使机器人平稳行走探测。本实用新型提供的灾难现场探测机器人******，其体积小，灵活性强，便于进入灾后现场；其能获取灾后现场的环境信息，及存活者生理信息，帮助救援人员制定救援计划，大幅度降低救援人员的生命危险，提高救援效率。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述环境监测单元包括第一传感器模块和GSM语音模块，所述第一传感器模块和所述GSM语音模块分别与所述微控制器电性连接。
本实用新型中，第一传感器模块用于检测灾后现场的环境信息；在通过第一传感器模块检测到周围环境中有被困人员时，通过GSM语音模块实现被困人员与救援人员的语音通信。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述自主巡逻单元包括第二传感器模块、电机驱动模块、定位模块和电源模块，所述第二传感器模块、所述电机驱动模块、所述定位模块和所述电源模块分别与所述微控制器电性连接。
本实用新型中，自主巡逻单元用于对机器人***进行路径规划和导航。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述远程监控单元包括网关、服务器和移动终端。
本实用新型中，远程监控单元用于接收环境监测单元检测到的灾难现场的环境参数信息，便于救援人员选择救援方案。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述第一传感器模块包括火焰及烟雾传感器、温湿度传感器、人体红外传感器和易燃易爆气体检测传感器。
本实用新型中，火焰及烟雾传感器用于检测灾后现场环境中的火焰和烟雾；温、湿度传感器用于检测灾后现场环境中的温度和湿度；人体红外传感器用于检测灾后现场环境中的被困人员；易燃易爆气体检测传感器用于检测灾后现场环境中的甲烷等易燃易爆气体。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述第二传感器模块包括红外测距传感器、三轴加速度传感器、红外测距传感器和超声波传感器。
本实用新型中，三轴加速度传感器用于检测机器人主体三维空间的x轴、y轴和z轴加速度；红外传感器和超声波传感器用于检测机器人周边的障碍物距离。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述无线通信单元包括无线收发器芯片，所述无线收发器芯片为nRF24L01+。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述微控制器为STM32F103。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述移动终端包括pc端和移动端监控平台。
根据本实用新型另一具体实施方式，所述定位模块包括GPS模块。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
附图说明
图1是实施例1中灾难现场探测机器人***的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，是本实施例提供的一种灾难现场探测机器人***的结构示意图。其包括机器人本体(未示出)、远程监控单元1、微控制器2、环境监测单元3、自主巡逻单元4和无线通信单元5；微控制器2、环境监测单元3、自主巡逻单元4和无线通信单元5设置于机器人本体上；微控制器2分别与环境监测单元3、自主巡逻单元4和无线通信单元5电性连接；微控制器2与远程监控单元1信号连接。
远程监控单元1包括网关11、服务器12和移动终端；其中，移动终端包括pc端13和移动端监控平台14。
环境监测单元3包括GSM语音模块31、火焰及烟雾传感器32、温湿度传感器33、人体红外传感器34和易燃易爆气体检测传感器35。
自主巡逻单元4包括电机驱动模块41、三轴加速度传感器42、、红外测距传感器43、超声波传感器44、定位模块45和电源模块46。定位模块45包括GPS模块。
无线通信单元5包括无线收发器芯片，无线收发器芯片为nRF24L01+。
微控制器2为STM32F103。
本实施例提供的灾难现场探测机器人***的工作过程如下：
1、通过加速度传感器检测机器人主体三维空间的x轴、y轴和z轴加速度；通过红外传感器和超声波传感器检测机器人周边的障碍物距离信息，并发送给微控制器和远程监控单元；微控制器根据接收到的三轴加速度值和障碍物距离信息规划出机器人当前最优行走路线，并配合PID巡逻算法驱动电机进行移动；或接受远程监控单元发出的控制信号驱动电机进行移动；从而实现机器人平稳行走探测。
2、机器人利用环境检测单元的传感器对灾后现场环境中的温湿度、烟雾、火焰、易燃易爆气体浓度等进行检测，并发送给微控制器和远程监控单元；微控制器根据接收到的数据进行智能计算和数据融合处理，根据数据融合的结果评估当前环境的危险程度和二次事故发生率，并将评估结果通过无线通信单元发送到远程监控单元。在探测的过程中，若机器人通过人体红外传感器检测有被困人员时，通过GSM语音模块呼叫救援小组，以扩音的形式为被困人员和救援小组提供通话服务。
3、机器人一方面将环境检测单元采集的原始数据通过nRF24L01+经由网关上传至服务器，同时还对采集的数据进行数据融合，并将融合结果值作为评估灾后环境的危险程度和二次事故发生率的重要依据，当机器人认为灾后环境存在安全隐患时，会根据设定的预警、报警阈值自动启动黄色预警或红色警报进行分级预警，并将报警信号通过网关发到pc端和移动端监控平台，提醒救援人员做好相应准备；救援小组也可通过PC端或移动端监控平台访问服务器，随时随地查看当前灾后环境数据，必要时还可以对机器人进行远程手动操控。
本实施例提供的灾难现场探测机器人***具有如下有益效果：
1、具有远程探测的功能，对灾后现场环境和被困人员情况进行远程检测和定位，并实时反馈对应点的位置信息，方便救援人员制定搜救计划；同时救援小组可以随时随地通过PC端或手机App远程查看灾后环境信息，并实现对机器人的远程操控；
2、具有辅助救援功能，当救援队无法对被困人员实施有效救援时，机器人就可以为被困人员提供一定的救助，比如为被困人员提供水、药、食物和绳索等，为进一步救援争取时间；
3、评估二次事故的发生率，针对灾后现场的各种不稳定因素，选用合适的环境检测传感器及相应的数据融合算法，实现对各种危险源的检测和智能计算，根据融合结果评估当前环境的危险程度和二次事故的发生率，方便救援人员及时应对，降低可能造成的损失。
虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。
Claims (10)
1.一种灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述机器人***包括机器人本体、远程监控单元以及设在所述机器人本体上的微控制器、环境监测单元、自主巡逻单元和无线通信单元；所述微控制器分别与所述环境监测单元、所述自主巡逻单元和所述无线通信单元电性连接；所述微控制器与所述远程监控单元信号连接。
2.如权利要求1所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述环境监测单元包括第一传感器模块和GSM语音模块，所述第一传感器模块和所述GSM语音模块分别与所述微控制器电性连接。
3.如权利要求2所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述自主巡逻单元包括第二传感器模块、电机驱动模块、定位模块和电源模块，所述第二传感器模块、所述电机驱动模块、所述定位模块和所述电源模块分别与所述微控制器电性连接。
4.如权利要求3所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述远程监控单元包括网关、服务器和移动终端。
5.如权利要求4所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述第一传感器模块包括火焰及烟雾传感器、温湿度传感器、人体红外传感器和易燃易爆气体检测传感器。
6.如权利要求5所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述第二传感器模块包括红外测距传感器、三轴加速度传感器、红外测距传感器和超声波传感器。
7.如权利要求1－6任一项所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述无线通信单元包括无线收发器芯片，所述无线收发器芯片为nRF24L01+。
8.如权利要求1－6任一项所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述微控制器为STM32F103。
9.如权利要求4所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述移动终端包括pc端和移动端监控平台。
10.如权利要求3所述的灾难现场探测机器人***，其特征在于，所述定位模块包括GPS模块。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110470696A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-19 | 科航（苏州）信息科技有限公司 | 探测节点和现场探测网络 |
| CN110868468A (zh) * | 2019-11-15 | 2020-03-06 | 西安中星测控有限公司 | 一种仿生智能感知终端 |
| CN111680729A (zh) * | 2020-05-30 | 2020-09-18 | 中国船舶重工集团公司第七一三研究所 | 基于x光机图像机场旅客安检危险品实时高识别率方法 |
| CN112311821A (zh) * | 2019-07-26 | 2021-02-02 | 浙江吉利汽车研究院有限公司 | 一种交通事故救援方法、装置及汽车 |
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2017
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| CN110470696A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-19 | 科航（苏州）信息科技有限公司 | 探测节点和现场探测网络 |
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