隧道消防应急智能机器人系统的制作方法

专利名称：隧道消防应急智能机器人系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种消防系统，尤其涉及一种隧道消防应急智能机器人系统。
技术背景隧道包括铁路隧道、公路隧道、地铁隧道、水下隧道等。由于隧道内部空间小，近似处 于密闭状态，当有火灾发生时，烟雾大、温度高、蔓延快、疏散困难、扑救难度大、易造成 人员伤亡；同样，当发生有毒物质泄漏或恐怖袭击时，也会造成非常严重的后果。为此人们 研制了一些用于隧道灭火的设备，但这些设备都是独立运行的，并未能构成一个有效的灭火 系统，对隧道火灾的发生不能进行早期预警，也不能根据情况进行实时扑灭。 发明内容本实用新型的目的就是为了解决目前隧道消防设备不能有效对火灾进行防治、不能自动 有效及时的进行扑灭等问题，提供一种具有结构简单，使用方便，能够安全有效的扑灭隧道 火灾等优点的隧道消防应急智能机器人系统。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案-一种隧道消防应急智能机器人系统，它包括安装在隧道内的消防供水管道及消防水阀， 以及安装在轨道上的根据火灾情况自动沿轨道近距离移动到最接近着火点的至少一个消防机 器人；隧道内还设有至少一个与消防机器人无线通信的分级控制器，它通过CAN总线与消防 控制主机连接；在隧道内还设有连接在CAN总线上的火灾探测装置，火灾探测装置与分级控 制器连接；隧道内还设有通过视频线与消防控制主机相连的火灾图像监控装置；消防控制主 机在火灾控制室内，并通过CAN总线与消防联动装置以及集中控制盘连接。所述火灾图像监控装置包括现场监控摄像机和消防机器人出水口处摄像机，它们依次与 视频分配器、矩阵切换器连接，矩阵切换器通过视频线与消防控制主机连接；同时视频分配 器还与硬盘录像机连接，硬盘录像机与监视器连接；矩阵切换器则与监控室大屏连接。所述火灾探测装置包括按CAN总线分布连接的红外火焰探测器、感烟探测器和手动报警 控制器。所述消防联动装置包括火灾联动控制器，火灾联动控制器分别与火警电话、声光报警器 及其它联动设备。所述消防机器人包括消防机器人控制器，其输入端分别与轨道位置传感器、炮口彩色摄 像机、红外定位传感器、图像定位传感器、环境温度传感器、机器人内部温度传感器、气体 浓度传感器、蓄电池备电检测模块连接，接收信号；其输出端则与声光报警器、水路对接电 机、水雾/水柱电机、水平定位伺服电机、竖直定位伺服电机、轨道伺服电机、蓄电池充电对 接电机连接，输出控制信号；蓄电池为消防机器人供电，其输入端与蓄电池充电对接电机连 接，输出端则与蓄电池备电检测模块连接。所述消防机器人控制器包括中心处理器DSP是整个隧道消防机器人的控制核心；无线图 像收发模块，把彩色CCD摄像机的图像回传到火灾控制室；图像采集模块，釆集图像定位传 感器的图像到隧道消防机器人控制器，控制器经过图像处理、分析确定火源；光隔输入模块， 采集相关的各种开关量信息；水平方向扫描伺服电机驱动模块、竖直方向扫描伺服电机驱动模块、轨道伺服电机驱动模块，实现隧道消防机器人水平方向扫描、竖直方向扫描和在轨道 上运动；直流电机驱动模块，控制隧道消防机器人的出水方式是水雾/水柱；蓄电池充电对接 驱动模块，通过蓄电池充电器为蓄电池进行充电；水路对接电机驱动模块，驱动隧道消防机 器人对接水路；小功率继电器、功率MOSFET,驱动声光报警、LED等状态显示设备、无线通 信模块，分级控制器通信，进而可以实现和控制主机的通信；A/D采样模块，采集环境温度 传感器、机器人内部温度传感器、气体浓度传感器等信息。所述红外定位传感器包括水平方向上定位红外传感器和竖直上点定位红外传感器。所述图像定位传感器包括彩色图像摄像机和红外滤光片组成。所述蓄电池备电检测模块包括电压、电流检测传感器及放大电路、A/D采样模块和单片机。.本实用新型针对隧道特点，给出了隧道消防系统整体解决方案，包括火灾探测、消防联 动、机器人灭火、电视监控等所有部分，同时本实用新型完全实现了全自动隧道灭火过程。 隧道消防应急智能机器人系统能够在隧道火灾发生的早期自动监测火灾，发出报警信号，自 动定位火源，自动对接水源，快速、准确灭火；另外，也可通过远程控制其对有毒物质进行 大流量定点喷射稀释，从而代替消防员完成急难险重任务，提高隧道消防应急能力，实现"隧 道消防自动化"。该系统可广泛应用于各类隧道的消防应急，同时也可广泛应用于厂房、仓库、 会馆、卖场等大空间建筑防火。 本实用新型的有益效果是1、 提供了一种适合隧道消防用的应急智能机器人系统本项目充分考虑了隧道的特殊性，设计了一套应用于隧道消防应急智能机器人系统。本 系统相比喷淋和气体灭火具有极大优势，可以有效提高隧道灾害的应急能力，真正实现"隧 道消防自动化"。2、 提供了一种适合隧道应急智能机器人用的基于红外光学和图像处理的火灾定位技术 采用的多波段红外光学火焰定位技术能较快速的大致定位火源点，有效避免日光、灯光、闪电、弧焊光等引起的误报；而采用图像定位技术，通过其在空间的三维搜索，自动引导隧 道消防机器人精确地定位火源点。两项技术的结合能快速、精确地定位火源点，进而确准扑 灭着火点。3、 隧道消防和反恐应急智能机器人实现无缆、自动取水隧道应急智能机器人通过自带蓄电池供电，并可实现自动充电，不需外接电源供电；采用 短距离无线通讯+长距离有线通讯，保证通讯可靠且不需通讯线缆；采用水路自动对接，机 器人沿轨道到达报警区域后自动对接水源，无需自带水箱或拖水管。这样，就保证了机器人 可以轻载、快速、灵巧运动。4、 隧道消防自动化隧道消防及反恐应急智能机器人系统实现了隧道火灾自动探测、自动定位、自动供水、自 动扑灭、消防联动。沿轨道尽量靠近危险源，并能自动对接水路。在水柱喷水方式下，隧道 消防应急智能机器人控制器根据水压、风力等情况，根据流体力学的原理计算出机器人炮口 水柱的下落曲线，再加以校正，使水柱能准确打到火源点，进而快速、准确灭火。5、 多机器人协调动作一个系统会安装几个甚至几十个几百个隧道消防应急智能机器人，当一点着火时，几个机 器人同时动作，快速灭火。当有几个着火点时，几个着火点附近的机器人根据报警区域的不 同沿轨道运动到相应的火源附近，几个火源先后被扑灭。没火灵活、准确、快速。6、 自我保护隧道消防应急智能机器人可以感知外部环境的温度，避免因为火灾而烧毁机器人，保护了 设备。


图1为本实用新型的系统构成图；图2为消防机器人系统构成图。其中，l.火灾探测装置，11.红外火焰探测器，12.感烟探测器，13.手动报警控制器， 2.火灾图像监控装置，21.现场监控摄像机，22.视频分配器，23.矩阵切换器，24.监视器, 25,硬盘录像机，26.监控室大屏，3.消防控制主机，4.分级控制器，5.消防机器人，51. 消防机器人控制器，52.轨道位置传感器，53.炮口彩色摄像机，54.红外定位传感器，55.图 像定位传感器，56.无线通信模块，57. LED显示模块，58.环境温度传感器，59.气体浓度传 感器，510.蓄电池备电检测模块，511.蓄电池充电对接电机，512.轨道伺服电机，513.竖 直定位伺服电机，514.水平定位伺服电机，515.水雾/水柱电机，516.水路对接电机，517. 声光报警器，518.蓄电池，6.消防联动装置，61.火灾联动控制器，62.火警电话，63.声 光报警器，64.其它联动设备，7.集中控制盘连接。
具体实施方式

以下结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。如图1中所示，本实用新型包括在安装在轨道上的可以根据火灾情况自动沿轨道近距离 移动到最接近着火点的至少一个消防机器人5，在隧道内还设有至少一个可以与消防机器人5 无线通信的分级控制器4，分级控制器4通过CAN总线与消防控制主机3连接，分级控制器4 还通过CAN总线与火灾探测装置1连接，消防控制主机3通过视频线与火灾图像监控装置2 连接，消防控制主机3在火灾控制室内，并通过CAN总线与消防联动装置6以及集中控制盘 7连接。在隧道内还设有与消防机器人5相配合的消防管道及消防水阀。火灾图像监控装置2包括现场监控摄像机21,它依次与视频分配器22、矩阵切换器23 连接，矩阵切换器23通过视频总线与消防控制主机3连接；同时视频分配器22还与硬盘录 像机25连接，硬盘录像机25与监视器24连接；矩阵切换器23则与监控室大屏26连接。图 像监控部分可以完成对现场的监控功能，方便消防控制室的值班人员实时看到现场的图像， 并在火灾发生时进行录像。火灾图像监控包括(1)安装在隧道中的各种监控用摄像机，(2) 安装在隧道消防机器人出水口处的炮口摄像机。当火灾发生时，消防控制主机自动把图像切 换至火灾区域的监控摄像机。当打开相应的隧道消防机器人监控画面时，消防控制主机自动 切换到炮口图像，以察看隧道消防机器人的灭火情况。火灾探测装置1包括按CAN总线分布连接的红外火焰探测器11、感烟探测器12和手动 报警控制器13。火灾探测装置是系统的前端传感器，可以实时准确地监测火灾，在发生火灾 的第一时间内把火灾信号传送到消防控制主机和对应的隧道消防机器人，进而第一时间灭火， 并及时通知值班人员，其具体结构如图1中火灾探测部分所示。火灾探测部分包括红外火焰 探测器、红外光束感烟探测器、手动报警控制器三类，这三类探测器通过输入模块挂接在CAN 总线上，接入系统。其中，红外火焰探测器可以在极短时间内在一定的距离内可靠地探测出 一定规模的火焰；红外光束感烟探测器可以探测火灾发生时散发出的大量烟雾，手动报警控 制器可以实现现场人工手动报警。另外，通过总线输入模块，可以接入点型感温探测器、点 型感烟探测器等其他具有开关量输出的常规火灾探测器。消防联动装置6包括火灾联动控制器61，火灾联动控制器61分别与火警电话62、声光 拫警器63和其它联动设备64连接。联动控制部分通过CAN总线和控制主机相连，接受来自 控制主机的控制信号，联动声光报警、排烟、防火巻帘门、实时录像、报警电话等消防设备。分级控制器固定安装在隧道消防应急智能机器人在轨道上静止时的固定位置，分级控制 器可以接收来自火焰探测器的报警信号，把这些信号转换为总线上的报警信号，发送到CAN 总线上；分级控制器内集成了视频无线接收模块，可以接收来自隧道消防机器人的炮口彩色 图像信息，并把这些信心转化为视频信号发送到工控主机。工控主机安装在消防控制室，是 整个系统的控制中心和监控中心。接收来自CAN总线上的火灾探测器的报警信号，向整个系 统发出警报，进而联动整个报警机构，同时把监控画面切换到火警区域。根据报警信号来自 不同的报警区域，协调多个隧道消防应急智能机器人或驱动某个隧道消防机器人准确、快速 灭火。同时对整个系统的工作状态进行显示和记录，值班人员可以通过査看历史记录察看系 统的工作状态及火警信息等内容。如图2中所示，消防机器人5包括消防机器人控制器51，其输入端分别与轨道位置传感 器52、炮口彩色摄像机53、红外定位传感器54、图像定位传感器55、环境温度传感器58、 气体浓度传感器59、蓄电池备电捡测模块510连接，接收信号；其输出端则与声光报警器517、 水路对接电机516、水雾/水柱电机515、水平定位伺服电机514、竖直定位伺服电机513、轨 道桐服电机512、蓄电池充电对接电机511连接，输出控制信号；消防机器人控制器51还与 无线通信模块56、 LED显示模块57双向通信；蓄电池518为消防机器人5供电，其输入端与 蓄电池充电对接电机511连接，输出端则与蓄电池备电检测模块510连接。隧道消防机器人是整个系统的执行机构。隧道消防机器人由蓄电池供电，采用无线通信， 无需外接电缆。隧道消防机器人安装在消防专用轨道上，无火时静止在固定位置。火灾发生 时，各类火灾探测器通过分级控制器发送警报给隧道消防机器人，隧道消防机器人在控制器 驱动下沿消防轨道移动到相应的报警位置，对接消防管道取水后，开始精确定位火源，进而 打开水阀喷水灭火。隧道消防机器人系统包括蓄电池、蓄电池备电监测模块、红外定位传感器、图像定位传 感器、水平定位伺服电机、竖直定位伺服电机、轨道运动伺服电机、水路对接伺服电机、充 电对接电机、水柱水雾切换电机、声光报警、LED状态显示部分、无线通信模块、轨道位置 信号反馈、监控彩色摄像机、自身及环境温度检测模块、隧道消防机器人控制器、多种气体 浓度传感器(CO、 C02、 NH4、 S02、 02等)以及对应的机械结构。 ①、 隧道消防机器人的供电隧道消防机器人自带的蓄电池为整个隧道消防机器人提供电源。当隧道消防机器人静止 在固定位置，蓄电池备电监测模块监测到蓄电池的电量不足时，接通电源充电，当电源充满 时自动断电。当有火灾发生，蓄电池为隧道消防机器人提供电源。如果蓄电池损害则更换电 池。蓄电池采用容量为12V20A/h普通铅酸电池。普通的铅酸电池使用寿命为3年，国外高质 量铅酸电池可以使用10年。蓄电池备电监测模块通过精密的电压、电流采集传感器来监测蓄电池的供电，能够保证 蓄电池持续、稳定、安全地为隧道消防机器人供电。当蓄电池电压及温度异常时，将发出报 警，隧道消防机器人控制器通过无线网络把警报信息传送到火灾控制室；自动计算剩余容量， 当达容量不足时通知控制器，控制器接通电源，为蓄电池充电，当监测到蓄电池充满电后通 知控制器，控制器断电；记录浮充期间及充放电期间的蓄电池电压、电流等信息，当发现电 压、电流异常时报警给控制器，控制器通过无线网络把警报信息传送到火灾控制室；检测蓄 电池的放电电流、电压，对于异常工作状况以及性能下降，及时报警给控制器，控制器通过 无线网络把警报信息传送到火灾控制室。蓄电池充电通过蓄电池充电器来完成。蓄电池充电器安装在隧道消防机器人静止固定位 置。当蓄电池备电监测模块监测到蓄电池的剩余电量不能满足要求时，隧道消防机器人控制 器控制隧道消防机器人回到固定位置，通过蓄电池充电对接电机接通电源，通过蓄电池充电 器进行充电。② 、 驱动电机轨道运动伺服电机驱动隧道消防机器人在轨道上往复运动。水平定位伺服电机驱动隧道 消防机器人在水平方向上回转，竖直定位伺服电机驱动隧道消防机器人在竖直方向上回转。 水路对接电机驱动隧道消防机器人对接水路。水柱水雾切换电机控制隧道消防机器人喷射状 态切换。蓄电池充电对接电机接通电源，通过蓄电池充电器为蓄电池进行充电。③ 、火源定位红外定位传感器和图像定位传感器是隧道消防机器人的火灾定位机构。红外定位传感器 采用钽酸锂热电传感器作为火焰探测器敏感元件制作的高灵敏度传感器，图像定位传感器是 特殊的CCD摄像机。火灾发生时，着火点的定位采用两种传感器结合的方式，先利用红外定 位传感器快速的大致定位着火点，再利用图像传感器精确定位着火点，两种传感器相结合， 定位迅速，定位精确。隧道消防机器人上加装红外火焰定位系统，该系统由两级红外火焰探测器、水平回转和 垂直俯仰机构、伺服电机驱动机构三部分构成。当火焰探测器探测到火灾发生时，隧道消防 机器人到达报警位置后，首先在一级红外火焰探测器的引导下做水平面圆周扫描运动，当炮 口在水平方向上对准火焰时停止水平转动；此时隧道消防机器人在二级红外火焰探测器的引 导下做垂直俯仰运动，当炮口在垂直方向上也对准火焰时停止垂直转动，这样就实现了隧道 消防机器人自动红外火焰定位。隧道消防机器人上加装图像火焰定位系统，该系统由图像火 焰定位器、水平回转和垂直俯仰机构、伺服电机驱动机构三部分构成，当隧道消防机器人红 外火焰定位过程完成后，可利用图像火焰定位器在定位点附近进行微调瞄准，以提高精确度 和避免火焰红外能量过大而导致隧道消防机器人瞄不准现象的发生。微调瞄准火焰后，喷水 灭火。
、通信隧道消防机器人控制器和控制主机之间需要传输控制信息和状态信息，通过无线通信模 块来实现。隧道消防机器人控制器通过无线通信模块把信息发送到分级控制器，分级控制器 再通过CAN总线发送到控制主机；反之亦然。其通信过程如图5所示。隧道消防机器人控制 器和分级控制器都安装在隧道或地铁内，安装的比较高，因此就不存在着无线通信需要注意 和避免的遮挡问题。隧道消防机器人的出水口上安装了一个彩色CCD摄像机，需要把彩色CCD摄像机的图像 回传到火灾控制室，其过程如图6所示。这部分功能通过无线图像收发器来实现。在隧道消 防机器人上安装无线图像发送模块，把红外CCD摄像机的图像通过无线图象发送模块转换为 某个波段的电磁波发送出去；在分级控制器里安装了无线图象接收模块，无线图象接收模块 接收固定波段的电磁波，把这些电磁波转换为图像信号，图像信号通过视频电缆回传到中心 控制室，中心控制室通过视频分频器显示出来。 现场报警当火灾发生时，驱动声光报警器和LED灯在现场发出警报。 LED状态显示部分通过LED指示灯来表示隧道消防机器人的各种工作状态。 ⑥、灭火轨道位置信号为隧道消防机器人在轨道上运动到预定位置提供信息。当发生火灾后，火 灾探测器报警，控制主机把报警信号下发给隧道消防机器人，隧道消防机器人沿轨道运动到 相应的着火区域离火源最近的预订位置后，开始通过水路对接电机对接出水口，之后定位火 源。定位火源成功，在主机通过联动控制器和控制模块打开水泵、水阀的情况下，隧道消防 机器人控制器根据寻找火源时记录的着火点的远近来选择水柱还是水雾喷水方式。水雾喷水方式可以覆盖90度角，覆盖面大。在水柱喷水方式下，隧道消防机器人控制器根据水压、风 力等情况，根据流体力学的原理计算出隧道消防机器人出水口水柱的下落曲线，再加以校正， 使水柱能准确打到火源点，进而快速、准确灭火。⑦ 、自身及环境温度监测及运行警示隧道消防机器人通过温度传感器实时监测控制器温度及外部环境温度，当温度超标时， 向消防控制室报警并尽量自保。由于隧道消防机器人喷射水量较大，启动前应有声光警示， 提示行人躲避。⑧ 、有害气体浓度监测隧道消防机器人通过各种气体浓度传感器来监测空气中的气体浓度，进而来判断是否发生 毒气、生化发生器等恐怖袭击，当恐怖袭击发生时，可以向控制室发出报警，同时把现场图 像实时传回消防控制室，消防员手动远程控制隧道消防机器人，到达相应地点并对污染源进 行大流量定点喷射稀释，有效控制污染源扩散。 ◎、控制器隧道消防机器人控制器是整个隧道消防机器人的控制核心。控制器通过无线通信模块和分 级控制器通信，传送各种控制信息和状态信息，完成各种控制如下。a、 通过伺服电机驱动器控制水平伺服电机、竖直伺服电机、轨道伺服电机，从而实现隧 道消防机器人水平方向扫描、竖直方向扫描和在轨道上运动。b、 通过带有光电隔离的l/0量输入模块，可以采集相关的各种开关量信息。c、 通过图像采集模块采集图像定位传感器的图像到隧道消防机器人控制器，控制器经过 图像处理、分析可以确定火源。d、 通过无线通信模块和分级控制器通信，进而可以实现和控制主机的通信。e、 通过小功率继电器、功率MOSFET等驱动声光报警、LED等状态显示设备。f、 通过直流电机驱动器控制隧道消防机器人的出水方式是水雾/水柱。g、 通过驱动水路对接电机驱动隧道消防机器人对接水路。h、 通过驱动蓄电池充电对接电机接通电源，通过蓄电池充电器为蓄电池进行充电。i、 当精确定位火源后，实现自动灭火过程。本实用新型系统现场布设时，火灾探测器由多波段红外光学火焰探测器、红外光束感烟 探测器和手动报警控制器构成。按照防火分区，火焰探测器、感烟探测器安装于隧道侧壁， 手动报警控制器根据消防法规安装于距地1. 3 ~ 1. 5m处。隧道消防应急智能机器人自带有控 制器和红外、图像引导定位机构(用于引导其对准火焰)，按照防火分区C100 200m)吊装 于隧道预设的专用轨道(内含消防管道)上。分级控制器与隧道消防机器人对应安装于隧道 侧壁。火灾监控主机、集中手动控制盘、火灾报警联动控制器位于消防控制室。消防供水系 统、视频监控系统根据现场需要配置。本实用新型系统工作流程-当火灾初发时，火灾探测器同时向火灾监控主机和通过分级控制器向隧道消防应急智能 机器人报警，系统将火灾现场影像切换至消防控制室大屏，同时联动声光报警、排烟、实时 录像、119报警电话等。系统启动消防泵，火灾现场隧道消防机器人隧道消防机器人沿轨道 运动到相应的着火区域离火源最近的预订位置后，自动对接水源，自动定位并瞄准火源，打 开阀门喷水(或其他灭火剂)调整灭火曲线准确灭火，待火焰完全熄灭后，可自动关闭阀门， 隧道消防机器人自动复位。上述过程完全自动，也可通过消防控制室集中手动控制灭火。当有化学或有毒物质泄漏时，或发生毒气、生化发生器等恐怖袭击时，现场图像实时传 回消防控制室，消防员手动远程控制机器人，到达相应地点并对污染源进行大流量定点喷射 稀释，有效控制污染源扩散。
权利要求1、一种隧道消防应急智能机器人系统，其特征是它包括安装在隧道内的消防供水管道及消防水阀，以及安装在轨道上的根据火灾情况自动沿轨道近距离移动到最接近着火点的至少一个消防机器人；隧道内还设有至少一个与消防机器人无线通信的分级控制器，它通过CAN总线与消防控制主机连接；在隧道内还设有连接在CAN总线上的火灾探测装置，火灾探测装置与分级控制器连接；隧道内还设有通过视频线与消防控制主机相连的火灾图像监控装置；消防控制主机在火灾控制室内，并通过CAN总线与消防联动装置以及集中控制盘连接。
2、 根据权利要求1所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是所述火灾图像监控 装置包括现场监控摄像机和消防机器人出水口处摄像机，它们依次与视频分配器、矩阵切换 器连接，矩阵切换器通过视频线与消防控制主机连接；同时视频分配器还与硬盘录像机连接， 硬盘录像机与监视器连接；矩阵切换器则与监控室大屏连接。
3、 根据权利要求1所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是所述火灾探测装置 包括按CAN总线分布连接的红外火焰探测器、感烟探测器和手动报警控制器。
4、 根据权利要求1所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是所述消防联动装置 包括火灾联动控制器，火灾联动控制器分别与火警电话、声光报警器及其它联动设备。
5、 根据权利要求l所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是所述消防机器人包 括消防机器人控制器，其输入端分别与轨道位置传感器、炮口彩色摄像机、红外定位传感器、 图像定位传感器、环境温度传感器、机器人内部温度传感器、气体浓度传感器、蓄电池备电 检测模块连接，接收信号；其输出端则与声光报警器、水路对接电机、水雾/水柱电机、水平 定位伺服电机、竖直定位伺服电机、轨道伺服电机、蓄电池充电对接电机连接，输出控制信 号；蓄电池为消防机器人供电，其输入端与蓄电池充电对接电机连接，输出端则与蓄电池备 电检测模块连接。
6、 根据权利要求5所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是:所述消防机器人控 制器包括中心处理器DSP是整个隧道消防机器人的控制核心；无线图像收发模块，把彩色CCD 摄像机的图像回传到火灾控制室；图像采集模块，采集图像定位传感器的图像到隧道消防机 器人控制器，控制器经过图像处理、分析确定火源；光隔输入模块，采集相关的各种开关量 信息；水平方向扫描伺服电机驱动模块、竖直方向扫描伺服电机驱动模块、轨道伺服电机驱 动模块，实现隧道消防机器人水平方向扫描、竖直方向扫描和在轨道上运动；直流电机驱动 模块，控制隧道消防机器人的出水方式是水雾/水柱；蓄电池充电对接驱动模块，通过蓄电池 充电器为蓄电池进行充电；水路对接电机驱动模块，驱动隧道消防机器人对接水路；小功率 继电器、功率MOSFET,驱动声光报警、LED等状态显示设备、无线通信模块，分级控制器通 信，进而可以实现和控制主机的通信；A/D采样模块，采集环境温度传感器、机器人内部温 度传感器、气体浓度传感器等信息。
7、 根据权利要求5所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是:所述红外定位传感 器包括水平方向上定位红外传感器和竖直上点定位红外传感器。
8、 根据权利要求5所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是:所述图像定位传感 器包括彩色图像摄像机和红外滤光片组成。
9、 根据权利要求5所述的隧道消防应急智能机器人系统，其特征是:所述蓄电池备电检 测模块包括电压、电流检测传感器及放大电路、A/D采样模块和单片机。
专利摘要本实用新型公开了一种隧道消防应急智能机器人系统。它解决了隧道内部空间小，火灾发生时，扑救难度大、易造成人员伤亡的隧道消防难题，具有结构简单，能及时有效扑灭隧道火灾等优点。它包括安装在隧道内的消防供水管道及消防水阀，以及安装在轨道上的根据火灾情况自动沿轨道近距离移动到最接近着火点的至少一个消防机器人；隧道内还设有至少一个与消防机器人无线通信的分级控制器，它通过CAN总线与消防控制主机连接；在隧道内还设有连接在CAN总线上的火灾探测装置，火灾探测装置与分级控制器连接；隧道内还设有通过视频线与消防控制主机相连的火灾图像监控装置；消防控制主机在火灾控制室内，并通过CAN总线与消防联动装置以及集中控制盘连接。
文档编号A62C3/00GK201164675SQ20082001729
公开日2008年12月17日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者侯恩广, 刘学军, 刘广敏, 刘建翔, 巍 成, 李建新, 欧阳红晋, 赵志鹏, 车晓波 申请人:山东省科学院自动化研究所