一种可燃气体泄漏源定位机器人的制作方法

本实用新型涉及可燃气体泄漏源的搜寻和定位领域，适用于可燃气体泄漏的浓度检测以及可燃气体泄漏源位置的定位。

背景技术：

可燃气体作为危险化学气体中最常见的一类，已经广泛应用于陶瓷工业、焊接切割、汽车工业、化学工业以及普通居民日常生活等各个领域。虽然可燃气体在生产和生活中能够带给人们很多便利，但是其泄露的危险性也时刻威胁着人们的生命财产安全，特别是由煤气、天然气输送管道泄漏引发的安全生产事故造成的危害极大。

早期，可燃气体泄漏源的定位主要通过检测人员手持可燃气体探测仪检测不同位置的可燃气体浓度，然后根据浓度梯度数据推算可燃气体泄漏源的方向来实现，此种检测方法对检测人员不能进入现场的危险区域将无法完成可燃气体泄漏源的定位工作。在这种背景下，本实用新型公开了一种可燃气体泄漏源定位机器人，通过可燃气体传感器的浓度信息和GPS的位置坐标信息，实现可燃气体泄漏源的定位。

技术实现要素：

本实用新型是为解决现有定位可燃气体泄漏源的设备便携性较差、智能化不高、定位时间较长等问题，而提出的一种可燃气体泄漏源定位机器人。本实用新型必须在有GPS信号覆盖的工作现场使用。

一种可燃气体泄漏源定位机器人，主要包括机器人机体（1）、机器人控制模块（2）、可燃气体传感器阵列模块（3）、二自由度摄像头云台（4）、GPS模块（5）、WIFI传输模块（6）、显示模块（7）、电源模块（8）；机器人机体（1）主要包括机器人底座（1-1）、电机一（1-2）、电机二（1-3）、电机三（1-4）、电机四（1-5）、车轮一（1-6）、车轮二（1-7）、车轮三（1-8）、车轮四（1-9）；机器人控制模块（2）主要包括机器人主控制器（2-1）、电机驱动模块（2-2）、三轴加速度计（2-3）、三轴陀螺仪（2-4）；可燃气体传感器阵列模块（3）包括TGS2610型气体传感器一（3-1）、TGS2610型气体传感器二（3-2）、TGS2610型气体传感器三（3-3）、TGS2610型气体传感器四（3-4）。

进一步，机器人主控制器（2-1）的MCU选用STM32F103ZET6微处理器芯片，STM32F103ZET6微处理器芯片通过ADC接口采集可燃气体传感器阵列模块（3）的输出信号、通过I²C接口采集三轴加速度计（2-3）和三轴陀螺仪（2-4）的输出信号、通过IO接口控制电机驱动模块（2-2）。

进一步，二自由度摄像头云台（4）包括2个辉盛SG90型舵机、1个罗技HD Pro Webcam C270型摄像头。

进一步，GPS模块（5）获取机器人机体（1）所在位置的经度坐标数据和纬度坐标数据。

进一步，WIFI传输模块（6）工作频率为5.8GHz，WIFI传输模块（6）用于传输二自由度摄像头云台（4）采集的视频信息、可燃气体传感器阵列模块（3）采集的可燃气体泄漏浓度数值、GPS模块（5）采集的机器人机体（1）所在位置的经度坐标和纬度坐标信息。

进一步，显示模块（7）为0.96寸蓝光OLED显示模块，显示机器人机体（1）所在位置的经度坐标数值、纬度坐标数值、可燃气体泄漏浓度数值。

进一步，电源模块（8）为12V镍氢电池供电，并且可以将电压值分别转化为5V、3.3V输出。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过可燃气体传感器阵列获取可燃气体泄漏源方向信息，根据可燃气体泄漏源方向信息驱动本实用新型所述机器人搜寻可燃气体泄漏源，通过可燃气体传感器阵列中任意两个可燃气体传感器浓度值的差值的变化范围最终判定可燃气体泄漏源，通过GPS确定可燃气体泄漏源位置坐标，从而实现可燃气体泄漏源的自主搜寻与定位；本实用新型在检测人员无法到达现场的危险区域实现对可燃气体泄漏源的快速、准确定位。

附图说明

图1为本实用新型所述机器人的整体框图。

图2为本实用新型所述机器人的结构示意图。

图3为本实用新型所述机器人应用于可燃气体泄漏源搜寻定位系统的系统框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明。

本实用新型所述一种可燃气体泄漏源定位机器人如图1和图2所示，主要包括机器人机体（1）、机器人控制模块（2）、可燃气体传感器阵列模块（3）、二自由度摄像头云台（4）、GPS模块（5）、WIFI传输模块（6）、显示模块（7）、电源模块（8）。通过可燃气体传感器阵列模块（3）获取可燃气体泄漏源方向信息，根据可燃气体泄漏源方向信息驱动本实用新型所述机器人搜寻可燃气体泄漏源，通过可燃气体传感器阵列模块（3）中任意两个可燃气体传感器浓度值的差值的变化范围最终判定可燃气体泄漏源，通过GPS模块（5）确定可燃气体泄漏源位置坐标，从而实现可燃气体泄漏源的自主搜寻与定位。

TGS2610型气体传感器一（3-1）、TGS2610型气体传感器二（3-2）、TGS2610型气体传感器三（3-3）、TGS2610型气体传感器四（3-4）分别用于检测四个对称方向的可燃气体泄漏浓度数据；机器人主控制器（2-1）的STM32F103ZET6微处理器芯片通过ADC接口采集可燃气体传感器阵列模块（3）的输出信号并进行分析，计算得出可燃气体泄漏源的泄露方向数据和位置数据，从而定位可燃气体泄漏源的位置；电机驱动模块（2-2）通过IO接口接收机器人主控制器（2-1）的STM32F103ZET6微处理器芯片根据可燃气体泄漏源的泄露方向数据生成的控制信号，进而驱动机器人机体（1）向可燃气体泄漏源移动；三轴加速度计（2-3）和三轴陀螺仪（2-4）与机器人主控制器（2-1）的STM32F103ZET6微处理器芯片中的I²C接口连接，用于获取机器人机体（1）的运动状态信息；二自由度摄像头云台（4）通过2个辉盛SG90型舵机调节罗技HD Pro Webcam C270型摄像头的摄像角度，从而获取更可靠的现场视频信息；GPS模块（5）用于获取机器人机体所在位置的经度坐标和纬度坐标数据，在对定位精度要求较高的工作现场，可以预先搭建差分GPS定位系统，从而使可燃气体泄漏源的定位精度达到厘米级；显示模块（7）用于显示机器人机体（1）所在位置的经度坐标数值、纬度坐标数值、可燃气体泄漏浓度数值；WIFI传输模块（6）用于将罗技HD Pro Webcam C270型摄像头采集的视频信息、可燃气体传感器阵列模块（3）采集的可燃气体泄漏浓度数据、GPS模块（5）采集的机器人机体（1）所在位置的经度坐标和纬度坐标数据传输到计算机监测中心，从而使工作人员能够实时获取现场信息。