本发明涉及一种履足混合式森林余火清理机器人，属于智能机器人产品技术领域。
背景技术：
森林火灾广义上讲：凡是失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展，对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为都称为森林火灾。狭义讲：森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。森林防火工作是中国防灾减灾工作的重要组成部分，是国家公共应急体系建设的重要内容，是社会稳定和人民安居乐业的重要保障，是加快林业发展，加强生态建设的基础和前提，事关森林资源和生态安全，事关人民群众生命财产安全，事关改革发展稳定的大局。森林火灾对森林的危害很大，所以林业部门对森林火灾的监测都很重视。由于森林火灾火势大，面积广，发现和监测相对容易。但火灾被扑灭后，因扑灭不彻底等各种原因，仍有可能会复燃，发生余火。余火一般温度较低，面积小，燃烧慢，采用一般对火灾进行监测的技术手段难于发现余火及不能够及时清理余火，仍然存在较大的余火安全隐患。
随着机器人的应用范围的扩大和多种复杂场合的需要，机器人视觉伺服显得越来越重要。在目前的机器人实际运用中，由于定位精度、实时性、需要标定等问题，只有极少场合运用了机器人视觉伺服定位，随着机器人行业的发展，机器人拥有视觉伺服能力及高精度检测功能将是必然趋势。但目前还没有一款机器人能够对森林余火进行监测、定位及实时有效清理；且难以因地因时制宜，缺乏足够的分析处理机制。由于上述原因，本发明人对现有的机器人系统做了深入研究，以解决背景技术问题。
技术实现要素：
本发明正是针对现有技术存在的不足，提供一种履足混合式森林余火清理机器人，该机器人能够对森林余火进行监测、定位及实时有效清理，且能够因地因时制宜，具有足够的分析处理机制，满足实际使用要求。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种履足混合式森林余火清理机器人，包括机体，所述机体顶端设有封盖，所述机体边缘四周等分设有六个机臂，所述机臂的末端均设有安装座，所述安装座上设有电机，所述电机上设有多旋翼，所述机体下方设有装配盒，所述装配盒两端设有旋转机构，所述旋转机构上活动设有驱动臂，所述驱动臂末端设有驱动履带，所述机体内设有红外检测系统和红外定位系统；
所述红外检测系统包括红外视频搜索模块，所述红外视频搜索模块上连接有控制中心，所述控制中心上连接有红外摄像机，所述红外视频搜索模块内部包括远程操控中心、可编程控制器、成像光谱仪及机器人gps接收器，且所述控制中心是与所述可编程控制器连接；
所述红外定位系统包括：
红外线检测模块；所述红外线检测模块的光学系统将接收到热空气源的红外辐射能量聚焦在红外传感器上，当热空气源和接收系统发生相对移动时，接收到的能量发生变化，传感器输出一个变化的信号，这个信号经电路放大、滤波、判别等处理后触发报警和指示；
音频检测模块；
音频检测模块；
以及电磁波检测模块；在该装置的前端设有可进行接收电磁波检测模块的天线设备，该天线设备针对固定测量范围的热空气源进行检测；
所述森林余火清理机器人还包括配合使用的余火清理装置。
作为上述技术方案的改进，所述红外摄像机是能够自动旋转的红外摄像机，且所述红外摄像机是设置在装配盒下方；在其中两个机臂上设置有gps定位装置，在所述机体的侧边缘上设置有安装孔。
作为上述技术方案的改进，所述音频检测模块为声音采集模块，所述红外线检测模块的红外辐射范围为3～50μm。
作为上述技术方案的改进，所述电磁波检测模块对中心点的距离r进行检测的方法为
r＝v(t-δt)/2
式中：—询问与回答脉冲之间的时间间隔；
—系统延迟
—电磁波在均匀介质中的传播速度。
作为上述技术方案的改进，所述电磁波检测模块对中心点的范围的方位进行检测的方法为：
采取类似全球卫星定位系统的方式，基于测量学中的空间后方交会原理：雷达接收机分别在三个位置利用测距原理测出中心检测点到雷达接收机的大致距离r1，r2，r3并分别记录三个位置的坐标xi，yi，zi，这样可以得到三个空间球，即可得联立方程组，三个空间球的交点就是中心检测点的位置坐标。
作为上述技术方案的改进，所述履足混合式森林余火清理机器人还包括设置在装配盒下方的倾斜支撑架，所述余火清理装置包括填充有灭火剂的灭火箱，所述灭火箱两侧设有与所述支撑架连接的安装件，所述装配盒内设有与灭火箱连通的吸泵，所述吸泵上连接有喷管，所述喷管的自由端安装有自旋转喷头。
作为上述技术方案的改进，所述机臂底部设有用于卡接喷管的卡件，所述自旋转喷头是设置在机臂的末端底部。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明实现了对森林余火进行检测、定位及清理，方便在后端操控，该技术方案通过电磁、红外、高清视频进行多级检测及定位，并同时开启热空气源识别系统辅助探测，后端有ccu控制中心，可将前方信息进行处理，并将检测视频显示在后端显示屏上，同时可将该视频存储并无线同步发射到指挥、分析部。
本发明所述机器人的稳定性好，且自带的检测系统能够通过视频、音频、红外、电磁和相关图像/影响相结合的方式有效检测及定位出森林余火的位置并进行及时有效清理。
此外，本发明所述机体与机臂为一体成型结构设置且均是采用碳纤维材料制作，所述封盖与机体顶端也是全密封合闭；碳纤维材料质量轻便、易加工，且耐磨性、耐摔性，抗冲击性均非常好。
附图说明
图1为本发明所述履足混合式森林余火清理机器人结构示意图；
图2为本发明所述履足混合式森林余火清理机器人截面结构示意图；
图3为本发明所述红外检测系统模块结构示意图；
图4为本发明所述履足混合式森林余火清理机器中电磁波检测模块定位原理示意图；
图5为本发明所述履足混合式森林余火清理机器中多驱动电路集成化框架图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
如图1和图5所示，为本发明所述的履足混合式森林余火清理机器人结构示意图。
本发明所述的履足混合式森林余火清理机器人，包括：机体100，所述机体100顶端设有封盖110，所述机体100边缘四周等分设有六个机臂120，所述机臂120的末端均设有安装座121，所述安装座121上设有电机130，所述电机130上设有多旋翼131，所述机体100下方设有装配盒140，所述装配盒140两端设有旋转机构141，所述旋转机构141上活动设有驱动臂150，所述驱动臂150末端设有驱动履带151，所述机体100内设有红外检测系统200和红外定位系统300；
所述红外检测系统200包括红外视频搜索模块210，所述红外视频搜索模块210上连接有控制中心220，所述控制中心220上连接有红外摄像机230，所述红外视频搜索模块210内部包括远程操控中心211、可编程控制器212、成像光谱仪213及机器人gps接收器214，且控制中心220是与可编程控制器212连接；
所述红外定位系统300包括：红外线检测模块；所述红外线检测模块的光学系统将接收到热空气源的红外辐射能量聚焦在红外传感器上，当热空气源和接收系统发生相对移动时，接收到的能量发生变化，传感器输出一个变化的信号，这个信号经电路放大、滤波、判别等处理后触发报警和指示；
音频检测模块；以及电磁波检测模块；在该装置的前端设有可进行接收电磁波检测模块的天线设备，该天线设备针对固定测量范围的热空气源进行检测；所述森林余火清理机器人还包括配合使用的余火清理装置。
具体地，所述音频检测模块为声音采集模块，所述红外线检测模块的红外辐射范围为3～50μm。
具体地，所述电磁波检测模块对中心点的距离r进行检测的方法为
r＝v(t-δt)/2
式中：—询问与回答脉冲之间的时间间隔；
—系统延迟
—电磁波在均匀介质中的传播速度。
进一步改进地，所述电磁波检测模块对中心点的范围的方位进行检测的方法为：
采取类似全球卫星定位系统的方式，基于测量学中的空间后方交会原理：雷达接收机分别在三个位置利用测距原理测出中心检测点到雷达接收机的大致距离r1，r2，r3并分别记录三个位置的坐标xi，yi，zi，这样可以得到三个空间球，即可得联立方程组，三个空间球的交点就是中心检测点的位置坐标(其定位原理如图4所示)
在理想情况下方程组得解是确定的，即三个球面交于目标点，但由于误差的存在，三个球面往往并不严格交于目标点，而是围绕在目标点周围形成一个由四个球面围成的曲面，可近似看作四面体，选取四面体内哪一个点来代表目标点是精确定位的首要问题。
本发明采用了多种搜索手段，在前端集成了相应的传感器或接收装置，后端电路也必须相应集成化，使操作方便，便于搜救目标。其具体框架图如下图5。
本发明通过dsp芯片将视频、红外以及电磁波驱动集成并通过拨码选择方式进行驱动，在人工选择的情况下，ccu将自行分辨硬件功能并运行相应驱动同时将选择的功能图像进行输出。
基于dsp核心的自动匹配器系统的电容调节、反射系数采集、人机接口三大功能模块，在电路上设计了电容位置检测和传感器驱动调节程序，实现对传感器电容参数的开环调节以及基于数字化匹配的闭环调节；完成了反射系数采集模块的模拟、数字滤波器设计和快速采集处理实现；为人机接口设计了基于中断和队列的按键查询和处理机制，实现了彩色lcd显示功能。
在自动匹配系统中，主控芯片将采集到的反射系数信息引入自动匹配算法后，得到参数的改变值，然后将控制外围设备调节网络参数值，实现自动匹配的目的。；动匹配算法是实现匹配的核心，对于具有两个以上可调参数的匹配网络，自动匹配的算法基本上是采用基于多变量寻优的搜索算法；一般利用反射系数值，通过梯度搜寻使反射系数达到设定匹配条件下的反射系数阈值，实现自动匹配。
本发明实现了对森林余火进行检测、定位及清理，方便在后端操控，该技术方案通过电磁、红外、高清视频进行多级检测及定位，并同时开启热空气源识别系统辅助探测，后端有ccu控制中心，可将前方信息进行处理，并将检测视频显示在后端显示屏上，同时可将该视频存储并无线同步发射到指挥、分析部。
本发明所述机器人的稳定性好，且自带的检测系统能够通过视频、音频、红外、电磁和相关图像/影响相结合的方式有效检测及定位出森林余火的位置并进行及时有效清理。
进一步改进地，所述红外摄像机230是能够自动旋转的红外摄像机230，且红外摄像机230是设置在装配盒140下方；其中两个机臂120上设有gps定位装置122，在机体100的侧边缘上设置有安装孔160。
更具体地，所述履足混合式森林余火清理机器人还包括设置在装配盒140下方的倾斜支撑架170，所述余火清理装置包括填充有灭火剂的灭火箱180，所述灭火箱180两侧设有与支撑架170连接的安装件171，所述装配盒140内设有与灭火箱180连通的吸泵190，所述吸泵190上连接有喷管191，所述喷管191的自由端安装有自旋转喷头192；所述机臂120底部设有用于卡接喷管191的卡件193，所述自旋转喷头192是设置在机臂120末端底部。
附注：此外，本发明所述机体与机臂为一体成型结构设置且均是采用碳纤维材料制作，所述封盖与机体顶端也是全密封合闭；碳纤维材料质量轻便、易加工，且耐磨性、耐摔性，抗冲击性均非常好。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。