便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置，包括矿用本安型救援探测机器人本体、矿用本安型救援终端和若干个矿用本安型无线路由器；所述若干个无线路由器组成矿用无线多跳网络；所述矿用本安型无线路由器用于传输所述机器人本体传感检测设备数据和救援终端遥控指令，所述矿用本安型救援终端收发由路由器自组织无线网络传输数据，并将所述数据通过无线网络发送至矿用本安型救援终端。本实用新型具有较高带宽，其遥控距离远，能通过远程遥控指挥煤矿救援探测机器人，使其顺利到达目地，将探测事故现场气体浓度数据信息传回指挥中心，不但能减小救援人员到危险区域探测的危险性，而且可为煤矿救援决策提供依据和指导。
【专利说明】便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机器人通信系统，特别涉及一种便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置。
【背景技术】
[0002]近年来，我国煤炭工业发展迅速，2013年全国煤炭产量36.8亿吨，煤炭是我国的基础能源，也是国家能源安全的基石，在我国一次能源生产和消费中始终占70%左右。但我国又是煤矿重大事故频繁发生的国家，造成了重大的人员伤亡，产生了不良的社会影响。当煤矿事故发生后矿井环境十分复杂，井下因灾受伤人员面临极其危险的状况，需尽快地转移与救护，但此时救援人员进入井下施救，很容易遇到二次爆炸等各种危险状况从而导致更多人员的伤亡。因此研发代替或部分代替救护人员及时、快速深入矿井灾区进行环境探测的机器人具有极其重要的意义。在危险复杂的煤矿救灾等领域内灵活使用煤矿探测机器人，能迅速探测灾区状况，为抢险救灾提供决策支持，是安全高效救援的迫切需要。在这种产生浓烟、有毒气体和高温的事故现场，探测机器人所携带的气体采样系统可将现场的温度、气体情况等环境参数检测出来，并将数据传回指挥中心，从而大大减少工作人员到危险区域探测的危险性。因此，探测机器人的参与可以有效地提高救援的效率和减少施救人员的伤亡，同时业界也迫切需要能辅助或代替救援队员深入危险区域执行灾情侦察的遥控式智能矿用本安探测机器人。
[0003]目前国内外矿用救援探测遥控机器人大多采用有线和无线操控，然而有线操控会增加机器人本体的负重，而且机器人的运动也受到通信信号或电源线缆的羁绊，影响其在井下灾区环境自由移动和顺利行进；另外一些采用无线遥控的矿用机器人，大多缺乏行走距离反馈和显示，且无线通信传输带宽小和传输距离短，视频清晰度受到严重影响，遥测的机器人本体运动状态或环境参数较少，精细运动控制功能缺乏或不足等。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置。
[0005]本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的，一种便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置，其特征在于:包括矿用本安型救援探测机器人本体、矿用本安型救援终端(简称遥控台)和若干个矿用本安型无线路由器；所述若干个矿用本安型无线路由器组成矿用WIFI无线Mesh网络；所述矿用本安型救援探测机器人本体用于采集其自身运动和负载的传感检测设备数据及执行救援终端发来的遥控指令，所述矿用本安型救援终端负责收发由路由器自组织无线网络传输的数据，并将所述遥控指令通过无线网络发送至矿用本安型救援探测机器人本体。
[0006]进一步，所述矿用本安型救援探测机器人本体负载的传感检测设备包括气体采样与检测处理装置、机器人行走距离传感器、拾音器/扬声器和视频摄像头。
[0007]进一步，所述矿用本安型救援探测机器人本体包括蓝牙和WIFI通信模块；所述气体采样与检测处理装置采集到的数据信息通过蓝牙传输到WIFI通信模块，所述通信模块将接收到的信息通过无线网络发送至矿用本安型救援终端；所述机器人行走距离传感器、拾音器/扬声器和视频摄像头采集到的数据信息通过蓝牙传输到WIFI通信模块，所述WIFI通信模块将接收到的信息通过无线Mesh网络发送至矿用本安型救援终端。
[0008]本实用新型的有益效果:
[0009]本实用新型具有较高带宽，其遥控距离远，能通过远程遥控指挥煤矿探测机器人，使其顺利到达目的地，然后将探测的事故现场气体浓度等数据信息传回指挥中心，不但能减小救援人员到危险区域探测的危险性，而且可为煤矿救援决策提供依据和指导。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本实用新型结构框图；
[0011]图2为机器人遥控指挥系统功能模块示意图；
[0012]图3为机器人行走距离数据流图；
[0013]图4为环境多参数实时监测信息数据流框图；
[0014]图5为声响监测和视频监控数据流图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
[0016]如图1所示，一种便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置，其特征在于:包括矿用本安型救援探测机器人本体、矿用本安型救援终端(简称遥控台)和若干个矿用本安型无线路由器；所述若干个矿用本安型无线路由器组成矿用WIFI无线Mesh网络(本实用新型中采用链形或渔网形网络拓扑结构)；所述矿用本安型无线路由器用于传输所述机器人本体传感检测设备的数据和救援终端遥控指令，所述矿用本安型救援终端收发由路由器自组织无线网络传输的数据，并将所述数据通过无线网络发送至矿用本安型救援终端。
[0017]所述传感检测设备包括气体采样与检测处理装置、机器人行走距离传感器、拾音器/扬声器和视频摄像头。
[0018]所述矿用本安型救援探测机器人本体包括蓝牙和WIFI通信模块；所述气体采样与检测处理装置采集到的数据信息通过蓝牙传输到WIFI通信模块，所述通信模块将接收到的信息通过无线网络发送至矿用本安型救援终端；所述机器人行走距离传感器、拾音器/扬声器和视频摄像头采集到的数据信息通过蓝牙传输到WIFI通信模块，所述WIFI通信模块将接收到的信息通过无线Mesh网络发送至矿用本安型救援终端。
[0019]便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥系统装置首先通过机器人上的采样与检测处理装置、拾音器/扬声器和摄像头、机器人行走距离传感器分别采集环境多参数实时数据、音视频数据和行走距离数据，然后通过无线Mesh网络进行数据的无线传输，最后通过救援终端对数据进行解析、接收、显示和存储。
[0020]如图2所示，本实施例中救援机器人功能主要包括机器人本体运动控制、环境多参数实时监测、气体采样与检测处理装置、声响监测与视频监控、越障模式控制五个部分构成。
[0021]机器人本体运动控制主要是用于控制机器人本体的运动，用机器人代替人进入到救援人员不能进入或者不适宜进入的危险事故矿井环境中，避免障碍物，顺利到达目的地。其中包括机器人的前进、后退、左转、右转、前寸动、后寸动、左寸动、右寸动、停止和行走距离。如图3所示，机器人行走距离的获取是通过距离传感器实时记录采集机器人行走距离，一旦行走距离发生变化就通过WIFI通信模块将数据传输到救援终端。
[0022]如图4所示，环境多参数实时监测信息的获取，首先通过串口控制气体采样与检测处理装置的升降来抽取灾区环境中的各种气体，然后将抽取到的气体通过环境多参数监测报警仪来实时显示和报警，最后采用蓝牙将采集到的信息传输到通信模块中进行发送。环境多参数实时监测主要是通过机器人采样到灾区环境中的气体，用于监测灾害环境下的实时环境参数信息，避免救援人员进入到危险环境中，减小灾害损失。它不但能够连续检测和显示甲烷、一氧化碳、温度、氧气、二氧化碳五种参数的实时情况，而且还具有实时数据存储及查询报警等诸多功能。
[0023]气体采样与检测处理装置控制主要是根据煤矿井下的危险气体分布情况，控制机器人导气管的开启、关闭、停止、伸长和缩短，获取到不同高度的气体分布情况，从而为救援人员的指挥决策提供更加真实、有效的数据。
[0024]如图5所示，声响监测和视频监控信息的获取是通过拾音器/扬声器和视频摄像头分别采集声音信息和视频图像信息，然后通过WIFI通信模块将数据传输到救援终端。机器人的实时移动，获取灾区环境的现场视频图像，不仅有利于提高机器人的运动能力，而且有利于掌握机器人的实时救援情况。
[0025]越障模式控制主要是控制机器人的越障能力，分为正常模式和特殊模式。在正常模式下即障碍物较少，机器人能够直接快速通过，运动速度较快；在特殊模式下即障碍物较多，机器人需要缓慢调节自身的步态去适用复杂多变的矿井环境，运动速度较慢。因此，救援人员可根据矿井下的实际环境选择越障模式。
[0026]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【权利要求】
1.一种便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置，其特征在于:包括矿用本安型救援探测机器人本体、矿用本安型救援终端和若干个矿用本安型无线路由器；所述若干个矿用本安型无线路由器组成矿用11？1无线此也网络；所述矿用本安型无线路由器用于传输所述机器人本体传感检测设备的数据和救援终端遥控指令，所述矿用本安型救援终端收发由路由器自组织无线网络传输的数据，并将所述数据通过无线网络发送至矿用本安型救援终端。
2.根据权利要求1所述的便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置，其特征在于:所述传感设备包括甲烷等多参数气体采集与检测装置、机器人行走距离传感器、拾音器/扬声器和视频摄像头。
3.根据权利要求2所述的便携式矿用本安救援探测机器人无线遥控指挥通信系统装置，其特征在于:所述矿用本安型救援探测机器人本体包括蓝牙和11？1通信模块；所述气体采样与检测处理装置采集到的数据信息通过蓝牙传输到通信模块，所述通信模块将接收到的信息通过无线此也网络发送至矿用本安型救援终端；所述机器人行走距离传感器、拾音器丨扬声器和视频摄像头采集到的数据信息通过蓝牙传输到通信模块，所述11？1通信模块将接收到的信息通过无线此也网络发送至矿用本安型救援终端。
【文档编号】G08C17/02GK204225919SQ201420515239
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年9月9日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】宋文, 刘成, 郭东恒, 王莉 申请人:中煤科工集团重庆研究院有限公司