專利名稱：隧道消防應急智能機器人系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種消防系統，尤其涉及一種隧道消防應急智能機器人系統。
技術背景隧道包括鐵路隧道、公路隧道、地鐵隧道、水下隧道等。由于隧道內部空間小，近似處 于密閉狀態，當有火災發生時，煙霧大、溫度高、蔓延快、疏散困難、撲救難度大、易造成 人員傷亡；同樣，當發生有毒物質泄漏或恐怖襲擊時，也會造成非常嚴重的后果。為此人們 研制了一些用于隧道滅火的設備，但這些設備都是獨立運行的，并未能構成一個有效的滅火 系統，對隧道火災的發生不能進行早期預警，也不能根據情況進行實時撲滅。 發明內容本實用新型的目的就是為了解決目前隧道消防設備不能有效對火災進行防治、不能自動 有效及時的進行撲滅等問題，提供一種具有結構簡單，使用方便，能夠安全有效的撲滅隧道 火災等優點的隧道消防應急智能機器人系統。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案-一種隧道消防應急智能機器人系統，它包括安裝在隧道內的消防供水管道及消防水閥， 以及安裝在軌道上的根據火災情況自動沿軌道近距離移動到最接近著火點的至少一個消防機 器人；隧道內還設有至少一個與消防機器人無線通信的分級控制器，它通過CAN總線與消防 控制主機連接；在隧道內還設有連接在CAN總線上的火災探測裝置，火災探測裝置與分級控 制器連接；隧道內還設有通過視頻線與消防控制主機相連的火災圖像監控裝置；消防控制主 機在火災控制室內，并通過CAN總線與消防聯動裝置以及集中控制盤連接。所述火災圖像監控裝置包括現場監控攝像機和消防機器人出水口處攝像機，它們依次與 視頻分配器、矩陣切換器連接，矩陣切換器通過視頻線與消防控制主機連接；同時視頻分配 器還與硬盤錄像機連接，硬盤錄像機與監視器連接；矩陣切換器則與監控室大屏連接。所述火災探測裝置包括按CAN總線分布連接的紅外火焰探測器、感煙探測器和手動報警 控制器。所述消防聯動裝置包括火災聯動控制器，火災聯動控制器分別與火警電話、聲光報警器 及其它聯動設備。所述消防機器人包括消防機器人控制器，其輸入端分別與軌道位置傳感器、炮口彩色攝 像機、紅外定位傳感器、圖像定位傳感器、環境溫度傳感器、機器人內部溫度傳感器、氣體 濃度傳感器、蓄電池備電檢測模塊連接，接收信號；其輸出端則與聲光報警器、水路對接電 機、水霧/水柱電機、水平定位伺服電機、豎直定位伺服電機、軌道伺服電機、蓄電池充電對 接電機連接，輸出控制信號；蓄電池為消防機器人供電，其輸入端與蓄電池充電對接電機連 接，輸出端則與蓄電池備電檢測模塊連接。所述消防機器人控制器包括中心處理器DSP是整個隧道消防機器人的控制核心；無線圖 像收發模塊，把彩色CCD攝像機的圖像回傳到火災控制室；圖像采集模塊，釆集圖像定位傳 感器的圖像到隧道消防機器人控制器，控制器經過圖像處理、分析確定火源；光隔輸入模塊， 采集相關的各種開關量信息；水平方向掃描伺服電機驅動模塊、豎直方向掃描伺服電機驅動模塊、軌道伺服電機驅動模塊，實現隧道消防機器人水平方向掃描、豎直方向掃描和在軌道 上運動；直流電機驅動模塊，控制隧道消防機器人的出水方式是水霧/水柱；蓄電池充電對接 驅動模塊，通過蓄電池充電器為蓄電池進行充電；水路對接電機驅動模塊，驅動隧道消防機 器人對接水路；小功率繼電器、功率MOSFET,驅動聲光報警、LED等狀態顯示設備、無線通 信模塊，分級控制器通信，進而可以實現和控制主機的通信；A/D采樣模塊，采集環境溫度 傳感器、機器人內部溫度傳感器、氣體濃度傳感器等信息。所述紅外定位傳感器包括水平方向上定位紅外傳感器和豎直上點定位紅外傳感器。所述圖像定位傳感器包括彩色圖像攝像機和紅外濾光片組成。所述蓄電池備電檢測模塊包括電壓、電流檢測傳感器及放大電路、A/D采樣模塊和單片機。.本實用新型針對隧道特點，給出了隧道消防系統整體解決方案，包括火災探測、消防聯 動、機器人滅火、電視監控等所有部分，同時本實用新型完全實現了全自動隧道滅火過程。 隧道消防應急智能機器人系統能夠在隧道火災發生的早期自動監測火災，發出報警信號，自 動定位火源，自動對接水源，快速、準確滅火；另外，也可通過遠程控制其對有毒物質進行 大流量定點噴射稀釋，從而代替消防員完成急難險重任務，提高隧道消防應急能力，實現"隧 道消防自動化"。該系統可廣泛應用于各類隧道的消防應急，同時也可廣泛應用于廠房、倉庫、 會館、賣場等大空間建筑防火。 本實用新型的有益效果是1、 提供了一種適合隧道消防用的應急智能機器人系統本項目充分考慮了隧道的特殊性，設計了一套應用于隧道消防應急智能機器人系統。本 系統相比噴淋和氣體滅火具有極大優勢，可以有效提高隧道災害的應急能力，真正實現"隧 道消防自動化"。2、 提供了一種適合隧道應急智能機器人用的基于紅外光學和圖像處理的火災定位技術 采用的多波段紅外光學火焰定位技術能較快速的大致定位火源點，有效避免日光、燈光、閃電、弧焊光等引起的誤報；而采用圖像定位技術，通過其在空間的三維搜索，自動引導隧 道消防機器人精確地定位火源點。兩項技術的結合能快速、精確地定位火源點，進而確準撲 滅著火點。3、 隧道消防和反恐應急智能機器人實現無纜、自動取水隧道應急智能機器人通過自帶蓄電池供電，并可實現自動充電，不需外接電源供電；采用 短距離無線通訊+長距離有線通訊，保證通訊可靠且不需通訊線纜；采用水路自動對接，機 器人沿軌道到達報警區域后自動對接水源，無需自帶水箱或拖水管。這樣，就保證了機器人 可以輕載、快速、靈巧運動。4、 隧道消防自動化隧道消防及反恐應急智能機器人系統實現了隧道火災自動探測、自動定位、自動供水、自 動撲滅、消防聯動。沿軌道盡量靠近危險源，并能自動對接水路。在水柱噴水方式下，隧道 消防應急智能機器人控制器根據水壓、風力等情況，根據流體力學的原理計算出機器人炮口 水柱的下落曲線，再加以校正，使水柱能準確打到火源點，進而快速、準確滅火。5、 多機器人協調動作一個系統會安裝幾個甚至幾十個幾百個隧道消防應急智能機器人，當一點著火時，幾個機 器人同時動作，快速滅火。當有幾個著火點時，幾個著火點附近的機器人根據報警區域的不 同沿軌道運動到相應的火源附近，幾個火源先后被撲滅。沒火靈活、準確、快速。6、 自我保護隧道消防應急智能機器人可以感知外部環境的溫度，避免因為火災而燒毀機器人，保護了 設備。


圖1為本實用新型的系統構成圖；圖2為消防機器人系統構成圖。其中，l.火災探測裝置，11.紅外火焰探測器，12.感煙探測器，13.手動報警控制器， 2.火災圖像監控裝置，21.現場監控攝像機，22.視頻分配器，23.矩陣切換器，24.監視器, 25,硬盤錄像機，26.監控室大屏，3.消防控制主機，4.分級控制器，5.消防機器人，51. 消防機器人控制器，52.軌道位置傳感器，53.炮口彩色攝像機，54.紅外定位傳感器，55.圖 像定位傳感器，56.無線通信模塊，57. LED顯示模塊，58.環境溫度傳感器，59.氣體濃度傳 感器，510.蓄電池備電檢測模塊，511.蓄電池充電對接電機，512.軌道伺服電機，513.豎 直定位伺服電機，514.水平定位伺服電機，515.水霧/水柱電機，516.水路對接電機，517. 聲光報警器，518.蓄電池，6.消防聯動裝置，61.火災聯動控制器，62.火警電話，63.聲 光報警器，64.其它聯動設備，7.集中控制盤連接。
具體實施方式

以下結合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。如圖1中所示，本實用新型包括在安裝在軌道上的可以根據火災情況自動沿軌道近距離 移動到最接近著火點的至少一個消防機器人5，在隧道內還設有至少一個可以與消防機器人5 無線通信的分級控制器4，分級控制器4通過CAN總線與消防控制主機3連接，分級控制器4 還通過CAN總線與火災探測裝置1連接，消防控制主機3通過視頻線與火災圖像監控裝置2 連接，消防控制主機3在火災控制室內，并通過CAN總線與消防聯動裝置6以及集中控制盤 7連接。在隧道內還設有與消防機器人5相配合的消防管道及消防水閥。火災圖像監控裝置2包括現場監控攝像機21,它依次與視頻分配器22、矩陣切換器23 連接，矩陣切換器23通過視頻總線與消防控制主機3連接；同時視頻分配器22還與硬盤錄 像機25連接，硬盤錄像機25與監視器24連接；矩陣切換器23則與監控室大屏26連接。圖 像監控部分可以完成對現場的監控功能，方便消防控制室的值班人員實時看到現場的圖像， 并在火災發生時進行錄像。火災圖像監控包括(1)安裝在隧道中的各種監控用攝像機，(2) 安裝在隧道消防機器人出水口處的炮口攝像機。當火災發生時，消防控制主機自動把圖像切 換至火災區域的監控攝像機。當打開相應的隧道消防機器人監控畫面時，消防控制主機自動 切換到炮口圖像，以察看隧道消防機器人的滅火情況。火災探測裝置1包括按CAN總線分布連接的紅外火焰探測器11、感煙探測器12和手動 報警控制器13。火災探測裝置是系統的前端傳感器，可以實時準確地監測火災，在發生火災 的第一時間內把火災信號傳送到消防控制主機和對應的隧道消防機器人，進而第一時間滅火， 并及時通知值班人員，其具體結構如圖1中火災探測部分所示。火災探測部分包括紅外火焰 探測器、紅外光束感煙探測器、手動報警控制器三類，這三類探測器通過輸入模塊掛接在CAN 總線上，接入系統。其中，紅外火焰探測器可以在極短時間內在一定的距離內可靠地探測出 一定規模的火焰；紅外光束感煙探測器可以探測火災發生時散發出的大量煙霧，手動報警控 制器可以實現現場人工手動報警。另外，通過總線輸入模塊，可以接入點型感溫探測器、點 型感煙探測器等其他具有開關量輸出的常規火災探測器。消防聯動裝置6包括火災聯動控制器61，火災聯動控制器61分別與火警電話62、聲光 拫警器63和其它聯動設備64連接。聯動控制部分通過CAN總線和控制主機相連，接受來自 控制主機的控制信號，聯動聲光報警、排煙、防火巻簾門、實時錄像、報警電話等消防設備。分級控制器固定安裝在隧道消防應急智能機器人在軌道上靜止時的固定位置，分級控制 器可以接收來自火焰探測器的報警信號，把這些信號轉換為總線上的報警信號，發送到CAN 總線上；分級控制器內集成了視頻無線接收模塊，可以接收來自隧道消防機器人的炮口彩色 圖像信息，并把這些信心轉化為視頻信號發送到工控主機。工控主機安裝在消防控制室，是 整個系統的控制中心和監控中心。接收來自CAN總線上的火災探測器的報警信號，向整個系 統發出警報，進而聯動整個報警機構，同時把監控畫面切換到火警區域。根據報警信號來自 不同的報警區域，協調多個隧道消防應急智能機器人或驅動某個隧道消防機器人準確、快速 滅火。同時對整個系統的工作狀態進行顯示和記錄，值班人員可以通過査看歷史記錄察看系 統的工作狀態及火警信息等內容。如圖2中所示，消防機器人5包括消防機器人控制器51，其輸入端分別與軌道位置傳感 器52、炮口彩色攝像機53、紅外定位傳感器54、圖像定位傳感器55、環境溫度傳感器58、 氣體濃度傳感器59、蓄電池備電撿測模塊510連接，接收信號；其輸出端則與聲光報警器517、 水路對接電機516、水霧/水柱電機515、水平定位伺服電機514、豎直定位伺服電機513、軌 道桐服電機512、蓄電池充電對接電機511連接，輸出控制信號；消防機器人控制器51還與 無線通信模塊56、 LED顯示模塊57雙向通信；蓄電池518為消防機器人5供電，其輸入端與 蓄電池充電對接電機511連接，輸出端則與蓄電池備電檢測模塊510連接。隧道消防機器人是整個系統的執行機構。隧道消防機器人由蓄電池供電，采用無線通信， 無需外接電纜。隧道消防機器人安裝在消防專用軌道上，無火時靜止在固定位置。火災發生 時，各類火災探測器通過分級控制器發送警報給隧道消防機器人，隧道消防機器人在控制器 驅動下沿消防軌道移動到相應的報警位置，對接消防管道取水后，開始精確定位火源，進而 打開水閥噴水滅火。隧道消防機器人系統包括蓄電池、蓄電池備電監測模塊、紅外定位傳感器、圖像定位傳 感器、水平定位伺服電機、豎直定位伺服電機、軌道運動伺服電機、水路對接伺服電機、充 電對接電機、水柱水霧切換電機、聲光報警、LED狀態顯示部分、無線通信模塊、軌道位置 信號反饋、監控彩色攝像機、自身及環境溫度檢測模塊、隧道消防機器人控制器、多種氣體 濃度傳感器(CO、 C02、 NH4、 S02、 02等)以及對應的機械結構。 ①、 隧道消防機器人的供電隧道消防機器人自帶的蓄電池為整個隧道消防機器人提供電源。當隧道消防機器人靜止 在固定位置，蓄電池備電監測模塊監測到蓄電池的電量不足時，接通電源充電，當電源充滿 時自動斷電。當有火災發生，蓄電池為隧道消防機器人提供電源。如果蓄電池損害則更換電 池。蓄電池采用容量為12V20A/h普通鉛酸電池。普通的鉛酸電池使用壽命為3年，國外高質 量鉛酸電池可以使用10年。蓄電池備電監測模塊通過精密的電壓、電流采集傳感器來監測蓄電池的供電，能夠保證 蓄電池持續、穩定、安全地為隧道消防機器人供電。當蓄電池電壓及溫度異常時，將發出報 警，隧道消防機器人控制器通過無線網絡把警報信息傳送到火災控制室；自動計算剩余容量， 當達容量不足時通知控制器，控制器接通電源，為蓄電池充電，當監測到蓄電池充滿電后通 知控制器，控制器斷電；記錄浮充期間及充放電期間的蓄電池電壓、電流等信息，當發現電 壓、電流異常時報警給控制器，控制器通過無線網絡把警報信息傳送到火災控制室；檢測蓄 電池的放電電流、電壓，對于異常工作狀況以及性能下降，及時報警給控制器，控制器通過 無線網絡把警報信息傳送到火災控制室。蓄電池充電通過蓄電池充電器來完成。蓄電池充電器安裝在隧道消防機器人靜止固定位 置。當蓄電池備電監測模塊監測到蓄電池的剩余電量不能滿足要求時，隧道消防機器人控制 器控制隧道消防機器人回到固定位置，通過蓄電池充電對接電機接通電源，通過蓄電池充電 器進行充電。② 、 驅動電機軌道運動伺服電機驅動隧道消防機器人在軌道上往復運動。水平定位伺服電機驅動隧道 消防機器人在水平方向上回轉，豎直定位伺服電機驅動隧道消防機器人在豎直方向上回轉。 水路對接電機驅動隧道消防機器人對接水路。水柱水霧切換電機控制隧道消防機器人噴射狀 態切換。蓄電池充電對接電機接通電源，通過蓄電池充電器為蓄電池進行充電。③ 、火源定位紅外定位傳感器和圖像定位傳感器是隧道消防機器人的火災定位機構。紅外定位傳感器 采用鉭酸鋰熱電傳感器作為火焰探測器敏感元件制作的高靈敏度傳感器，圖像定位傳感器是 特殊的CCD攝像機。火災發生時，著火點的定位采用兩種傳感器結合的方式，先利用紅外定 位傳感器快速的大致定位著火點，再利用圖像傳感器精確定位著火點，兩種傳感器相結合， 定位迅速，定位精確。隧道消防機器人上加裝紅外火焰定位系統，該系統由兩級紅外火焰探測器、水平回轉和 垂直俯仰機構、伺服電機驅動機構三部分構成。當火焰探測器探測到火災發生時，隧道消防 機器人到達報警位置后，首先在一級紅外火焰探測器的引導下做水平面圓周掃描運動，當炮 口在水平方向上對準火焰時停止水平轉動；此時隧道消防機器人在二級紅外火焰探測器的引 導下做垂直俯仰運動，當炮口在垂直方向上也對準火焰時停止垂直轉動，這樣就實現了隧道 消防機器人自動紅外火焰定位。隧道消防機器人上加裝圖像火焰定位系統，該系統由圖像火 焰定位器、水平回轉和垂直俯仰機構、伺服電機驅動機構三部分構成，當隧道消防機器人紅 外火焰定位過程完成后，可利用圖像火焰定位器在定位點附近進行微調瞄準，以提高精確度 和避免火焰紅外能量過大而導致隧道消防機器人瞄不準現象的發生。微調瞄準火焰后，噴水 滅火。
、通信隧道消防機器人控制器和控制主機之間需要傳輸控制信息和狀態信息，通過無線通信模 塊來實現。隧道消防機器人控制器通過無線通信模塊把信息發送到分級控制器，分級控制器 再通過CAN總線發送到控制主機；反之亦然。其通信過程如圖5所示。隧道消防機器人控制 器和分級控制器都安裝在隧道或地鐵內，安裝的比較高，因此就不存在著無線通信需要注意 和避免的遮擋問題。隧道消防機器人的出水口上安裝了一個彩色CCD攝像機，需要把彩色CCD攝像機的圖像 回傳到火災控制室，其過程如圖6所示。這部分功能通過無線圖像收發器來實現。在隧道消 防機器人上安裝無線圖像發送模塊，把紅外CCD攝像機的圖像通過無線圖象發送模塊轉換為 某個波段的電磁波發送出去；在分級控制器里安裝了無線圖象接收模塊，無線圖象接收模塊 接收固定波段的電磁波，把這些電磁波轉換為圖像信號，圖像信號通過視頻電纜回傳到中心 控制室，中心控制室通過視頻分頻器顯示出來。 現場報警當火災發生時，驅動聲光報警器和LED燈在現場發出警報。 LED狀態顯示部分通過LED指示燈來表示隧道消防機器人的各種工作狀態。 ⑥、滅火軌道位置信號為隧道消防機器人在軌道上運動到預定位置提供信息。當發生火災后，火 災探測器報警，控制主機把報警信號下發給隧道消防機器人，隧道消防機器人沿軌道運動到 相應的著火區域離火源最近的預訂位置后，開始通過水路對接電機對接出水口，之后定位火 源。定位火源成功，在主機通過聯動控制器和控制模塊打開水泵、水閥的情況下，隧道消防 機器人控制器根據尋找火源時記錄的著火點的遠近來選擇水柱還是水霧噴水方式。水霧噴水方式可以覆蓋90度角，覆蓋面大。在水柱噴水方式下，隧道消防機器人控制器根據水壓、風 力等情況，根據流體力學的原理計算出隧道消防機器人出水口水柱的下落曲線，再加以校正， 使水柱能準確打到火源點，進而快速、準確滅火。⑦ 、自身及環境溫度監測及運行警示隧道消防機器人通過溫度傳感器實時監測控制器溫度及外部環境溫度，當溫度超標時， 向消防控制室報警并盡量自保。由于隧道消防機器人噴射水量較大，啟動前應有聲光警示， 提示行人躲避。⑧ 、有害氣體濃度監測隧道消防機器人通過各種氣體濃度傳感器來監測空氣中的氣體濃度，進而來判斷是否發生 毒氣、生化發生器等恐怖襲擊，當恐怖襲擊發生時，可以向控制室發出報警，同時把現場圖 像實時傳回消防控制室，消防員手動遠程控制隧道消防機器人，到達相應地點并對污染源進 行大流量定點噴射稀釋，有效控制污染源擴散。 ◎、控制器隧道消防機器人控制器是整個隧道消防機器人的控制核心。控制器通過無線通信模塊和分 級控制器通信，傳送各種控制信息和狀態信息，完成各種控制如下。a、 通過伺服電機驅動器控制水平伺服電機、豎直伺服電機、軌道伺服電機，從而實現隧 道消防機器人水平方向掃描、豎直方向掃描和在軌道上運動。b、 通過帶有光電隔離的l/0量輸入模塊，可以采集相關的各種開關量信息。c、 通過圖像采集模塊采集圖像定位傳感器的圖像到隧道消防機器人控制器，控制器經過 圖像處理、分析可以確定火源。d、 通過無線通信模塊和分級控制器通信，進而可以實現和控制主機的通信。e、 通過小功率繼電器、功率MOSFET等驅動聲光報警、LED等狀態顯示設備。f、 通過直流電機驅動器控制隧道消防機器人的出水方式是水霧/水柱。g、 通過驅動水路對接電機驅動隧道消防機器人對接水路。h、 通過驅動蓄電池充電對接電機接通電源，通過蓄電池充電器為蓄電池進行充電。i、 當精確定位火源后，實現自動滅火過程。本實用新型系統現場布設時，火災探測器由多波段紅外光學火焰探測器、紅外光束感煙 探測器和手動報警控制器構成。按照防火分區，火焰探測器、感煙探測器安裝于隧道側壁， 手動報警控制器根據消防法規安裝于距地1. 3 ~ 1. 5m處。隧道消防應急智能機器人自帶有控 制器和紅外、圖像引導定位機構(用于引導其對準火焰)，按照防火分區C100 200m)吊裝 于隧道預設的專用軌道(內含消防管道)上。分級控制器與隧道消防機器人對應安裝于隧道 側壁。火災監控主機、集中手動控制盤、火災報警聯動控制器位于消防控制室。消防供水系 統、視頻監控系統根據現場需要配置。本實用新型系統工作流程-當火災初發時，火災探測器同時向火災監控主機和通過分級控制器向隧道消防應急智能 機器人報警，系統將火災現場影像切換至消防控制室大屏，同時聯動聲光報警、排煙、實時 錄像、119報警電話等。系統啟動消防泵，火災現場隧道消防機器人隧道消防機器人沿軌道 運動到相應的著火區域離火源最近的預訂位置后，自動對接水源，自動定位并瞄準火源，打 開閥門噴水(或其他滅火劑)調整滅火曲線準確滅火，待火焰完全熄滅后，可自動關閉閥門， 隧道消防機器人自動復位。上述過程完全自動，也可通過消防控制室集中手動控制滅火。當有化學或有毒物質泄漏時，或發生毒氣、生化發生器等恐怖襲擊時，現場圖像實時傳 回消防控制室，消防員手動遠程控制機器人，到達相應地點并對污染源進行大流量定點噴射 稀釋，有效控制污染源擴散。
權利要求1、一種隧道消防應急智能機器人系統，其特征是它包括安裝在隧道內的消防供水管道及消防水閥，以及安裝在軌道上的根據火災情況自動沿軌道近距離移動到最接近著火點的至少一個消防機器人；隧道內還設有至少一個與消防機器人無線通信的分級控制器，它通過CAN總線與消防控制主機連接；在隧道內還設有連接在CAN總線上的火災探測裝置，火災探測裝置與分級控制器連接；隧道內還設有通過視頻線與消防控制主機相連的火災圖像監控裝置；消防控制主機在火災控制室內，并通過CAN總線與消防聯動裝置以及集中控制盤連接。
2、 根據權利要求1所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是所述火災圖像監控 裝置包括現場監控攝像機和消防機器人出水口處攝像機，它們依次與視頻分配器、矩陣切換 器連接，矩陣切換器通過視頻線與消防控制主機連接；同時視頻分配器還與硬盤錄像機連接， 硬盤錄像機與監視器連接；矩陣切換器則與監控室大屏連接。
3、 根據權利要求1所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是所述火災探測裝置 包括按CAN總線分布連接的紅外火焰探測器、感煙探測器和手動報警控制器。
4、 根據權利要求1所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是所述消防聯動裝置 包括火災聯動控制器，火災聯動控制器分別與火警電話、聲光報警器及其它聯動設備。
5、 根據權利要求l所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是所述消防機器人包 括消防機器人控制器，其輸入端分別與軌道位置傳感器、炮口彩色攝像機、紅外定位傳感器、 圖像定位傳感器、環境溫度傳感器、機器人內部溫度傳感器、氣體濃度傳感器、蓄電池備電 檢測模塊連接，接收信號；其輸出端則與聲光報警器、水路對接電機、水霧/水柱電機、水平 定位伺服電機、豎直定位伺服電機、軌道伺服電機、蓄電池充電對接電機連接，輸出控制信 號；蓄電池為消防機器人供電，其輸入端與蓄電池充電對接電機連接，輸出端則與蓄電池備 電檢測模塊連接。
6、 根據權利要求5所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是:所述消防機器人控 制器包括中心處理器DSP是整個隧道消防機器人的控制核心；無線圖像收發模塊，把彩色CCD 攝像機的圖像回傳到火災控制室；圖像采集模塊，采集圖像定位傳感器的圖像到隧道消防機 器人控制器，控制器經過圖像處理、分析確定火源；光隔輸入模塊，采集相關的各種開關量 信息；水平方向掃描伺服電機驅動模塊、豎直方向掃描伺服電機驅動模塊、軌道伺服電機驅 動模塊，實現隧道消防機器人水平方向掃描、豎直方向掃描和在軌道上運動；直流電機驅動 模塊，控制隧道消防機器人的出水方式是水霧/水柱；蓄電池充電對接驅動模塊，通過蓄電池 充電器為蓄電池進行充電；水路對接電機驅動模塊，驅動隧道消防機器人對接水路；小功率 繼電器、功率MOSFET,驅動聲光報警、LED等狀態顯示設備、無線通信模塊，分級控制器通 信，進而可以實現和控制主機的通信；A/D采樣模塊，采集環境溫度傳感器、機器人內部溫 度傳感器、氣體濃度傳感器等信息。
7、 根據權利要求5所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是:所述紅外定位傳感 器包括水平方向上定位紅外傳感器和豎直上點定位紅外傳感器。
8、 根據權利要求5所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是:所述圖像定位傳感 器包括彩色圖像攝像機和紅外濾光片組成。
9、 根據權利要求5所述的隧道消防應急智能機器人系統，其特征是:所述蓄電池備電檢 測模塊包括電壓、電流檢測傳感器及放大電路、A/D采樣模塊和單片機。
專利摘要本實用新型公開了一種隧道消防應急智能機器人系統。它解決了隧道內部空間小，火災發生時，撲救難度大、易造成人員傷亡的隧道消防難題，具有結構簡單，能及時有效撲滅隧道火災等優點。它包括安裝在隧道內的消防供水管道及消防水閥，以及安裝在軌道上的根據火災情況自動沿軌道近距離移動到最接近著火點的至少一個消防機器人；隧道內還設有至少一個與消防機器人無線通信的分級控制器，它通過CAN總線與消防控制主機連接；在隧道內還設有連接在CAN總線上的火災探測裝置，火災探測裝置與分級控制器連接；隧道內還設有通過視頻線與消防控制主機相連的火災圖像監控裝置；消防控制主機在火災控制室內，并通過CAN總線與消防聯動裝置以及集中控制盤連接。
文檔編號A62C3/00GK201164675SQ20082001729
公開日2008年12月17日 申請日期2008年2月1日 優先權日2008年2月1日
發明者侯恩廣, 劉學軍, 劉廣敏, 劉建翔, 巍 成, 李建新, 歐陽紅晉, 趙志鵬, 車曉波 申請人:山東省科學院自動化研究所