[发明专利]一种常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人及工作方法

权利要求书

1.一种常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，包括先锋消防机器人和哨兵无人机，

先锋消防机器人包括机架，机架下方设有驱动轮，机架上方设有停机坪，停机坪用于停放哨兵无人机，机架内部设有控制模块，机架前端设有机械臂，机械臂上设有灭火组件；

控制模块包括51单片机和树莓派，树莓派可通过信号串口向51单片机发送高低电平，51单片机接收到信号做出不同反应并将信号再返回树莓派进行校准，树莓派通过无线传输与控制端连接；

机械臂前端设有机械爪和破障钻头，机械爪由两台可控电动舵机驱动，为四自由度，破障钻头由一台电机驱动，可控电动舵机和钻头电机均连接至控制模块树莓派，机械臂选用两部995舵机串联组合而成；

灭火组件包括水箱、电控水泵，电控水泵与控制模块树莓派连接，电控水泵入水口与水箱连接，电控水泵排水口通过软管连接至喷头，喷头设于机械臂前端；

哨兵无人机上设有32飞控模块及与其连接的摄像头、语音传输模块，32飞控模块通过无线传输连接至控制端，控制端为电脑或手机。

2.根据权利要求1所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，喷头包括两个，分别为细喷头和粗喷头，两个喷头分别设有控制开关，控制开关与控制模块树莓派连接。

3.根据权利要求2所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，细喷头的直径为3cm，粗喷头的直径为5cm。

4.根据权利要求1所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，控制模块树莓派为工作电压为5V的树莓派4B，采用树莓派官方的raspbian系统，集成了mjpg-streamer推流服务，并默认将树莓派的无线网卡配置为AP热点模式。

5.根据权利要求4所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，机架前方设有传感器组和视频组，传感器组与控制模块51单片机连接，视频组包括舵机云台和置于其上的摄像头；

传感器组包括烟雾传感器、甲烷传感器、火焰传感器、人体传感器、CO传感器。

6.根据权利要求5所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，机架底部前方设有两个红外传感器和超声波模块，两个红外传感器与控制模块的树莓派连接，红外传感器用于探测路线轨迹；

超声波模块与控制模块树莓派主板连接，超声波模块用于通过时间差测距法来探测前方物体距离先锋消防机器人之间的距离，将距离数值信息反馈至控制模块，由控制模块控制先锋消防机器人的移动和停止；

优选的，红外传感器选用红外光电开关巡线循迹D80NK传感器，超声波模块选用HC-SR04超声波雷达避障测距模块。

7.根据权利要求6所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，机架侧面设有LED屏，LED屏与控制模块51单片机连接。

8.根据权利要求1所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，机架内部设有探照灯。

9.根据权利要求1所述的常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人，其特征在于，哨兵无人机上的摄像头的数量为两个，一个位于前方侧面，一个位于底部。

10.一种利用权利要求7所述常态化火情巡检预警消防救援陆空机器人的工作方法，包括步骤如下：

(1)常规巡检，由哨兵无人机进行大范围高空视觉侦查，先锋消防机器人进行红外线巡迹和传感器侦查；侦查信息共同传输给控制端；

(2)当发现可疑火情点时，哨兵无人机执行高空声波警报疏散任务，同时利用摄像头执行高空红外热成像检测火情发展态势；先锋消防机器人利用传感器组和视频组执行传感器协同侦查并上传现场信息到控制端，同时利用灭火组件并执行初期消防灭火任务；

(3)当消防人员到达火场后，哨兵无人机执行火场周边环境侦查并上传视频信息至控制端，同时执行火场被困人员搜寻任务；先锋消防机器人利用LED屏执行被困人员光源引领疏散任务，然后进入火场一线进行灭火。