[实用新型]一种基于异构机器人团队协作的常态化火情巡检预警消防救援平台

说明书

本实用新型涉及一种基于异构机器人团队协作的常态化火情巡检预警消防救援平台，属于智能控制技术领域，装置包括地面机器人和无人机群，地面机器人包括机架，机架下方设有驱动轮，机架上方设有主停机坪和副停机坪，停机坪用于停放三架无人机，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和破障组件；无人机与地面机器人搭配组合，提供多方位信息，无人机与地面机器人配合使用，为消防机器人提供大范围视野，为寻找最佳救援路线与安全的逃生路线以及准确、快速地定位、救援被困人员提供了条件。

技术领域

本实用新型涉及一种基于异构机器人团队协作的常态化火情巡检预警消防救援平台，属于智能控制技术领域。

背景技术

我国幅员辽阔、人口众多，各类企业林立，生产活动纷繁复杂，安全生产压力巨大，其中火灾消防救援任务繁杂，形势依然严峻，尤其是工业园区、山林等地的消防救援工作，更是任务重、问题多，且由于这些地点具有特殊性、复杂性，一旦发生火情极易快速发展成为特别重大火灾，然而，目前市场上实际应用的消防机器人功能单一，大多数消防机器人只能实现巡检、消防，疏导等功能中的单一项，例如已应用于消防工作中的全向移动侦察消防机器人和智能消防搜救机器人，它们只能实现对火灾现场环境的侦察工作，或者是消防工作，并没有将巡检、侦察与消防、疏导等功能融为一体。其发现火情后，上报相关人员，等待消防与救援，这种救灾救援方式留下了等待救援的时间空挡，在很大程度上浪费了救灾救援的宝贵时间，2020年10月某高校团队设计出的全向移动侦查消防机器人，其功能相对单一，仅能实现简单侦查、灭火功能，信息感知能力相对较弱，侦查范围与角度具有局限性。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种基于异构机器人团队协作的常态化火情巡检预警消防救援平台。利用该平台能够将火灾探测、人员疏散和应急灭火融为一体。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于异构机器人团队协作的常态化火情巡检预警消防救援平台，包括地面机器人和无人机群，

地面机器人包括机架，机架下方设有驱动轮，机架上方设有主停机坪，机架两侧对称设有两个副停机坪，主停机坪与副停机坪用于停放无人机，机架内部设有控制模块，机架前端设有机械臂，机械臂上设有破障组件和灭火组件；

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；

破障组件包括机械爪和破障钻头，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直流电机均连接至控制模块树莓派；可通过控制端如电脑通过WIFI远程控制机械爪的姿态及钻头的角度，用以解决机器人在复杂工作环境中因为地形限制、障碍物阻挡等导致机器人无法正常行进的问题，同时此机构可在特殊火灾情况中代替消防人员进入无法进入的区域。机械爪在火灾现场可代替消防人员抓取危险易爆物品，给消防人员的生命安全增加一份保障。机械臂选用两部工作电压为4.8～6V的995舵机串联组合而成，舵机连接至控制模块树莓派。其特点是可实现四自由度姿态调整并可实现机械手的夹持功能，还有扭矩大、可防卡死。该机械臂能让机器人实现调整消防作业角度以及破障抓取功能。

舵机是由PWM电源驱动板来控制角度，PWM的高电平时间0.5-2.5ms对应舵机的0°-180°，舵机两端有死区，长时间工作在死区，会导致舵机损坏，一般会让舵机工作在20°-160°之间。

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，由控制模块树莓派控制水泵的吸、排及功率大小，电控水泵入水口与水箱通过软管连接，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，操作人员能够通过控制机械臂的姿态和电控水泵的开关，调整水柱的喷射角度及距离，对异常热源进行降温冷却以及对火情进行扑灭。