變電站消防機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，包括巡檢機(jī)器人、氣體探測(cè)裝置、紅外測(cè)溫裝置、滅火裝置及主控計(jì)算機(jī)。巡檢機(jī)器人置于變電站內(nèi)，巡檢機(jī)器人的工作場(chǎng)所地面畫有巡檢路線，地面關(guān)鍵點(diǎn)安裝有用于定位的若干射頻卡。其有益效果是：基于巡檢路線標(biāo)識(shí)和導(dǎo)航裝置進(jìn)行自動(dòng)巡檢；通過氣體探測(cè)裝置對(duì)變電站生產(chǎn)場(chǎng)所內(nèi)早期火災(zāi)特征氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)濃度超限情況進(jìn)行分級(jí)預(yù)警；通過紅外測(cè)溫裝置對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行紅外溫度圖像采集，對(duì)設(shè)備超溫情況進(jìn)行分級(jí)報(bào)警，并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位；采用滅火裝置對(duì)突發(fā)火災(zāi)進(jìn)行快速滅火，控制初期火災(zāi)蔓延，為救援工作贏得了時(shí)間。這對(duì)早期火災(zāi)加強(qiáng)了防范和撲救，更有效地改善了變電站的消防安全狀況。
【專利說明】變電站消防機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)，特別涉及一種變電站消防機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站內(nèi)存在大量的高電壓、大電流生產(chǎn)設(shè)備，容易因設(shè)備故障、線路缺陷等問題引發(fā)火災(zāi)。目前，變電站的消防設(shè)施主要有火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)和防火封堵等。但是，這主要是在重要的功能分區(qū)，才安裝有火災(zāi)探測(cè)器并具有遙信接口，可將火災(zāi)報(bào)警信號(hào)反饋給工作人員。少數(shù)極重要的功能區(qū)則配置有自動(dòng)滅火裝置及視頻監(jiān)控系統(tǒng)。這樣，對(duì)早期火災(zāi)隱患進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，特別是對(duì)于有人值班的變電站，設(shè)備故障和異常運(yùn)行情況在巡檢過程中都能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，火災(zāi)發(fā)生概率較低。而對(duì)于無人值班變電站，其地理位置大多地處偏遠(yuǎn)，一旦出現(xiàn)火警，從集控站或就近消防支隊(duì)出發(fā)趕往火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)都需要一定時(shí)間，無法在最佳滅火期對(duì)火災(zāi)進(jìn)行撲救，可能由小火釀成重大火災(zāi)事故。因此，如何提高早期火災(zāi)隱患的監(jiān)測(cè)和預(yù)警水平，更有效改善變電站的消防安全狀況是一個(gè)重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的任務(wù)在于克服現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)缺陷，提供一種變電站消防機(jī)器人，可以對(duì)早期火災(zāi)加強(qiáng)防范和撲救，更有效改善變電站的消防安全狀況。
[0004]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，包括巡檢機(jī)器人，還包括氣體探測(cè)裝置、紅外測(cè)溫裝置、滅火裝置和主控計(jì)算機(jī)，其中所述巡檢機(jī)器人包括輪式機(jī)器人本體、視頻導(dǎo)航探頭和RFID讀卡器，所述視頻導(dǎo)航探頭安裝在所述機(jī)器人本體的上部，所述RFID讀卡器安裝在所述機(jī)器人本體的前部下方并與讀取路徑上的若干射頻卡相對(duì)應(yīng)；所述氣體探測(cè)裝置安裝在所述機(jī)器人本體前部，所述紅外測(cè)溫裝置安裝在所述機(jī)器人本體前上部，所述滅火裝置安裝在所述機(jī)器人本體后上部，所述主控計(jì)算機(jī)安裝在所述機(jī)器人本體內(nèi)部，通過數(shù)據(jù)采集線和控制線與所述氣體探測(cè)裝置、紅外測(cè)溫裝置和滅火裝置相連接。
[0005]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，其中所述氣體探測(cè)裝置包括co、co2、hcl、h2s、so2至少5種電化學(xué)氣體傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和一信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，集成安裝在一氣體探測(cè)盒內(nèi)，每種傳感器經(jīng)各自獨(dú)立的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和一信號(hào)轉(zhuǎn)換卡輸出檢測(cè)信號(hào)。
[0006]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，其中所述紅外測(cè)溫裝置包括紅外熱像儀及其電動(dòng)云臺(tái)。
[0007]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，其中所述滅火裝置包括視頻導(dǎo)引探頭、滅火噴嘴、干粉滅火器和三維機(jī)械臂，所述三維機(jī)械臂安裝在所述機(jī)器人本體上，所述三維機(jī)械臂安裝有多個(gè)電動(dòng)機(jī)，由所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述滅火噴嘴安裝在所述三維機(jī)械臂的頂部，所述視頻導(dǎo)引探頭安裝在所述滅火噴嘴的上部，所述干粉滅火器安裝在所述機(jī)器人本體的后部，所述干粉滅火器經(jīng)安裝有電磁閥的管道與所述滅火噴嘴相通。
[0008]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，其中所述主控計(jì)算機(jī)采用嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，[0009]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，其中所述射頻卡至少設(shè)有9個(gè)。
[0010]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，其中所述主控計(jì)算機(jī)連接有至少包括氣體濃度超限報(bào)警器和設(shè)備溫度超限報(bào)警器的報(bào)警裝置。
[0011]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，其中所述主控計(jì)算機(jī)經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)與變電站監(jiān)控中心相互傳輸數(shù)據(jù)。
[0012]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人的有益效果是:基于巡檢路線標(biāo)識(shí)和導(dǎo)航裝置進(jìn)行自動(dòng)巡檢；通過氣體探測(cè)裝置對(duì)變電站生產(chǎn)場(chǎng)所內(nèi)早期火災(zāi)特征氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)濃度超限情況進(jìn)行分級(jí)預(yù)警；通過紅外測(cè)溫裝置對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行紅外溫度圖像采集，對(duì)設(shè)備超溫情況進(jìn)行分級(jí)報(bào)警，并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位；采用滅火裝置對(duì)突發(fā)火災(zāi)進(jìn)行快速滅火，控制初期火災(zāi)蔓延，為救援工作贏得了時(shí)間。這對(duì)早期火災(zāi)加強(qiáng)了防范和撲救，更有效地改善了變電站的消防安全狀況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0014]圖1是本發(fā)明變電站消防機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本發(fā)明變電站消防機(jī)器人的控制方框圖；
[0016]圖3是導(dǎo)航控制方框圖；
[0017]圖4是導(dǎo)航路線標(biāo)志示意圖；
[0018]圖5是氣體探測(cè)裝置控制方框圖；
[0019]圖6是紅外測(cè)溫裝置控制方框圖；
[0020]圖7是滅火裝置控制方框圖。
[0021]圖中，1.巡檢機(jī)器人:1-1.機(jī)器人本體，1-2.視頻導(dǎo)航探頭，1-3.RFID讀卡器；
2.氣體探測(cè)裝置；3.紅外測(cè)溫裝置:3-1.紅外熱像儀，3-2.電動(dòng)云臺(tái)；4.滅火裝置:4-1.干粉滅火器，4-2.電磁閥，4-3.三維機(jī)械臂，4-4.電動(dòng)機(jī)，4-5.滅火噴嘴，4-6.視頻導(dǎo)引探頭；5.主控計(jì)算機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0023]參看圖1，本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，包括巡檢機(jī)器人1、氣體探測(cè)裝置2、紅外測(cè)溫裝置3、滅火裝置4及主控計(jì)算機(jī)5。
[0024]其中，巡檢機(jī)器人I置于變電站內(nèi)，巡檢機(jī)器人I的工作場(chǎng)所地面畫有巡檢路線，地面關(guān)鍵點(diǎn)安裝有用于定位的若干射頻卡。
[0025]結(jié)合參看圖2，巡檢機(jī)器人I包括輪式機(jī)器人本體1-1、視頻導(dǎo)航探頭1-2和RFID讀卡器1-3，視頻導(dǎo)航探頭1-2安裝在機(jī)器人本體1-1的上部，RFID讀卡器1_3安裝在機(jī)器人本體1-1的前部下方并與讀取路徑上的射頻卡相對(duì)應(yīng)。參看圖4，在本發(fā)明變電站消防機(jī)器人的實(shí)施例中，射頻卡至少設(shè)有9個(gè)。
[0026]主控計(jì)算機(jī)5配有巡檢地圖，設(shè)有機(jī)器人導(dǎo)航程序，巡檢機(jī)器人I能夠根據(jù)主控計(jì)算機(jī)5的控制指令沿規(guī)定路線進(jìn)行自動(dòng)巡檢。
[0027]參看圖1，氣體探測(cè)裝置2安裝在機(jī)器人本體1-1前部，紅外測(cè)溫裝置3安裝在機(jī)器人本體1-1前上部，滅火裝置4安裝在機(jī)器人本體1-1后上部，主控計(jì)算機(jī)5安裝在機(jī)器人本體1-1內(nèi)部，通過數(shù)據(jù)采集線和控制線與氣體探測(cè)裝置2、紅外測(cè)溫裝置3、滅火裝置4相連接。
[0028]參看圖5，氣體探測(cè)裝置2包括CO、CO2, HCL、H2S, S025種電化學(xué)氣體傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和一信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，集成安裝在一氣體探測(cè)盒內(nèi)，每種傳感器經(jīng)各自獨(dú)立的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和信號(hào)轉(zhuǎn)換卡輸出檢測(cè)信號(hào)。信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的測(cè)量精度可達(dá)lppm，能夠?qū)μ卣鳉怏w進(jìn)行高精度、高靈敏度的測(cè)量。氣體探測(cè)裝置2用于對(duì)早期火災(zāi)產(chǎn)生的特征氣體濃度進(jìn)行聞靈敏度探測(cè)。
[0029]紅外測(cè)溫裝置3負(fù)責(zé)根據(jù)主控計(jì)算機(jī)5的控制指令對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行紅外測(cè)溫。參看圖1，紅外測(cè)溫裝置3包括紅外熱像儀3-1及其電動(dòng)云臺(tái)3-2。
[0030]滅火裝置4負(fù)責(zé)根據(jù)主控計(jì)算機(jī)5的控制指令對(duì)著火點(diǎn)進(jìn)行滅火。參看圖1，滅火裝置4包括視頻導(dǎo)引探頭4-6、滅火噴嘴4-5、干粉滅火器4-1和機(jī)械臂4-3，三維機(jī)械臂4-3安裝在機(jī)器人本體1-1上，三維機(jī)械臂4-3安裝有多個(gè)電動(dòng)機(jī)4-4，由電動(dòng)機(jī)4_4驅(qū)動(dòng)，滅火噴嘴4-5安裝在三維機(jī)械臂4-3的頂部，視頻導(dǎo)引探頭4-6安裝在滅火噴嘴4-5的上部，干粉滅火器4-1安裝在機(jī)器人本體1-1的后部，干粉滅火器4-1經(jīng)安裝有電磁閥4-2的管道與滅火噴嘴4-5相通。
[0031]參看圖2，主控計(jì)算機(jī)5采用嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。主控計(jì)算機(jī)5安裝在巡檢機(jī)器人I內(nèi)部，通過數(shù)據(jù)采集線和控制線與其它設(shè)備相連接，負(fù)責(zé)控制巡檢機(jī)器人I沿規(guī)定路線自動(dòng)巡檢，接收氣體探測(cè)裝置2采集的特征氣體濃度并根據(jù)設(shè)定值進(jìn)行超限報(bào)警，控制紅外測(cè)溫裝置3對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行紅外溫度圖像采集，并根據(jù)高溫報(bào)警值對(duì)設(shè)備的超溫現(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警和定位，報(bào)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控中心，另外主控計(jì)算機(jī)5還負(fù)責(zé)控制滅火裝置4對(duì)著火點(diǎn)進(jìn)行快速滅火動(dòng)作。
[0032]參看圖2，在本發(fā)明變電站消防機(jī)器人中，主控計(jì)算機(jī)5連接有至少包括氣體濃度超限報(bào)警器和設(shè)備溫度超限報(bào)警器的報(bào)警裝置6。主控計(jì)算機(jī)5經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)與變電站監(jiān)控中心相互傳輸數(shù)據(jù)。
[0033]下面具體說明本發(fā)明變電站消防機(jī)器人的工作過程。
[0034]本發(fā)明變電站消防機(jī)器人，參看圖3，機(jī)器人本體1-1采用基于RFID定位的視覺導(dǎo)航方法，利用視頻導(dǎo)航探頭1-2攝取前進(jìn)方向的地面圖像信息，通過圖像處理算法提取圖像中的條帶狀路徑引導(dǎo)線，通過主控計(jì)算機(jī)5控制機(jī)器人本體1-1前按照引導(dǎo)線路徑行駛。同時(shí)，用RFID讀卡器1-3讀取路徑引導(dǎo)線附近的射頻卡上預(yù)存的位置信息，獲取機(jī)器人本體1-ι前的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)位置，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體1-ι前的導(dǎo)航定位。
[0035]參看圖5，氣體探測(cè)裝置2的各傳感器的測(cè)量結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換卡統(tǒng)一處理后，通過數(shù)據(jù)線實(shí)時(shí)傳送給主控計(jì)算機(jī)5，主控計(jì)算機(jī)5根據(jù)預(yù)先設(shè)置報(bào)警值，對(duì)變電站生產(chǎn)場(chǎng)所內(nèi)早期火災(zāi)特征氣體濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)特征氣體濃度進(jìn)行分級(jí)報(bào)警，報(bào)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控中心。
[0036]參看圖6，電動(dòng)云臺(tái)3-2接收主控計(jì)算機(jī)5的控制指令，調(diào)整紅外熱像儀3_1的拍攝角度，紅外熱像儀3-1采集的溫度圖像通過數(shù)據(jù)傳輸線實(shí)時(shí)傳送給主控計(jì)算機(jī)5，主控計(jì)算機(jī)5根據(jù)預(yù)先設(shè)置的溫度報(bào)警值對(duì)設(shè)備異常溫度進(jìn)行分級(jí)報(bào)警，并對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，報(bào)警信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控中心。當(dāng)紅外熱像儀3-1探測(cè)到明火時(shí)，即刻與主控計(jì)算機(jī)5上的導(dǎo)航程序進(jìn)行信息交互，引導(dǎo)機(jī)器人1-1迅速移動(dòng)到著火點(diǎn)附近，準(zhǔn)備滅火。
[0037]參看圖7，滅火裝置4的三維機(jī)械臂4-3由電動(dòng)機(jī)4_4驅(qū)動(dòng)，具有三個(gè)自由度，電動(dòng)機(jī)4-4接收主控計(jì)算機(jī)5的控制指令。當(dāng)主控計(jì)算機(jī)5接收到明火報(bào)警且機(jī)器人1-1移動(dòng)到著火點(diǎn)附近后，主控計(jì)算機(jī)5根據(jù)視頻導(dǎo)引探頭4-6采集的圖像信息確定著火點(diǎn)，并控制電動(dòng)機(jī)4-4驅(qū)動(dòng)三維機(jī)械臂4-3將滅火噴嘴4-5對(duì)準(zhǔn)著火點(diǎn)。三維機(jī)械臂4-3動(dòng)作到位后，主控計(jì)算機(jī)5控制電磁閥4-2開啟，釋放干粉滅火器4-1內(nèi)的滅火劑，滅火劑經(jīng)導(dǎo)管由滅火噴嘴4-5噴出，對(duì)著火點(diǎn)進(jìn)行快速滅火，控制初期火災(zāi)蔓延，為救援工作贏得時(shí)間。
[0038]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)方案前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站消防機(jī)器人，包括巡檢機(jī)器人(1)，其特征在于:還包括氣體探測(cè)裝置(2 )、紅外測(cè)溫裝置(3 )、滅火裝置(4 )和主控計(jì)算機(jī)(5 )，其中所述巡檢機(jī)器人(I)包括輪式機(jī)器人本體(1-1 )、視頻導(dǎo)航探頭(1-2)和RFID讀卡器(1-3)，所述視頻導(dǎo)航探頭(1-2)安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)的上部，所述RFID讀卡器(1-3 )安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)的前部下方并與讀取路徑上的若干射頻卡相對(duì)應(yīng)；所述氣體探測(cè)裝置(2)安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)前部，所述紅外測(cè)溫裝置(3)安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)前上部，所述滅火裝置(4 )安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)后上部，所述主控計(jì)算機(jī)(5 )安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)內(nèi)部，通過數(shù)據(jù)采集線和控制線與所述氣體探測(cè)裝置(2)、紅外測(cè)溫裝置(3)和滅火裝置(4)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站消防機(jī)器人，其特征在于:其中所述氣體探測(cè)裝置(2)包括C0、C02、HCL、H2S、SO2至少5種電化學(xué)氣體傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和一信號(hào)轉(zhuǎn)換卡，集成安裝在一氣體探測(cè)盒內(nèi)，每種傳感器經(jīng)各自獨(dú)立的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和一信號(hào)轉(zhuǎn)換卡輸出檢測(cè)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種變電站消防機(jī)器人，其特征在于:其中所述紅外測(cè)溫裝置(3)包括紅外熱像儀(3-1)及其電動(dòng)云臺(tái)(3-2)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種變電站消防機(jī)器人，其特征在于:其中所述滅火裝置(4)包括視頻導(dǎo)引探頭(4-6)、滅火噴嘴(4-5)、干粉滅火器(4-1)和三維機(jī)械臂(4-3)，所述三維機(jī)械臂(4-3 )安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)上，所述三維機(jī)械臂(4-3 )安裝有多個(gè)電動(dòng)機(jī)(4-4)，由所述電動(dòng)機(jī)(4-4)驅(qū)動(dòng)，所述滅火噴嘴(4-5)安裝在所述三維機(jī)械臂(4-3)的頂部，所述視頻導(dǎo)引探頭(4-6)安裝在所述滅火噴嘴(4-5)的上部，所述干粉滅火器(4-1)安裝在所述機(jī)器人本體(1-1)的后部，所述干粉滅火器(4-1)經(jīng)安裝有電磁閥(4-2 )的管道與所述滅火噴嘴(4-5)相通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種變電站消防機(jī)器人，其特征在于:其中所述主控計(jì)算機(jī)(5)采用嵌入式工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種變電站消防機(jī)器人，其特征在于:其中所述射頻卡至少設(shè)有9個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種變電站消防機(jī)器人，其特征在于:其中所述主控計(jì)算機(jī)(5)連接有至少包括氣體濃度超限報(bào)警器和設(shè)備溫度超限報(bào)警器的報(bào)警裝置(6)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種變電站消防機(jī)器人，其特征在于:其中所述主控計(jì)算機(jī)(5)經(jīng)通訊網(wǎng)絡(luò)與變電站監(jiān)控中心相互傳輸數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】A62C37/00GK103550883SQ201310537988
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】武海澄, 范明豪, 李偉, 杜曉峰, 王貽平, 汪書蘋, 袁鋒, 宋華茂 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司電力科學(xué)研究院, 國網(wǎng)安徽省電力公司六安供電公司