[发明专利]用于复杂环境中的全自主消防灭火侦察机器人及工作方法

权利要求书

1.用于复杂环境中的全自主消防灭火侦察机器人，其特征在于，包括，

车体，所述车体用于对安装于车体两侧的悬挂组件以及安装于车体上部的各组件进行连接支撑；

悬挂组件，用于驱动车体移动；

安装于车体上的消防灭火组件、侦察组件、降温组件、传感照明组件；

以及安装于车体内部的控制模块和通讯模块；

其中，所述悬挂组件包括轮系组件、驱动组件、支撑侧板和履带，所述轮系组件用于导向和承托履带；所述驱动组件与履带啮合连接；所述支撑侧板是悬挂组件的主体，支撑侧板通过软连接与轮系组件连接，支撑侧板还与车体连接，用于支撑车体并承受转向扭矩；

所述消防灭火组件包括消防水炮、摄像头，所述消防水炮通过连接件与车体连接，能够实现回转和俯仰调整，所述摄像头固定于消防水炮上且能随消防水炮移动；

所述侦察组件包括二维云台、摄像机、热成像仪、气体传感器和温湿度传感器，所述二维云台固定于车体上方，所述摄像机和热成像仪均固定于二维云台上，通过二维云台实现360°回转和俯仰观测，所述气体传感器和温湿度传感器均固定于车体上；

所述降温组件通过连接接头固定于消防水炮的炮管上，用于整个设备的降温；

所述传感照明组件包括避障传感器、防爆大灯、防爆激光雷达，避障传感器用于通过激光扫描前端障碍物并反馈，实现避障；防爆大灯用于对能见度较低的环境实施照明；防爆激光雷达用于通过激光扫描周围环境，实现绘图，通过算法规划路线，实现自主巡航；

所述控制模块与消防灭火组件、侦察组件、降温组件、传感照明组件、通讯模块连接，用于实现对机器人的信息融合、指令解析和编码、运动控制和作业；

所述通讯模块用于实现机器人接收外部指令和发送侦察组件采集的参数。

2.如权利要求1所述的用于复杂环境中的全自主消防灭火侦察机器人，其特征在于，所述驱动组件由驱动轮、传动部件和固定部件组成，驱动组件通过固定部件与车体连接，传动部件与驱动轮连接，驱动轮与履带啮合连接。

3.如权利要求2所述的用于复杂环境中的全自主消防灭火侦察机器人，其特征在于，所述驱动组件与车体连接处设有密封圈，防护等级IP67，驱动组件与车体形成防爆结合面，长度和间隙满足二类防爆要求。

4.如权利要求1所述的用于复杂环境中的全自主消防灭火侦察机器人，其特征在于，所述履带为插齿履带，包覆于轮系组件外部，履带通过驱动组件传递的扭矩带动车体移动。

5.如权利要求1所述的用于复杂环境中的全自主消防灭火侦察机器人，其特征在于，所述避障传感器、防爆大灯、防爆激光雷达均固定于车体的前端。

6.如权利要求1-5任一所述的用于复杂环境中的全自主消防灭火侦察机器人的工作方法，其特征在于，步骤如下：

1)机器人移动：工作人员发出指令，机器人利用通讯模块接收指令后传输至控制模块，机器人中的控制模块控制驱动组件驱动履带移动，带动机器人进入待作业指定地点；

2)机器人位置环境建模地图构建：机器人在移动过程中，控制模块控制激光雷达工作，对机器人前方环境扫描搜索并构建区域地图，确定自身处于地图中的位置；同时，机器人还将记忆自身的移动路线；

3)机器人避障：机器人在移动过程中，控制模块控制避障传感器工作，实现对车体前方障碍物的判别；当遇到障碍物时，机器人停止前移并配合建模的地图进行避让，并在地图中进行标记，为返程或其它机器人进入现场提供指导；

4)机器人自主侦察：机器人在移动或静止过程中，控制模块控制气体传感器和温湿度传感器工作，实现对现场环境气体、温湿度参数的采集；同时，控制模块还配合控制二维云台带动摄像机、热成像仪，对机器人周围现场环境图像、视频侦察，采集和侦察的现场环境参数、图像和视频通过通讯模块上传供工作人员分析和决策；

5)机器人自主灭火：控制模块控制二维云台进行角度调整，带动热成像仪对环境扫描，当检测到火源位置时，控制模块控制消防水炮进行角度调整，实现灭火；在此过程中，控制模块控制摄像头工作，实现对灭火时水流的喷射情况观测，观测的图像视频同样经通讯模块上传供工作人员进行位置微调；

6)机器人自降温：机器人进入火灾高温场所侦察和灭火时，降温组件开启，实现水流和雾气喷洒，降低自身温度，保护上装组件和内部元器件；

7)机器人照明：当现场光照不足时，防爆大灯开启实现补光。