[发明专利]一种基于高压细水雾的变电站智能机器人消防系统及方法

权利要求书

1.一种基于高压细水雾的变电站智能机器人消防系统，其特征在于：包括消防控制平台（5），与消防控制平台（5）连接的机器人执行单元（1）、泵组单元（2）、红外摄像机（3）和感温电缆（4）；红外摄像机（3）与感温电缆（4）持续进行火灾监测与高温点的定位，并将采集到的温度信号和红外热成像视频信号传输到消防控制平台（5），消防控制平台（5）接受到采集到的温度信号和红外热成像视频信号后，计算出机器人执行单元（1）遍历这些高温点的最佳路径轨迹，并将该路径发送至机器人执行单元（1），同时将控制信号发送至泵组单元（2），机器人执行单元（1）与泵组单元（2）相连接，泵组单元（2）将高压细水雾输送至机器人执行单元（1），消 防控制平台（5 ）需要发送控制信号协同控制机器人执行单元（1）和泵组单元（2）进行消防作业；

机器人执行单元（1）与消防控制平台（5）连接，进行实时通信，判断机器人与变压器的相对位置，并按预定轨迹进行动作；

消防系统通过红外摄像机（3）和感温电缆（4）对主变实时温度进行监测；其中，感温电缆（4）通过高强度磁吸子固定缠绕在主变套管及本体上，红外摄像机 （3）采用立杆的方式固定在距离主变安全区域以外的区域。

2.根据权利要求1所述的一种基于高压细水雾的变电站智能机器人消防系统，其特征在于：采用红外摄像机（3）和感温电缆（4）作为传感单元，采用夹持着细水雾喷枪的立柱机器人作为机器人执行单元（1）。

3.根据权利要求1所述的一种基于高压细水雾的变电站智能机器人消防系统，其特征在于：红外摄像机（3）、消防控制平台（5）和泵组单元（2）均架设在主变安全区域外，感温电缆（4）架设在主变套管及本体上，机器人执行单元（1）架设在主变3米外。

4.根据权利要求1所述的一种基于高压细水雾的变电站智能机器人消防系统，其特征在于：在出现高温点时，消防控制平台（5）接受来自红外摄像机（3）的红外热成像视频信号，从红外热成像视频信号中获取主变各区域的温度信息；为了使机器人执行单元（1）的末端指向高温点，根据逆运动学与高温点位置信息求解出机器人执行单元（ 1） 的期望位姿，令高温点和机器人基坐标系原点的连线方向作为末端的指向，由于末端关节不用转动，仅根据z轴的位姿便可求得机器人末端的期望位姿；求得期望位姿后，基于六次多项式与遗传算法的结合，完成机器人执行单元（ 1） 的路径规划；六次多项式中有七个参数，设置其中的一个参数为可调参数，在轨迹规划前确定该参数便能根据边界条件解得唯一的六次多项式，得到确定轨迹；在得到各关节角运动状态的基础上，即能通过遗传算法构建基于六次多项式的适应度函数，淘汰会产生碰撞的路径，达到避开障碍物、优化轨迹的目的。