在危化品泄漏事故现场对环境信息进行移动监测的移动机器人的制作方法
【专利说明】在危化品泄漏事故现场对环境信息进行移动监测的移动机
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技术领域
[0001]本实用新型涉及危化品泄漏现场环境监测领域，具体涉及一种在危化品泄漏事故现场对环境信息进行移动监测的移动机器人。
【背景技术】
[0002]目前，危化品泄漏事故现场应急监测一般采用人工进入或者定点放置传感器的形式。在事故现场，人工采集形式无法在采集信息前知道该区域的气体有害性，对身体伤害严重性无法评估；定点放置传感器形式，当监测的范围较大时，则会产生设备的大量浪费，不利于现场应用。同时由于目前采用的气体监测传感器功能比较单一，造成监测到的信息不全面、不准确；而且没有综合监测事故现场的气象信息及地理信息，不利于现场应急处理。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种用于危化品泄漏现场的应急监测设备，该设备由移动机器人携带在事故现场对环境信息进行综合监测，实现现场视频监控和特殊气体及气象信息监测，使救援人员能远离危险区域或者未知区域，保证了监测人员的人身安全，减低了危险性。该设备可靠性高，安全系数高，信息量大，便于综合分析。
[0004]根据本实用新型，提供了一种在危化品泄漏事故现场对环境信息进行移动监测的移动机器人，其特征在于包括:
[0005]嵌入式控制器，
[0006]通过USB接口与嵌入式控制器连接的第一四合一气体检测仪，
[0007]通过USB接口与嵌入式控制器连接的第二四合一气体检测仪，
[0008]通过RS485总线接口与嵌入式控制器(106)连接的风速风向传感器、工业级GPS部分、温度/湿度传感器，
[0009]—个交换机，
[0010]网络高清防爆红外摄像机，其通过网络接口与交换机连接，
[0011]无线传输发射部分，其通过网络接口与交换机连接，
[0012]其中，
[0013]嵌入式控制器也通过网络接口与交换机连接。
[0014]本实用新型的目的和作用通过以下方式实现:
[0015]所述的风速风向传感器用于监测点的风速风向等信息的监测。
[0016]所述的温度/湿度传感器用于监测点的温度、湿度的监测。
[0017]所述的工业级GPS部分用于监测点的位置信息的监测，便于与地理信息设备GIS一起生成事故现场信息图。
[0018]所述的复合型气体检测仪用于监测点的气体浓度的监测。
[0019]优选的，监测点的气体浓度信息通过无线方式传送到。当某种气体浓度超过预先设置的浓度报警值后，移动机器人上携带的报警器会根据不同气体发出不同的报警声。远程管理部分也会做出相应的报警处理。
[0020]所述的网络高清防爆红外摄像机，用于采集事故现场的视频图像信息以及遥控机器人的移动。
[0021]所述的无线发射部分和无线接收部分用于监测点的风速风向、温度、湿度、位置、气体浓度、视频图像以及移动机器人控制指令与远程管理部分的信息交互。
[0022]所述的远程管理部分包括工控机和工业遥控器。
[0023]优选的，远程管理部分位于事故现场之外。
[0024]所述的远程管理部分的工控机通过无线发射部分和无线接收部分与事故环境监测设备进行信息交互。
[0025]所述的远程管理部分的工业控制器通过无线发射部分和无线接收部分控制移动机器人行走、转向。
[0026]本实用新型和现有技术相比的优点在于:
[0027]本实用新型不仅对有毒有害气体进行了监测，同时还对现场气象、位置、视频图像信息进行监测，监测信息全面、充分。监测设备可以由移动机器人携带工作，避免了人员伤害。
【附图说明】
[0028]图1为本实用新型的控制硬件结构图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0030]本实用新型的主体部分包括两个部分，分别是移动机器人107和远程管理部分102。其中远程管理部分102包括工业遥控器103对移动机器人107的前进、左转、右转、停止、后退等运动进行遥控。
[0031 ] 远程管理部分102的工控机104通过无线接收部分105接收移动机器人107传送的各种信息，并在其显示器上生成事故现场的各种信息图，供应急指挥人员根据现场传送的信息作出正确的应急决策。
[0032]本实用新型的核心部件是移动机器人107。
[0033]从图1可以看出，移动机器人107的控制核心是一个高性能的嵌入式控制器106。
[0034]移动机器人107携带有第一四合一气体检测仪108 (监测氧气、一氧化碳、硫化氢、甲烧)和第二四合一气体检测仪109 (监测有机物、氨气、氯化氢、氯气)。第一和第二气体检测仪108、109通过USB接口与嵌入式控制器106连接。
[0035]移动机器人107还携带有风速风向传感器111、工业级GPS部分112、温度/湿度传感器110。风速风向传感器111、工业级GPS部分112、温度/湿度传感器110都通过RS485总线接口与嵌入式控制器106连接。移动机器人107还装有网络高清防爆红外摄像机113，后者的视频信息通过网络接口(未显示)与交换机114连接。嵌入式控制器106也通过网络接口(未显示)与交换机114连接。交换机还通过网络接口(未显示)与无线传输发射部分115连接。交换机114把视频信息及其他传感器110、111和工业级GPS部分112监测的数据一起无线传输给远程管理部分102。
[0036]根据本实用新型的一个实施例，嵌入式控制器106还带有一些1端口方便连接其他设备116。
[0037]移动机器人107的运动由第一直流电机121、第二直流电机122驱动。工业遥控接收器123接收到工业遥控器103发出的控制命令后，向第一直流电机121的驱动器124和第二直流电机122的驱动器125发出信号，驱动第一直流电机121、第二直流电机122按指令动作。同时工业遥控接收器123带有一个与嵌入式控制器106连接的CAN接口。工业遥控接收器123接收到的指令通过CAN接口发给嵌入式控制器106，且嵌入式控制器106根据现场实际情况通过CAN接口向工业遥控接收器123发送控制移动机器人的行走的指令。
[0038]根据本实用新型的一个实施例，移动机器人107携带电池126。根据一个具体的实施例，电池126是48V锂电池。电池126通过电压转换部分127对移动机器人107供电。
[0039]应用中，当有危化品泄漏事故发生时，操作人员携带移动机器人107进入事故现场外围后，首先设置移动机器人107、第一四合一气体检测仪108、第二四合一气体检测仪109、风速风向传感器111、工业级GPS部分112、温度/湿度传感器110的参数。操作人员根据网络高清防爆红外摄像机113的视频信息及其他传感器监测的数据，通过交换机114的转换，利用无线发射部分115传输给远程管理部分102，操作人员根据传送的视频信息，通过工业遥控器103遥控的移动机器人107的运动；与此同时，操作人员根据其他传感器110,111和工业级GPS部分112监测的数据判断移动机器人107所处位置是否存在危化品泄露。当移动机器人107所处位置存在危化品泄露时，远程管理部分102的工业遥控器103遥控移动机器人107在监测点停下，嵌入式控制器106通过USB接口读取有毒有害气体浓度信息；嵌入式控制器106通过RS485总线接口读取监测点的GPS信息、风速风向信息、温度/湿度信息；嵌入式控制器106将监测点的环境监测数据(包括GPS定位、风速风向、温度/湿度、气体浓度等)通过网络接口(未显示)发送到交换机114;网络高清防爆红外摄像机113将视频数据发送给交换机114 ;交换机114将上述环境监测数据和上述视频数据一起通过网络发送给无线发射部分115。无线发射部分115将事故现场各种数据一起发送给远程管理部分102，供应急指挥人员根据远程管理部分102显示的泄露事故现场的各种信息做出相应的应急处理。
【主权项】
1.在危化品泄漏事故现场对环境信息进行移动监测的移动机器人(107)，其特征在于包括: 嵌入式控制器(106)， 通过USB接口与嵌入式控制器(106)连接的第一四合一气体检测仪(108)， 通过USB接口与嵌入式控制器(106)连接的第二四合一气体检测仪(109)， 通过RS485总线接口与嵌入式控制器(106)连接的风速风向传感器(111)、工业级GPS部分(112)、温度/湿度传感器(110)， 一个交换机(114)， 网络高清防爆红外摄像机(113)，其通过网络接口与交换机(114)连接， 无线传输发射部分(115)，其通过网络接口与交换机(114)连接， 其中， 嵌入式控制器(106)也通过网络接口与交换机(114)连接。2.根据权利要求1所述的移动机器人(107)，其特征在于: 嵌入式控制器(106)还带有1端口。3.根据权利要求1所述的移动机器人(107)，其特征在于进一步包括: 第一直流电机(121)， 第二直流电机(122)， 第一直流电机(121)的第一驱动器(124)， 第二直流电机(122)的第二驱动器(125)， 工业遥控接收器(123)，其与第一驱动器(124)和第二驱动器(125)之间有信号连接。4.根据权利要求3所述的移动机器人(107)，其特征在于: 工业遥控接收器(123)通过CAN接口与嵌入式控制器(106)连接。5.根据权利要求1一 4之一所述的移动机器人(107)，其特征在于进一步包括: 电池(126)， 电压转换部分(127)。
【专利摘要】本实用新型提供一种在危化品泄漏事故现场对环境信息进行移动监测的移动机器人，其包括风速风向传感器、温度/湿度传感器、工业级GPS部分、复合型气体检测仪、网络高清防爆红外摄像机、无线发射部分和无线接收部分。其搭载在防爆移动机器人上，代替救援人员深入危险的爆炸性或有毒气体环境进行危化品泄露事故现场环境信息的探测，为制定救援方案提供信息参考，并能为事故原因调查、分析提供证据。具有重复利用性，应用广泛。
【IPC分类】G05D1/02, G01D21/02
【公开号】CN204650277
【申请号】CN201520349021
【发明人】吴宗之, 康荣学, 车洪磊, 贠超, 桑海泉, 贺行政
【申请人】中国安全生产科学研究院
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年5月26日