[发明专利]基于主动消防预警的自主车

说明书

技术领域

本发明属于微小型智能机器人、自主车消防预警领域，涉及一种基于主动消防预警的自主车。

背景技术

随着社会经济迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高。一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，若没有有效的方法、设施及相应的装备，消防员将无法进入事故现场，而要贸然冲进现场，不仅不能完成任务，往往只会造成无辜生命的牺牲，付出惨重代价，结果仍不能达到预期的目的。在这方面，各地公安消防部队已历经诸多血的教训。消防自主车作为一种特种机器人，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。如今国内外已经有能够灭火并实施救援的消防机器人，但多需远程操控，造价昂贵，组装困难，不适于群体机器人作业；且体积大，不适于进入空间狭隘区域火灾现场作业。因此，有必要设计一种智能化的易于实施的基于主动消防预警的自主车。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于主动消防预警的自主车，该基于主动消防预警的自主车自动化程度高、避障功能强、灭火效率高。

发明的技术解决方案如下：

一种基于主动消防预警的自主车，其特征在于，包括车体、微处理器、行进系统、火源探测装置及灭火系统；

行进系统包括左轮、右轮、万向轮、3个红外避障传感器、两个用于分别控制左轮和右轮的360°舵机和3个用于识别导航路径的红外光电传感器，左轮、右轮和万向轮组成车体的支撑机构；红外光电传感器置于车体前方的底部；红外避障传感器设置在车体的前端，360°舵机均受控于微处理器；红外避障传感器以及红外光电传感器均与微处理器连接；

火源探测装置包括4个远红外火焰传感器，分为探测距离不同的两组，每组中包含2个所述远红外火焰传感器，每组远红外火焰传感器中的两个远红外火焰传感器分设在车体的两侧；远红外火焰传感器均与微处理器连接；

灭火系统设置在车体后端，包括支架、电风扇、干粉灭火装置及火焰探测器；电风扇设置在支架上，且正面朝下；干粉灭火装置设置在电风扇正下方，干粉灭火装置为一个内装灭火粉体的外壁设有多个通孔的中空圆柱体，干粉灭火装置与电风扇同轴旋转；火焰探测器设置在车体上，火焰探测器与微处理器连接，电风扇受控于微处理器【火焰探测器也采用前述的远红外火焰传感器，设置为较近的探测距离】。

远红外火焰传感器的信号输出端通过放大电路与微处理器的IO端口相连；放大电路中，传感器的信号输出端经第一电阻（R4）接运算放大器的正输入端，运算放大器的正输入端与运算放大器的输出端之间跨接有第二电阻（R1），运算放大器的负输入端接电位器（R6）的输出端，电位器（R6）设置在直流电源正极与地之间。

3个红外光电传感器分别设置于车体前方的底部的左侧、正中和右侧，红外避障传感器分别设置在车体的前端的左侧、正中和右侧。

有益效果：

本发明的基于主动消防预警的自主车，基于微处理器（具体可以采用单片机STC89C52RC作为控制芯片）控制，结合红外探测、火源探测与微型机灭火技术，实现了小型火灾现场的消防预警工作，也达到了微型移动自主车便捷安装需求，同时也满足自主车群体作业低成本与实时响应的要求，自动化程度高。

基于主动消防预警的自主车可在火灾萌芽期，以群体作业为基础进入空间区域狭小火灾现场，自主地寻找火源，并在其灭火能力范围内将其扑灭，如未扑灭则发出蜂鸣报警声告知消防人员。节约了部分消防警力与人工现场作业巡逻时间，可消除小区域内部分隐患火源。

微型自主车的火源探测模块由四个远红外火焰传感器构成，探测火源后“倒车”微调逼近火源，并启动灭火模块。灭火模块由微型直流电风扇、干粉装置及火焰探测器构成。本发明的主动消防预警微型自主车（13cm×8.3cm×7.5cm）使用的远红外火焰传感器，可探测火源波长为760nm至1100nm热源，衍射角度达60°，实现自主车两侧最远100cm的火源探测。系统具有成本低廉、自主性强、实时性好、体积小特点，适于群体微型自主车作业，优化消防人力投入。本发明可用于楼宇自动化、社区、仓库等火灾防治领域。

基于主动消防预警的自主车，具有路径跟踪功能，且在传感器感知的作用下实现探障与避障功能，并通过火焰探测模块和灭火模块实现对小型区域火灾现场的初期火源探测及灭火，在火灾初期控制火势的蔓延，因而能有效完成灭火及报警的工作。