便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置，包括礦用本安型救援探測機器人本體、礦用本安型救援終端和若干個礦用本安型無線路由器；所述若干個無線路由器組成礦用無線多跳網(wǎng)絡(luò)；所述礦用本安型無線路由器用于傳輸所述機器人本體傳感檢測設(shè)備數(shù)據(jù)和救援終端遙控指令，所述礦用本安型救援終端收發(fā)由路由器自組織無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端。本實用新型具有較高帶寬，其遙控距離遠(yuǎn)，能通過遠(yuǎn)程遙控指揮煤礦救援探測機器人，使其順利到達(dá)目地，將探測事故現(xiàn)場氣體濃度數(shù)據(jù)信息傳回指揮中心，不但能減小救援人員到危險區(qū)域探測的危險性，而且可為煤礦救援決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。
【專利說明】便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種機器人通信系統(tǒng)，特別涉及一種便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，我國煤炭工業(yè)發(fā)展迅速，2013年全國煤炭產(chǎn)量36.8億噸，煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，也是國家能源安全的基石，在我國一次能源生產(chǎn)和消費中始終占70%左右。但我國又是煤礦重大事故頻繁發(fā)生的國家，造成了重大的人員傷亡，產(chǎn)生了不良的社會影響。當(dāng)煤礦事故發(fā)生后礦井環(huán)境十分復(fù)雜，井下因災(zāi)受傷人員面臨極其危險的狀況，需盡快地轉(zhuǎn)移與救護(hù)，但此時救援人員進(jìn)入井下施救，很容易遇到二次爆炸等各種危險狀況從而導(dǎo)致更多人員的傷亡。因此研發(fā)代替或部分代替救護(hù)人員及時、快速深入礦井災(zāi)區(qū)進(jìn)行環(huán)境探測的機器人具有極其重要的意義。在危險復(fù)雜的煤礦救災(zāi)等領(lǐng)域內(nèi)靈活使用煤礦探測機器人，能迅速探測災(zāi)區(qū)狀況，為搶險救災(zāi)提供決策支持，是安全高效救援的迫切需要。在這種產(chǎn)生濃煙、有毒氣體和高溫的事故現(xiàn)場，探測機器人所攜帶的氣體采樣系統(tǒng)可將現(xiàn)場的溫度、氣體情況等環(huán)境參數(shù)檢測出來，并將數(shù)據(jù)傳回指揮中心，從而大大減少工作人員到危險區(qū)域探測的危險性。因此，探測機器人的參與可以有效地提高救援的效率和減少施救人員的傷亡，同時業(yè)界也迫切需要能輔助或代替救援隊員深入危險區(qū)域執(zhí)行災(zāi)情偵察的遙控式智能礦用本安探測機器人。
[0003]目前國內(nèi)外礦用救援探測遙控機器人大多采用有線和無線操控，然而有線操控會增加機器人本體的負(fù)重，而且機器人的運動也受到通信信號或電源線纜的羈絆，影響其在井下災(zāi)區(qū)環(huán)境自由移動和順利行進(jìn)；另外一些采用無線遙控的礦用機器人，大多缺乏行走距離反饋和顯示，且無線通信傳輸帶寬小和傳輸距離短，視頻清晰度受到嚴(yán)重影響，遙測的機器人本體運動狀態(tài)或環(huán)境參數(shù)較少，精細(xì)運動控制功能缺乏或不足等。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置。
[0005]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的，一種便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置，其特征在于:包括礦用本安型救援探測機器人本體、礦用本安型救援終端(簡稱遙控臺)和若干個礦用本安型無線路由器；所述若干個礦用本安型無線路由器組成礦用WIFI無線Mesh網(wǎng)絡(luò)；所述礦用本安型救援探測機器人本體用于采集其自身運動和負(fù)載的傳感檢測設(shè)備數(shù)據(jù)及執(zhí)行救援終端發(fā)來的遙控指令，所述礦用本安型救援終端負(fù)責(zé)收發(fā)由路由器自組織無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并將所述遙控指令通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援探測機器人本體。
[0006]進(jìn)一步，所述礦用本安型救援探測機器人本體負(fù)載的傳感檢測設(shè)備包括氣體采樣與檢測處理裝置、機器人行走距離傳感器、拾音器/揚聲器和視頻攝像頭。
[0007]進(jìn)一步，所述礦用本安型救援探測機器人本體包括藍(lán)牙和WIFI通信模塊；所述氣體采樣與檢測處理裝置采集到的數(shù)據(jù)信息通過藍(lán)牙傳輸?shù)絎IFI通信模塊，所述通信模塊將接收到的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端；所述機器人行走距離傳感器、拾音器/揚聲器和視頻攝像頭采集到的數(shù)據(jù)信息通過藍(lán)牙傳輸?shù)絎IFI通信模塊，所述WIFI通信模塊將接收到的信息通過無線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端。
[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]本實用新型具有較高帶寬，其遙控距離遠(yuǎn)，能通過遠(yuǎn)程遙控指揮煤礦探測機器人，使其順利到達(dá)目的地，然后將探測的事故現(xiàn)場氣體濃度等數(shù)據(jù)信息傳回指揮中心，不但能減小救援人員到危險區(qū)域探測的危險性，而且可為煤礦救援決策提供依據(jù)和指導(dǎo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)框圖；
[0011]圖2為機器人遙控指揮系統(tǒng)功能模塊示意圖；
[0012]圖3為機器人行走距離數(shù)據(jù)流圖；
[0013]圖4為環(huán)境多參數(shù)實時監(jiān)測信息數(shù)據(jù)流框圖；
[0014]圖5為聲響監(jiān)測和視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)流圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述。
[0016]如圖1所示，一種便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置，其特征在于:包括礦用本安型救援探測機器人本體、礦用本安型救援終端(簡稱遙控臺)和若干個礦用本安型無線路由器；所述若干個礦用本安型無線路由器組成礦用WIFI無線Mesh網(wǎng)絡(luò)(本實用新型中采用鏈形或漁網(wǎng)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))；所述礦用本安型無線路由器用于傳輸所述機器人本體傳感檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)和救援終端遙控指令，所述礦用本安型救援終端收發(fā)由路由器自組織無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端。
[0017]所述傳感檢測設(shè)備包括氣體采樣與檢測處理裝置、機器人行走距離傳感器、拾音器/揚聲器和視頻攝像頭。
[0018]所述礦用本安型救援探測機器人本體包括藍(lán)牙和WIFI通信模塊；所述氣體采樣與檢測處理裝置采集到的數(shù)據(jù)信息通過藍(lán)牙傳輸?shù)絎IFI通信模塊，所述通信模塊將接收到的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端；所述機器人行走距離傳感器、拾音器/揚聲器和視頻攝像頭采集到的數(shù)據(jù)信息通過藍(lán)牙傳輸?shù)絎IFI通信模塊，所述WIFI通信模塊將接收到的信息通過無線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端。
[0019]便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮系統(tǒng)裝置首先通過機器人上的采樣與檢測處理裝置、拾音器/揚聲器和攝像頭、機器人行走距離傳感器分別采集環(huán)境多參數(shù)實時數(shù)據(jù)、音視頻數(shù)據(jù)和行走距離數(shù)據(jù)，然后通過無線Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的無線傳輸，最后通過救援終端對數(shù)據(jù)進(jìn)行解析、接收、顯示和存儲。
[0020]如圖2所示，本實施例中救援機器人功能主要包括機器人本體運動控制、環(huán)境多參數(shù)實時監(jiān)測、氣體采樣與檢測處理裝置、聲響監(jiān)測與視頻監(jiān)控、越障模式控制五個部分構(gòu)成。
[0021]機器人本體運動控制主要是用于控制機器人本體的運動，用機器人代替人進(jìn)入到救援人員不能進(jìn)入或者不適宜進(jìn)入的危險事故礦井環(huán)境中，避免障礙物，順利到達(dá)目的地。其中包括機器人的前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前寸動、后寸動、左寸動、右寸動、停止和行走距離。如圖3所示，機器人行走距離的獲取是通過距離傳感器實時記錄采集機器人行走距離，一旦行走距離發(fā)生變化就通過WIFI通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄仍K端。
[0022]如圖4所示，環(huán)境多參數(shù)實時監(jiān)測信息的獲取，首先通過串口控制氣體采樣與檢測處理裝置的升降來抽取災(zāi)區(qū)環(huán)境中的各種氣體，然后將抽取到的氣體通過環(huán)境多參數(shù)監(jiān)測報警儀來實時顯示和報警，最后采用藍(lán)牙將采集到的信息傳輸?shù)酵ㄐ拍K中進(jìn)行發(fā)送。環(huán)境多參數(shù)實時監(jiān)測主要是通過機器人采樣到災(zāi)區(qū)環(huán)境中的氣體，用于監(jiān)測災(zāi)害環(huán)境下的實時環(huán)境參數(shù)信息，避免救援人員進(jìn)入到危險環(huán)境中，減小災(zāi)害損失。它不但能夠連續(xù)檢測和顯示甲烷、一氧化碳、溫度、氧氣、二氧化碳五種參數(shù)的實時情況，而且還具有實時數(shù)據(jù)存儲及查詢報警等諸多功能。
[0023]氣體采樣與檢測處理裝置控制主要是根據(jù)煤礦井下的危險氣體分布情況，控制機器人導(dǎo)氣管的開啟、關(guān)閉、停止、伸長和縮短，獲取到不同高度的氣體分布情況，從而為救援人員的指揮決策提供更加真實、有效的數(shù)據(jù)。
[0024]如圖5所示，聲響監(jiān)測和視頻監(jiān)控信息的獲取是通過拾音器/揚聲器和視頻攝像頭分別采集聲音信息和視頻圖像信息，然后通過WIFI通信模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄仍K端。機器人的實時移動，獲取災(zāi)區(qū)環(huán)境的現(xiàn)場視頻圖像，不僅有利于提高機器人的運動能力，而且有利于掌握機器人的實時救援情況。
[0025]越障模式控制主要是控制機器人的越障能力，分為正常模式和特殊模式。在正常模式下即障礙物較少，機器人能夠直接快速通過，運動速度較快；在特殊模式下即障礙物較多，機器人需要緩慢調(diào)節(jié)自身的步態(tài)去適用復(fù)雜多變的礦井環(huán)境，運動速度較慢。因此，救援人員可根據(jù)礦井下的實際環(huán)境選擇越障模式。
[0026]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置，其特征在于:包括礦用本安型救援探測機器人本體、礦用本安型救援終端和若干個礦用本安型無線路由器；所述若干個礦用本安型無線路由器組成礦用11？1無線此也網(wǎng)絡(luò)；所述礦用本安型無線路由器用于傳輸所述機器人本體傳感檢測設(shè)備的數(shù)據(jù)和救援終端遙控指令，所述礦用本安型救援終端收發(fā)由路由器自組織無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并將所述數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置，其特征在于:所述傳感設(shè)備包括甲烷等多參數(shù)氣體采集與檢測裝置、機器人行走距離傳感器、拾音器/揚聲器和視頻攝像頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式礦用本安救援探測機器人無線遙控指揮通信系統(tǒng)裝置，其特征在于:所述礦用本安型救援探測機器人本體包括藍(lán)牙和11？1通信模塊；所述氣體采樣與檢測處理裝置采集到的數(shù)據(jù)信息通過藍(lán)牙傳輸?shù)酵ㄐ拍K，所述通信模塊將接收到的信息通過無線此也網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端；所述機器人行走距離傳感器、拾音器丨揚聲器和視頻攝像頭采集到的數(shù)據(jù)信息通過藍(lán)牙傳輸?shù)酵ㄐ拍K，所述11？1通信模塊將接收到的信息通過無線此也網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至礦用本安型救援終端。
【文檔編號】G08C17/02GK204225919SQ201420515239
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】宋文, 劉成, 郭東恒, 王莉 申請人:中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司