轨道式智慧灭火机器人系统的制作方法

本发明涉及灭火系统，特别是涉及轨道式智慧灭火机器人系统。

背景技术：

目前，火灾预警方式，除了被人员发现报警之外，最主要是火灾自动报警联动第一控制系统，以及自动喷淋系统等。它们分别担任着着火点的定位报警以及对火灾初期的灭火。

在大面积的防火分区内，一旦出现火情，最主要的是能够及时发现火灾着火点，并及时给予扑灭。在火灾初期，着火范围不太大的情况下，尽可能迅速把火灾给予扑灭。一旦形成大面积、大范围的火情，扑救难度将成倍增加，且即使火灾扑灭了，但造成的损失已经是巨大的。

目前，大面积自动灭火快速方式主要还是以水专业自动喷淋为主，消火栓的设置是必须在专业人员到达时手动操作(或大空间大面积采用水炮自动灭火方式)。从灭火行为原理上，基本尚属于被动式灭火方式。大面积灭火早期行为是自动喷淋方式，火燃烧到何处，该地方自动喷淋喷头玻璃球在68℃时或以上爆裂，管内的水即喷洒向下灭火。而当消控中心(消防控制中心)接受火警信号后，立即启动相关报警及联动模式。当相关消防专业人员根据指令到达火场，操作消火栓，启动消火栓泵时，已需要较长的时间，在这一时间段内，火势因燃烧物的特征、周边情况、气候等各种因素，很可能已经在现场快速形成较大的过火面积。一旦大面积形成火灾是不易控制火情的。况且，现场灭火的要素，根据规范设计及施工现况，许多现场均存在单一闭环的灭火系统情况(既存在这样一种不利情况，在整个灭火过程中，消防水电设备、防排烟系统环节中，只要其中一个环节的设备或线路存在问题，整个系统将不能正常运行，无法及时进行灭火)。如喷淋及消防管道日久积脏或腐蚀，发电机无法正常启动，或长时间后才能正常启动，水泵日久受损，电缆接头、控制屏线路受损等。在10年、20年或更长的老旧建筑物中，消防系统的任何一个环节只要维修不到位，设备均很容易受损，导致在火警情况下水管没水喷出或喷出水量不够，或电源的某环节出问题等等，这种情况时时均可存在发生。

有鉴于此，本发明人对如何快速发现着火点并及时扑灭进行深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供轨道式智慧灭火机器人系统，该系统安装于防火分区上方，能够快速发现着火点并及时有效的扑灭火源，且具备极佳的功能稳定性。

为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：

轨道式智慧灭火机器人系统，包括单元系统，所述单元系统包括行走轨道、能够在所述行走轨道上移动的灭火机器人和消防控制中心，所述行走轨道固设于防火分区上方，所述灭火机器人与所述消防控制中心无线连接，所述灭火机器人包括能够监测防火分区环境的探测装置和用于扑灭着火点的灭火装置。

进一步地，还包括单元控制中心，所述单元控制中心与所述灭火机器人无线连接，所述单元控制中心与所述消防控制中心无线和/或有线连接。

进一步地，所述单元控制中心包括供所述灭火机器人充电的充电装置和向所述灭火机器人输出灭火材料的输出装置。

进一步地，所述行走轨道上设置有多台所述灭火机器人，各个所述单元系统的所述行走轨道相连通，且各个所述单元系统的所述灭火机器人能够在不同的所述单元系统内移动和工作。

进一步地，所述灭火机器人包括与所述行走轨道配合的第一行走装置，能够监测防火分区环境的探测装置，能够驱动所述第一行走装置的第一驱动装置，用于扑灭着火点的灭火装置，为所述探测装置、所述第一驱动装置和所述灭火装置提供电源的第一电源装置以及能够与消防控制中心无线连接的第一控制系统。

进一步地，所述行走轨道为工字型轨道或t型轨道或槽型轨道，所述灭火机器人悬挂安装在所示行走轨上；或所述行走轨道为磁力轨道，所述灭火机器人吸附在所示行走轨上；所述行走轨道划分为多个区域且各个所述区域形成有对应的地址编码。

进一步地，所述探测装置包括红外热成像监测传感器，红外探测器或紫外探测器或红紫外复合探测器，高清摄像头；所述探测装置还包括人体感应探测器、人脸识别系统和人体温度测量系统，所述灭火装置设有能够困住人体的抓捕绳和喷射剂。

进一步地，所述灭火装置设有能够转动的消防喷头，所述消防喷头与驱动装置传动连接；第一控制系统包括中央微计算机系统、能够广播的喇叭和报警灯。

进一步地，所述灭火装置装有灭火材料，所述行走轨道上还安装有能供所述灭火装置补充所述灭火材料的补给装置，所述补给装置能够在所述行走轨道上移动。

进一步地，所述补给装置设有与所述行走轨道配合的第二行走装置，能够驱动所述第二行走装置的第二驱动装置，为所述第二驱动装置提供电源的第二电源装置，以及能够与所述第一控制系统和消防控制中心无线连接的第二控制系统。

采用上述技术方案，本发明轨道式智慧灭火机器人系统，由于行走轨道和灭火机器人安装于防火分区上方，能够在高处对防火分区进行监测。又因为行走轨道位于防火分区上方障碍物少，行走轨道布设的空间不会受到局限，灭火机器人能够沿着行走轨道自由移动，则灭火机器人能进行往复的循环移动监测，不会受到干扰，如此有利于探测装置对防火分区进行全面的监测，以此提高了探测装置的有效监测范围，使探测装置能够快速的监测到着火点。

当探测装置监测到着火点时，灭火机器人自行通过行走轨道向着火点移动，当灭火机器人移动到着火点上方时，能够自行通过灭火装置扑灭火源；当探测装置监测到着火点时，灭火机器人将火情信息发送至消防控制中心，消防控制中心统凑调度着火点附近的灭火机器人参与灭火，消防控制中心能够通过火情的判断及时调度相应数量的灭火机器人参与灭火，能够及时有效的扑灭火源。

灭火机器人是一个能够自行对防火分区进行监测的、能够自行分析判断火情及对着火点进行灭火的个体，同时各个灭火机器人间具备相互通信的能力，能够当一个灭火机器人发现着火点时，能够间信息发送至其他灭火机器人，其他未参与灭火的灭火机器人在收到信息后自行能够前往参与灭火。

各个灭火机器人优选执行消防控制中心的指令，当消防控制中心发生故障无法调度灭火机器人时，各个灭火机器人还具有自行工作的能力，因此当本发明轨道式智慧灭火机器人系统发生局部故障时系统仍能够对防火分区进行监测和及时扑灭着火点，本发明轨道式智慧灭火机器人系统功能稳定性。

附图说明

图1为本发明轨道式智慧灭火机器人系统的结构示意图

图2为本发明轨道式智慧灭火机器人系统的局部结构示意图；

图3为本发明轨道式智慧灭火机器人系统的局部的另一角度结构示意图；

图4为本发明轨道式智慧灭火机器人系统图1中a处的放大结构示意图；

图5为本发明轨道式智慧灭火机器人系统图1中a处的另一状态放大结构示意图；

图6为本发明轨道式智慧灭火机器人系统的功能框图。

标号说明：

单元系统0

灭火机器人1第一行走装置11

探测装置12温度传感器121

摄像头122led高光束灯光123

第一驱动装置13灭火装置14

消防喷头141第一电源装置15

第一控制系统16喇叭161

报警灯162行走轨道2

主道21辅道22

变道装置23主变道231

辅变道232转轴233

消防控制中心3单元控制中心4

充电装置41输出装置42

补给装置5第二行走装置51

第二驱动装置52第二电源装置53

第二控制系统54

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细阐述。

本发明轨道式智慧灭火机器人系统，如图1至6所示，包括单元系统0，单元系统0包括行走轨道、能够在行走轨道上移动的灭火机器人和消防控制中心3，行走轨道固设于防火分区上方，灭火机器人与消防控制中心3无线连接，灭火机器人包括能够监测防火分区环境的探测装置和用于扑灭着火点的灭火装置。

本发明轨道式智慧灭火机器人系统，由于行走轨道和灭火机器人安装于防火分区上方，能够在高处对防火分区进行监测。又因为行走轨道位于防火分区上方障碍物少，行走轨道布设的空间不会受到局限，灭火机器人能够沿着行走轨道自由移动，则灭火机器人能进行往复的循环移动监测，不会受到干扰，如此有利于探测装置对防火分区进行全面的监测，以此提高了探测装置的有效监测范围，使探测装置能够快速的监测到着火点。

当探测装置监测到着火点时，灭火机器人通过第一行走装置在行走轨道上移动，并将火情信息发送至消防控制中心3，消防控制中心3统凑调度着火点附近的灭火机器人参与灭火，当各个灭火机器人移动到着火点上方时，通过灭火装置扑灭火源，消防控制中心3通过火情的判断及时调度相应数量的灭火机器人参与灭火，能够及时有效的扑灭火源。

灭火机器人是一个能够自行对防火分区进行监测的、能够自行分析判断火情及对着火点进行灭火的个体，同时各个灭火机器人间具备相互通信的能力，当一个灭火机器人发现着火点时，能够将信息发送至其他灭火机器人，其他未参与灭火的灭火机器人在收到信息后自行能够前往参与灭火。

各个灭火机器人优选执行消防控制中心3的指令，当消防控制中心3发生故障无法调度灭火机器人时，各个灭火机器人还具有自行工作的能力，因此当本发明轨道式智慧灭火机器人系统发生局部故障时系统仍能够对防火分区进行监测和及时扑灭着火点，本发明轨道式智慧灭火机器人系统功能稳定。

作为本发明的优选方式：

单元系统0还包括连接行走轨道的单元控制中心4，单元控制中心4与灭火机器人无线连接，单元控制中心4与消防控制中心3无线和/或有线连接。

一般多个单元系统0连接同一个消防控制中心3，且消防控制中心3距离各个单元系统0的行走轨道距离远，又由于灭火机器人与消防控制中心3无线连接，存在连接中断的风险较大。

同一单元系统0内的单元控制中心4与灭火机器人由于距离近，两者间的连接稳定，单元控制中心4再通过无线和/或有线连接消防控制中心3，通设置单元控制中心4作为信息的中转站，以保障消防控制中心3与各个灭火机器人的连接顺畅和稳定。

同时单元控制中心4能够在与消防控制中心3连接中断的情况下，自行调度单元系统0的灭火机器人进行防火分区的监测和参与灭火。在消防控制中心3出现故障时本发明轨道式智慧灭火机器人系统仍能够对防火分区进行监测和参与灭火，提高了本发明轨道式智慧灭火机器人系统功能稳定性。

单元控制中心4包括供灭火机器人充电的充电装置41和向灭火机器人输出灭火材料的输出装置42。以使灭火机器人具备持续工作的能力。

行走轨道上设置有多台灭火机器人，各个单元系统0的行走轨道相连通，且各个单元系统0的灭火机器人能够在不同的单元系统0内移动和工作。当一个单元系统0监测的防空区发现较大火情时，其他单元系统0内的灭火机器人在收到信息后能够通过相连通的行走轨道移动至着火点参与灭火。集中本发明轨道式智慧灭火机器人系统的灭火资源及时有效的扑灭火源。

灭火机器人1安装在行走轨道2上，灭火机器人1包括与行走轨道2配合的第一行走装置11，能够监测防火分区环境的探测装置12，能够驱动第一行走装置11的第一驱动装置13，用于扑灭着火点的灭火装置14，为探测装置12、第一驱动装置13和灭火装置14提供电源的第一电源装置15，以及能够与消控中心无线连接的第一控制系统16。第一驱动装置13与第一行走装置11传动连接，第一控制系统16分别与探测装置12、第一驱动装置13、灭火装置14和第一电源装置15电连接，第一控制系统16接收消控中心的优先指令信息。

当探测装置12监测到着火点时，灭火机器人1通过第一行走装置11在行走轨道2上移动，当灭火机器人1移动到着火点上方时，通过灭火装置14扑灭火源。

作为本发明的优选方式：行走轨道2为工字型轨道或t型轨道或槽型轨道，灭火机器人1悬挂安装在行走轨道2上，第一行走装置11设有能够在工字型轨道或t型轨道或槽型轨道转动的转轮。这种方式具有结构稳定和能耗小的优点。行走轨道2呈鱼骨式结构，包括一条主道21和多条辅道22，辅道22位于主道21的两侧呈对称布置，主道21的侧边间断布置多条辅道22，主道21在与各条辅道22的交接处断开形成多段，各条辅道22和主道21的断开处间设有变道装置23，变道装置23可转动的固定于防火分区上方，变道装置23包括设于中部的一条主变道231和分别设于两侧两条辅变道232，主变道231能够连通主道21，两条辅变道232分别能够连通一条辅道22。主变道231和辅变道232均固定连接一根转轴233，转轴233通过电机驱动以转动。

当灭火机器人1要从主道21的前一段移动到另一段时，变道装置23转动至主变道231连通主道21状态，参照图4；当当灭火机器人1要从主道21移动到一侧辅道22时，变道装置23转动至该侧辅变道232连通该侧辅道22的状态，参照图5。

作为本发明的另一种优选方式：行走轨道2为磁力轨道，灭火机器人1吸附在行走轨道2上。磁力轨道的天棚为铁质金属板路网，灭火机器人1在工作时，第一行走装置11产生电磁力，使得灭火机器人1刚好吸附在金属天棚面上。这种方式具有灭火机器人1不受空间的限制能够在磁力轨道的平面内自由移动的优点。

行走轨道划分为多个区域且各个区域形成有对应的地址编码。灭火机器人监测到火情时，通过收发对应的地址编码能够准确的传递发生火情的位置信息。

作为本发明的一种优选方式：第一电源装置15内设有监测第一电源装置15电量的电量监测器，电量监测器与第一控制系统16电连接，当第一控制系统16监测到第一电源装置15的电量小于特定值时，第一控制系统16向第一驱动装置13发送指令，使灭火机器人1移动至充电装置41处并进行充电。

作为本发明的一种优选方式：探测装置12包括红外热成像监测传感器，单点式红外探测器或紫外探测器或红紫外复合探测器，在接近火源时，单点式红外探测器或紫外探测器或红紫外复合探测器能够精准捕捉着火点，使灭火机器人1进行有效快速精准灭火。探测装置12还包括其它与消防相关各种传感器，例如温度传感器121和/或特定气体监测传感器。本发明不限使用上述列取的几种传感器，本发明的探测装置12可以加装任意消防运用中的监测产品。

探测装置12还设有高清的摄像头122，摄像头122旁安装有led高光束灯光123，优选的采用能够自动循环监控的双摄像头。

作为本发明的一种优选方式：探测装置12还包括人体感应探测器、人脸识别系统和人体温度测量系统，能够实现特定人员的监控和监测。探测装置12监测的数据通过第一控制系统16实时传输至消控中心并进行备份。

灭火装置14设有能够困住人体的抓捕绳和喷射剂。能用于指定人员的辅助抓捕。

作为本发明的一种优选方式：第一控制系统16包括具有自巡检故障监测功能的中央微计算机系统。第一控制系统16还设有能够广播的喇叭161和报警灯162，能够及时的为防火分区内的人员传播信息。

作为本发明的一种优选方式：灭火装置14设有能够转动的消防喷头141，消防喷头141与驱动装置传动连接。消防喷头141通过转动能够从多种角度扑灭火源，使灭火更快速精准。

灭火装置14装有灭火材料，灭火材料包括水和/或泡沫剂和/或超细干粉和/或二氧化碳等小型、轻型的消防灭火器材。

行走轨道2上还安装有能供灭火装置14补充灭火材料的补给装置5。灭火装置14设有小型加压泵(或双加压泵)和超小型消防水箱和/或雾化消防元件和/或泡沫消防元件和/或超细干粉喷射装置。

灭火装置14装设有监测灭火材料余量的探测器(例如：能够监测液位是否低于指定值的液位传感器)。

补给装置5设有与行走轨道2配合的第二行走装置51，能够驱动第二行走装置51的第二驱动装置52，为第二驱动装置52提供电源的第二电源装置53，以及能够与第一控制系统16和消控中心无线连接的第二控制系统54。补给装置5设有能够输出灭火材料的单向出口，灭火装置14设有能够输入灭火材料单向入口。

当监测灭火材料余量的探测器监测到灭火装置14内的灭火材料少于指定值后，监测灭火材料余量的探测器向第一控制系统16发送信息，第一控制系统16向第二控制系统54发送信息，补给装置5通过行走轨道2移动至灭火机器人1处，并通过单向出口对接单向入口将补给装置5内的灭火材料输送至灭火机器人1内。

上面结合附图对本发明做了详细的说明，但是本发明的实施方式并不仅限于上述实施方式，本领域技术人员根据现有技术可以对本发明做出各种变形，均属于本发明的保护范围。

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