本发明涉及消防巡检机器人技术领域，尤其涉及一种吊轨式消防巡检机器人系统。
背景技术：
在一些化工厂因存在很多易燃易爆的化工原料，存在引发火灾的可能；一些存在大量高电压、大电流设备的场所，如变电所、大型设备电气控制室、电力隧道等，容易发生电路故障，引发火灾，因此，加强巡检预防与消防紧急措施工作尤为重要。目前，对于上述场所，大多还采用人工巡检的方式，即使发生火灾，也是由人进入现场进行灭火。然而，人工巡检不仅效率低，发现问题不及时，可靠性差；若发生火灾，救灾人员很难安全靠近，不可预知的火势、产生的有害气体、可能的爆炸危险往往使得救灾效率低，救灾危险性大。
近些年，关于轨道式消防机器人的研究与报道很少，但轮式与履带式的消防机器人已经在应用。其中，河南海力特机电制造有限公司研发的高压细水雾消防机器人(专利申请号：10206090.6)采用轮式行走机构，并配有灭火弹、传感器、可见光相机等，当发生火灾时进入现场，将火灾现场情况实时传回指挥中心，同时进行灭火。
无论是上述的轮式消防机器人还是履带式消防机器人存在以下缺点：(1)与轨道式消防机器人相比，轮式和履带式消防机器人的定位与控制极其复杂；(2)只能在火灾发生后进行灭火，而无法实现预防火灾的发生，而将机器人开入火灾现场也需要一定时间，因此，不能在火灾发生的第一时间进行灭火。
为了解决上述问题，本发明人团队在国家自然科学基金面上项目(批准号：51675518)与国家重点研发计划课题(课题编号：YFC0802908)的支持下，进一步研究，提出一种吊轨式消防巡检机器人系统。
技术实现要素：
发明目的：本发明旨在解决现有技术中存在的问题。为此，本发明的一个目的在于提出一种吊轨式消防巡检机器人系统，实现对重要设备的巡检工作，从而有效预防火灾的发生，即使发生火灾亦能及时、迅速地进行灭火。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种吊轨式消防巡检机器人系统，包括：
吊轨部，所述吊轨部包括轨道以及用于将所述轨道吊装在空中的吊架，所述轨道包括：导轨体，所述导轨体横截面轮廓为圆形；齿轨，所述齿轨固定于所述导轨体的底部；
吊轨式消防巡检机器人，所述吊轨式消防巡检机器人为多个，且均在所述轨道上移动，多个所述吊轨式消防巡检机器人之间通讯连接，所述吊轨式消防巡检机器人包括：
行走部，所述行走部包括：主架；万向导向轮组，所述万向导向轮组包络在所述导轨体外，且所述万向导向轮组与所述主架相连；上斜轮组件，所述上斜轮组件位于所述导轨体一侧上部，且所述上斜轮组件与所述主架相连；有齿驱动轮组件，所述有齿驱动轮组件包括：有齿驱动轮，所述有齿驱动轮与所述主架可枢转地相连，并与所述齿轨相啮合；支撑轮，所述支撑轮与所述有齿驱动轮同轴相连，且所述支撑轮与所述齿轨的轨面贴合；驱动件，所述驱动件与所述有齿驱动轮相连，并驱动所述有齿驱动轮转动；
升降视觉装置，所述升降视觉装置包括：升降装置，所述升降装置与所述主架相连，且能够在上下方向升降；云台，所述云台与所述升降装置相连；可见光摄像机，所述可见光摄像机安装在所述云台上；热成像仪，所述热成像仪安装在所述云台上；
位置检测装置，所述位置检测装置安装在所述主架上，且所述位置检测装置用于检测与确定所述行走部在所述轨道上的位置；
探测装置，所述探测装置安装在所述主架上，且所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；
灭火设备操控装置，所述灭火设备操控装置与所述主架相连，且所述灭火设备操控装置可以操控灭火设备进行灭火作业；
控制与通讯装置，所述控制与通讯装置与远程控制中心通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部、所述升降视觉装置、所述位置检测装置、所述探测装置与所述灭火设备操控装置；
灭火设备，所述灭火设备用于灭火作业，且所述灭火设备包括：灭火弹，所述灭火弹存放于靠近轨道位置，且所述灭火弹包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；灭火器，所述灭火器与所述主架相连，所述灭火器包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器和清水灭火器；
位置识别块，所述位置识别块间隔布设在所述齿轨上，且所述位置检测装置通过识别所述轨道上不同位置的所述位置识别块确定所述吊轨式消防巡检机器人在所述轨道上的位置；
远程控制中心，所述远程控制中心与所述吊轨式消防巡检机器人通过所述控制与通讯装置通讯连接，且能够对所述吊轨式消防巡检机器人进行远程控制；
无线信号传输设备，所述无线信号传输设备安装在所述吊轨式消防巡检机器人与所述远程控制中心之间，且能够实现吊轨式消防巡检机器人之间以及吊轨式消防巡检机器人与远程控制中心之间的无线通讯。
进一步的，所述万向导向轮组包括：
竖直轴，所述竖直轴为两个，竖直轴的上端与所述主架顶部可枢转地相连；
n形架支撑架，所述n形架支撑架为两个，每个n形架支撑架的的中部分别与其中一个竖直轴的下端可枢转地相连；两个n形架支撑架的一端均为n形框架，其一个n形架支撑架的另一端设有凹窝孔，另一个n形架支撑架的另一端设有球头；所述球头设在所述凹窝孔内；
顶轮，在每个所述n形框架的拱顶部位横向设置一个顶轮，所述顶轮与所述轨道体的顶部滚动接触；
侧轮，所述侧轮竖向设置于所述n形框架的两侧，侧轮与所述轨道体的两侧滚动接触。
进一步的，所述上斜轮组件包括：
斜轮轴，所述斜轮轴与所述主架顶部相连，且斜轮轴轴线与竖直方向存在一定夹角；
斜轮，所述斜轮与所述斜轮轴可枢转地相连，且斜轮与导轨体一侧上部滚动接触。
进一步的，所述气体检测传感器包括检测一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫气体浓度的传感器的一种或多种以及信号处理模块。
进一步的，所述灭火设备操控装置包括：
与所述灭火弹对应的灭火弹抓取与释放装置，所述灭火弹抓取与释放装置包括电磁铁式取放装置，电磁铁式取放装置通过机械臂与主架相连，所述灭火弹上设有铁质吸块；
与所述灭火器对应的灭火器操控装置，所述灭火器操控装置包括：喷嘴、电磁阀，所述灭火器与所述电磁阀相连，所述喷嘴与所述电磁阀相连。
进一步的，所述吊轨式消防巡检机器人还包括电源装置和充电装置，所述电源装置安装在所述主架上，所述充电装置与所述电源装置相连，所述吊轨部设有充电点，所述充电点设有充电触点，所述行走部移动至所述充电点时，所述充电装置与所述充电触点接通。
进一步的，所述吊轨式消防巡检机器人还包括与所述电源装置相连的电量检测装置，所述电量检测装置用于检测电源装置的电量。
进一步的，所述位置检测装置为射频读卡器或霍尔传感器，所述识别块为电子标签或由多个磁块组成的位置编码块。
进一步的，所述远程控制中心包括机器人操作装置、监控设备和无线通讯模块，通过操作所述机器人操作装置实现对所述吊轨式消防巡检机器人的远程控制，所述吊轨式消防巡检机器人在现场探测到的环境信息经过所述无线通讯模块传输并显示在监控设备上，便于监控人员观察。
进一步的，所述升降装置包包括底座、丝杆、滑块和升降电机，丝杆的两端与底座可枢转地相连，丝杆的一端通过联轴器与升降电机的输出轴相连，滑块与丝杆以螺纹副相连，云台与滑块相连。
采用本发明的技术方案将能获得以下有益效果：(1)所述轨道可以沿空间任意方向进行折弯，形成空间曲线，从而可以根据现场的设备、障碍物的布置情况，将所述轨道加工成合适的形状，保证所述机器人能够处于最佳的探测与检测位置；(2)采用所述行走部，所述吊轨式消防巡检机器人能够适应空间曲线轨道，并实现在所述轨道上的平稳性移动与转向；(3)采用了所述升降视觉装置，利用升降装置与云台，使得所述机器人对现场探测的视野更加宽阔，探测结果更为准确；(4)所述吊轨式消防巡检机器人可沿着所述轨道进行巡检探测，所述机器人的控制与定位比较简单，可实现对工矿现场的巡检工作，能够及时发现故障或安全隐患，具有预防火灾的发生的功能，在发生火灾险情时亦能进行灭火作业；(5)所述吊轨式消防巡检机器人系统的多个所述吊轨式消防巡检机器人协同工作，不仅可靠性高，而且巡检与灭火效率大大提高。
附图说明
图1为本发明吊轨式消防巡检机器人系统的示意图；
图2为本发明吊轨式消防巡检机器人实施例一吊挂在吊轨部上的立体结构示意图；
图3为图2所示实施例一的另一个角度的立体结构示意图；
图4为图2所示实施例一的行走部吊挂在吊轨部上的立体结构示意图；
图5为图2所示实施例一的行走部的立体结构示意图(移除了上斜轮组件)；
图6为本发明实施例二的立体结构示意图；
图7为本发明实施例三的立体结构示意图；
图8为本发明实施例四的立体结构示意图；
图中：
1-吊轨部；11-轨道；12-吊架；111-导轨体；112-齿轨；113-轨道连接件；
2-吊轨式消防巡检机器人；21-行走部；211-主架；212-万向导向轮组；2121-竖直轴；2122-n形架支撑架；21221-n形框架；21222-凹窝孔；21223-球头；2123-顶轮；2124-侧轮；213-上斜轮组件；2131-斜轮轴；2132-斜轮；2133-斜轮架；214-有齿驱动轮组件；2141-有齿驱动轮；2142-支撑轮；2143-驱动件；22-升降视觉装置；221-升降装置；2211-底座；2212-丝杆；2213-滑块；2214-升降电机；222-云台；223-可见光摄像机；224-热成像仪；23-位置检测装置；24-探测装置；25-灭火设备操控装置；251-灭火弹抓取与释放装置；2511-电磁铁式取放装置；2512-机械臂；252-灭火器操控装置；2521-喷嘴；2522-电磁阀；2523-软管；26-控制与通讯装置；27-电源装置；28-充电装置；
3-灭火设备；31-灭火弹；32-灭火器；
4-位置识别块；
5-充电点；
6-远程控制中心；
7-无线信号传输设备。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至3所示，本发明的一种吊轨式消防巡检机器人系统，包括：吊轨部1、吊轨式消防巡检机器人2、灭火设备3、位置识别块4、充电点5、远程控制中心6、无线信号传输设备7。
所述吊轨部1包括轨道11以及用于将所述轨道11吊装在空中的吊架12，所述轨道11包括：导轨体111，所述导轨体111横截面轮廓为圆形；齿轨112，所述齿轨112固定于所述导轨体111的底部。
所述吊轨式消防巡检机器人2为多个，且均在所述轨道11上移动，多个所述吊轨式消防巡检机器人2之间通讯连接，所述吊轨式消防巡检机器人2包括：行走部21、升降视觉装置22、位置检测装置23、探测装置24、灭火设备操控装置25、控制与通讯装置26。所述行走部21包括：主架211；万向导向轮组212，所述万向导向轮组212包络在所述导轨体111外，且所述万向导向轮组212与所述主架211相连；上斜轮组件213，所述上斜轮组件213位于所述导轨体111一侧上部，且所述上斜轮组件213与所述主架211相连；有齿驱动轮组件213，所述有齿驱动轮214组件包括：有齿驱动轮2141，所述有齿驱动轮2141与所述主架211可枢转地相连，并与所述齿轨112相啮合；支撑轮2142，所述支撑轮2142与所述有齿驱动轮2141同轴相连，且所述支撑轮2142与所述齿轨112的轨面贴合；驱动件2143，所述驱动件2143与所述有齿驱动轮2141相连，并驱动所述有齿驱动轮2141转动。所述升降视觉装置22包括：升降装置221，所述升降装置221与所述主架211相连，且能够在上下方向升降；云台222，所述云台222与所述升降装置221相连；可见光摄像机223，所述可见光摄像机223安装在所述云台222上；热成像仪224，所述热成像仪224安装在所述云台222上。所述位置检测装置23安装在所述主架211上，且所述位置检测装置23用于检测与确定所述行走部21在所述轨道11上的位置。所述探测装置23安装在所述主架211上，且所述探测装置23包括：气体检测传感器、烟雾检测装置。所述灭火设备操控装置25与所述主架211相连，且所述灭火设备操控装置25可以操控灭火设备3进行灭火作业。所述控制与通讯装置26与远程控制中心6通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部21、所述升降视觉装置22、所述位置检测装置23、所述探测装置24与所述灭火设备操控装置25。
所述灭火设备3用于灭火作业，且所述灭火设备3包括：灭火弹31，所述灭火弹31存放于靠近轨道11位置，且所述灭火弹31包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；灭火器32，所述灭火器32与所述主架211相连，所述灭火器32包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器和清水灭火器。
所述位置识别块4间隔布设在所述齿轨112上，且所述位置检测装置23通过识别所述轨道上不同位置的所述位置识别块4确定所述吊轨式消防巡检机器人2在所述轨道11上的位置。
所述远程控制中心6与所述吊轨式消防巡检机器人2通过所述控制与通讯装置26通讯连接，且能够对所述吊轨式消防巡检机器人2进行远程控制。
所述无线信号传输设备7安装在所述吊轨式消防巡检机器人2与所述远程控制中心之间6，且能够实现吊轨式消防巡检机器人2之间以及吊轨式消防巡检机器人2与远程控制中心6之间的无线通讯。无线信号传输设备7根据吊轨式消防巡检机器人2与远程控制中心6之间的距离以及无线信号传输设备7的信号传输范围确定无线信号传输设备7的布设数量，实现无线网络的无缝隙覆盖。
具体地，所述可见光摄像机223与热成像仪224被安装在云台222上的防护壳体内，如图2、3所示。
具体而言，图2所示的实施例一中，导轨体111采用圆管，由于圆管能够进行空间任意方向的折弯以适应空间曲线轨道的形成，导轨体111可在任意方向折弯，这些折弯的组合即可构成空间的曲线轨道。齿轨112通过焊接的方式固定在导轨体111上，以增大其连接强度。
根据本发明的实施例一，如图2所示，轨道11通过轨道连接件113与吊架12相连，轨道连接件113的一端与导轨体111可以通过焊接的方式连接以增大其连接强度，另一端与吊架12连接固定。可根据实际情况，每隔一段距离设置一个轨道连接件113用于与吊架12相连。可选地，根据安装环境的不同，轨道连接件113可以有不同的形状。吊架12通常与上方的固定设施相连，比如天花板。
如图4、图5所示，具体地，本发明实施例一的万向导向轮组212包括：竖直轴2121，所述竖直轴2121为两个，竖直轴2121的上端与所述主架211顶部可枢转地相连；n形架支撑架2122，所述n形架支撑架2122为两个，每个n形架支撑架2122的的中部分别与其中一个竖直轴2121的下端可枢转地相连,具体地，竖直轴2121径向与n形架支撑架2122的中部均设有连接孔，通过销轴连接；两个n形架支撑架2122的一端均为n形框架21221，其一个n形架支撑架2122的另一端设有凹窝孔21222，另一个n形架支撑架2122的另一端设有球头21223；所述球头21223设在所述凹窝孔21222内；顶轮2123，在每个所述n形框架21221的拱顶部位横向设置一个顶轮2123，所述顶轮2123与所述轨道体111的顶部滚动接触(如图5所示)；侧轮2124，所述侧轮2124竖向设置于所述n形框架21221的两侧，侧轮2124与所述轨道体111的两侧滚动接触。
具体而言，采用此技术方案，万向导向轮组212的两个竖直轴2121可以旋转，n形架支撑架2122的一端相对竖直轴2121径向转动，又因一个n形架支撑架2122的另一端的球头21223的设于另一个n形架支撑架2122的另一端的凹窝孔21222内；而每个n形架支撑架2122在顶部设有顶轮2123，两侧设有侧轮2124，包络在导轨体111外，这样使得两个n形架支撑架2122能够具有关联性的联动，能够向任何方向摆动，以适应轨道11在空间任意方向的弯曲。
如图4所示，本发明的实施例一的上斜轮组件213包括：斜轮轴2131，斜轮轴2131与主架211顶部相连，斜轮轴2131的轴线与竖直方向存在一定夹角；斜轮2132，斜轮2132与斜轮轴2131可枢转地相连，且斜轮2132与导轨体11一侧上部滚动接触。图4中，斜轮轴2131通过斜轮架2133与主架211相连，斜轮架2133与主架211固定连接，斜轮轴2131与斜轮架2133相连。
根据本发明的实施例一，如图4、5所示，所述顶轮2123、侧轮2124、斜轮2132的回转面均为内凹曲面。
所述灭火设备操控装置25包括：与所述灭火弹31对应的灭火弹抓取与释放装置251；与所述灭火器32对应的灭火器操控装置252。
如图2、图3所示的实施例一所示，灭火弹抓取与释放装置251与主架211相连，可从灭火弹31存放处抓取不少于一个灭火弹31，并可根据需要对灭火弹31进行释放操作。具体地，如图2、图3所示，灭火弹抓取与释放装置251包括电磁铁式取放装置2511，灭火弹31上设有铁质吸块，吊轨式消防巡检机器人2运行至灭火弹31的存放处时，通过位置检测装置23与位置识别块4定位，电磁铁式取放装置2511通电将灭火弹31吸住携带至需灭火处，电磁铁式取放装置2511失电将灭火弹31释放。图2所示的实施例一中，具体地，电磁铁式取放装置2511通过一个机械臂2512与行走部21相连，电磁铁式取放装置2511设于机械臂2512的末端；机械臂2512实施对灭火弹31的抓取与释放。
如图7所示的实施例三吊轨式消防巡检机器人2携带了灭火器32，灭火器操控装置252包括：喷嘴2521，喷嘴2521安装在云台222的下端；电磁阀2522，电磁阀2522的一端与灭火器32相连，电磁阀2522的另一端与喷嘴2521相连。在其它的实施例中，喷嘴2521可以设置在一个机械手臂的末端，喷嘴2521通过软管2523与电磁阀2522相连，喷嘴2521可以通过机械手臂的操作使得喷嘴2521对准灭火区域。图8所示的实施例四中，吊轨式消防巡检机器人2携带了灭火器32，装备了灭火器操控装置252，同时还装备了灭火弹抓取与释放装置251，也可实现采用灭火弹31进行灭火操作。
图2、图3所示的实施例一中，升降视觉装置22的升降装置221包括底座2211、丝杆2212、滑块2213和升降电机2214。丝杆2212的两端与底座2211可枢转地相连，在丝杆2212与底座2211之间设有轴承，减小丝杆2212转动时的摩擦阻力。丝杆2212的一端通过联轴器与升降电机2214的输出轴相连，通过升降电机2214转动驱动丝杆2212的转动。滑块2213与丝杆2212以螺纹副相连，通过丝杆2212的转动实现滑块2213的上下移动。云台222与线性模组的滑块2213相连。这样，云台222可跟随滑块2213上下移动。具体实施时，可设置保护外壳(图2、图3中未绘出)以防尘防水。
可选地，图6所示实施例中，升降视觉装置22的升降装置221采用了同步带升降装置。同步带升降装置包括安装底座、螺杆、驱动电机、带轮一、同步带一、螺母滑块、一级升降板、二级升降板、三级升降板、带轮二、同步带二，螺杆的两端与安装底座可枢转地相连，螺杆的一端与带轮二相连，驱动电机安装在安装底座上，且驱动电机输出轴与另一个带轮二相连，两个带轮二通过同步带二相连，在一级升降板与二级升降板的两端均安装有带轮一，且一级升降板与二级升降板上各自的两个带轮一均通过同步带一相连，螺杆与螺母滑块以螺纹副相连，螺母滑块与一级升降板的上端相连，一级升降板上的同步带一与安装底座的下端相连，二级升降板的上端与一级升降板上的同步带一相连，二级升降板上的同步带一与一级升降板的下端相连，三级升降板的上端与二级升降板上的同步带一相连，云台与三级升降板相连。
如图2、图3、图6、图7、图8所示的实施例中，吊轨式消防巡检机器人2还包括电源装置27和充电装置28，吊轨式消防巡检机器人2的电源装置7安装在主架211上，充电装置28与电源装置27相连，吊轨部1设有充电点5(如图1所示)，充电点5设有充电触点，所述行走部移动至所述充电点时，所述充电装置与所述充电触点接通。进一步的，吊轨式消防巡检机器人2还包电量检测装置，所述电量检测装置用于检测电源装置27的电量。当电源装置27的电量低于设定值时，控制与通讯装置26控制行走部21移动至充电点5，充电装置28与充电触点接通，进行充电；当电源装置27的电量高于设定值时，控制与通讯装置26控制行走部21离开充电点5，充电装置28与充电触点断开。
图2、图3、图6、图7所示的本发明的实施例中，位置检测装置23安装在主架211上，而位置识别块4安装在轨道11上，且每隔一定距离在轨道11上设置一个位置识别块4，或在重要位置如充电点5、重要设备处、灭火设备3存放处设置位置识别块4；当吊轨式消防巡检机器人2在轨道11上运行时，位置检测装置23通过识别轨道11上设置的位置识别块4，就能够确定吊轨式消防巡检机器人2所在的位置，实现定位。
位置检测装置23为射频读卡器，位置识别块4为一种电子标签，当吊轨式消防巡检机器人2通过电子标签时，射频读卡器记录吊轨式消防巡检机器人2通过的位置。在其他的一些实施例中，位置检测装置23为霍尔传感器，位置识别块4为一种由多个磁块组成的位置编码块，同样可以实现吊轨式消防巡检机器人2的定位。在一些实施例中，位置检测装置23还包括安装在有齿驱动轮组件214上的编码设备，对吊轨式消防巡检机器人2的行程进行检测从而实现定位。
发明的探测装置24的气体检测传感器包括检测一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫气体浓度的传感器的一种或多种以及信号处理模块。
远程控制中心6包括机器人操作装置、监控设备和无线通讯模块，通过操作机器人操作装置实现对吊轨式消防巡检机器人的远程控制，吊轨式消防巡检机器人在现场探测到的环境信息经过无线通讯模块传输并显示在监控设备上，便于监控人员观察。
进一步，根据吊轨式消防巡检机器人2可做为巡检机器人和灭火机器人，如图6所示的实施例为巡检机器人，用于日常情况下的巡检任务。如图3、图7、图8所示的实施例为灭火机器人，用于灭火作业，其中：图3所示的实施例设有灭火弹抓取与释放装置251，可以抓取灭火弹31进行灭火作业；图7所示的实施例设有灭火器操控装置252，可以使用灭火器32进行灭火作业；图8所示的实施例设有灭火弹抓取与释放装置251和灭火器操控装置252，既可以使用灭火弹31进行灭火作业，也可以使用灭火器32进行灭火作业。图3、图7、图8所示的灭火机器人也可以进行巡检，但其设有灭火设备操控装置25，所述机器人的质量增加以及体积变大，所以其巡检效率比未设置灭火设备操控装置25的低。
本发明通过上述技术方案，吊轨部1的导轨体111与齿轨112为行走部21提供了行走轨道11，吊架12将轨道11吊挂在巡检现场的设备上方；行走部21的主架211为行走部21及吊轨式消防巡检机器人2提供一个总体机架，万向导向轮组212与主架211相连，且包络并支撑在导轨体111上，采用万向导向轮组212可适应各个方向的弯曲轨道11；上斜轮组件213承担了吊轨式消防巡检机器人2的部分载荷；有齿驱动轮组件214与主架211相连，并驱动吊轨式消防巡检机器人2移动。通过上述技术方案实现了吊轨式消防巡检机器人2在吊轨部1上的行走。根据本发明的技术方案，升降视觉装置22实现了云台222的升降；云台222可以实现全方位旋转，安装在云台222上的可见光摄像头223、热成像仪224可以实现与云台222的同步旋转，另外，可见光摄像头223、热成像仪224也可以实现上下俯仰；这样，可使得安装在云台222上的所述可见光摄像机223与所述热成像仪224有较广的探测视野。位置检测装置24通过检测轨道11上的位置识别块4确定行走部21即吊轨式消防巡检机器人2在轨道11上的位置。探测装置24的气体检测传感器、烟雾检测装置对环境信息进行实时检测；灭火设备操控装置25可对着火位置进行灭火操作；控制与通讯装置26与远程控制中心6通讯连接，把吊轨式消防巡检机器人2的状态、检测的环境信息与视觉信息传输给远程控制中心6，同时远程控制中心6也可通过控制与通讯装置26对吊轨式消防巡检机器人2进行运动控制与操作，比如所述机器人的移动、升降视觉装置22的升降、云台222的动作以及灭火设备操控装置25的操作。因在吊轨部1沿线设置了充电点5，充电点5设有充电触点，与行走部21相连的充电装置28在充电点5与充电触点接通，可以对吊轨式消防巡检机器人2的电源装置27进行充电。
本发明通过上述技术方案，可选地，灭火设备操控装置25可从灭火弹31存放处抓取不少于一个灭火弹31，并可根据需要对灭火弹31进行释放操作。如采用电磁铁式取放装置2511，通过通电与失电的方式使得电磁铁式取放装置2511能够吸取与释放设有铁质吸块的灭火弹31；再如采用机械臂2512更便于对灭火弹31的抓取与释放；采用本发明的技术方案可实现采用灭火弹31进行灭火的目的。所述灭火弹31可以根据现场设备的起火原因选择不同性质的灭火弹31，如干粉灭火弹和泡沫灭火弹。
本发明通过上述技术方案，可选地，灭火设备3为灭火器32，灭火器操控装置252可对灭火器32进行开启与方向的操作，实现利用灭火器32对着火点的灭火作业。
使用本发明时，可根据应用场所的设备布置与特点在设备的上方或斜上方布设吊轨部1，轨道11可根据实际情况设计成空间曲线形状，保证所述机器人能够处于最佳的探测与检测位置，也可根据巡检需要，在一个吊轨部1上安装多个吊轨式消防巡检机器人2。所述机器人的行走部21套装在轨道11上，采用了本发明的行走部21，吊轨式消防巡检机器人2能够适应空间曲线轨道11，并实现在轨道11上的平稳性移动与转向。吊轨式消防巡检机器人2根据功能可分为巡检机器人和灭火机器人。日常情况下，巡检机器人沿着轨道11进行日常的巡检与探测，可实现对整个环境中某些气体浓度的检测，再结合所述可见光摄像头223、热成像仪224的探测判断是否发生火灾。若发生火灾，巡检机器人向远程控制中心6报警，同时向停在轨道11上的灭火机器人发送着火信息，灭火机器人行走到发生火灾的位置，利用灭火设备操控装置25在第一时间进行自动灭火。若所携带的灭火设备使用完，可移动至灭火设备3存放处抓取备用灭火设备3，如灭火弹31。所述机器人可检测自身电量的多少，若小于设定电量可移动至充电点5进行自主充电。吊轨式消防巡检机器人2的状态、检测的环境信息与视觉信息传输给远程控制中心6，远程控制中心6通过所述控制与通讯装置26对吊轨式消防巡检机器人2进行运动控制与操作。因此，吊轨式消防巡检机器人2可沿着轨道11进行巡检探测，所述机器人的控制与定位比较简单，可实现对工矿现场的巡检工作，能够及时发现故障或安全隐患，具有预防火灾的发生的功能，在发生火灾险情时亦能进行灭火作业。
对于本吊轨式消防巡检机器人其他构成，如防护外壳的设计，已为现有技术，且为本领域的普通技术人员熟知，故不再详细描述。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，需要说明的是，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文若使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述了只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，包括：
吊轨部，所述吊轨部包括轨道以及用于将所述轨道吊装在空中的吊架，所述轨道包括：导轨体，所述导轨体横截面轮廓为圆形；齿轨，所述齿轨固定于所述导轨体的底部；
吊轨式消防巡检机器人，所述吊轨式消防巡检机器人为多个，且均在所述轨道上移动，多个所述吊轨式消防巡检机器人之间通讯连接，所述吊轨式消防巡检机器人包括：
行走部，所述行走部包括：主架；万向导向轮组，所述万向导向轮组包络在所述导轨体外，且所述万向导向轮组与所述主架相连；上斜轮组件，所述上斜轮组件位于所述导轨体一侧上部，且所述上斜轮组件与所述主架相连；有齿驱动轮组件，所述有齿驱动轮组件包括：有齿驱动轮，所述有齿驱动轮与所述主架可枢转地相连，并与所述齿轨相啮合；支撑轮，所述支撑轮与所述有齿驱动轮同轴相连，且所述支撑轮与所述齿轨的轨面贴合；驱动件，所述驱动件与所述有齿驱动轮相连，并驱动所述有齿驱动轮转动；
升降视觉装置，所述升降视觉装置包括：升降装置，所述升降装置与所述主架相连，且能够在上下方向升降；云台，所述云台与所述升降装置相连；可见光摄像机，所述可见光摄像机安装在所述云台上；热成像仪，所述热成像仪安装在所述云台上；
位置检测装置，所述位置检测装置安装在所述主架上，且所述位置检测装置用于检测与确定所述行走部在所述轨道上的位置；
探测装置，所述探测装置安装在所述主架上，且所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；
灭火设备操控装置，所述灭火设备操控装置与所述主架相连，且所述灭火设备操控装置能够操控灭火设备进行灭火作业；
控制与通讯装置，所述控制与通讯装置与远程控制中心通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部、所述升降视觉装置、所述位置检测装置、所述探测装置与所述灭火设备操控装置；
灭火设备，所述灭火设备用于灭火作业，且所述灭火设备包括：灭火弹，所述灭火弹存放于靠近轨道位置，且所述灭火弹包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；灭火器，所述灭火器与所述主架相连，所述灭火器包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器和清水灭火器；
位置识别块，所述位置识别块间隔布设在所述齿轨上，且所述位置检测装置通过识别所述轨道上不同位置的所述位置识别块确定所述吊轨式消防巡检机器人在所述轨道上的位置；
远程控制中心，所述远程控制中心与所述吊轨式消防巡检机器人通过所述控制与通讯装置通讯连接，且能够对所述吊轨式消防巡检机器人进行远程控制；
无线信号传输设备，所述无线信号传输设备安装在所述吊轨式消防巡检机器人与所述远程控制中心之间，且能够实现吊轨式消防巡检机器人之间以及吊轨式消防巡检机器人与远程控制中心之间的无线通讯；
所述万向导向轮组包括：
竖直轴，所述竖直轴为两个，竖直轴的上端与所述主架顶部可枢转地相连；
n形架支撑架，所述n形架支撑架为两个，每个n形架支撑架的的中部分别与其中一个竖直轴的下端可枢转地相连；两个n形架支撑架的一端均为n形框架，其一个n形架支撑架的另一端设有凹窝孔，另一个n形架支撑架的另一端设有球头；所述球头设在所述凹窝孔内；
顶轮，在每个所述n形框架的拱顶部位横向设置一个顶轮，所述顶轮与所述导轨体的顶部滚动接触；
侧轮，所述侧轮竖向设置于所述n形框架的两侧，侧轮与所述导轨体的两侧滚动接触。
2.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，所述上斜轮组件包括：
斜轮轴，所述斜轮轴与所述主架顶部相连，且斜轮轴轴线与竖直方向存在一定夹角；
斜轮，所述斜轮与所述斜轮轴可枢转地相连，且斜轮与导轨体一侧上部滚动接触。
3.根据权利要求1所述的吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于：所述气体检测传感器包括检测一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫气体浓度的传感器的一种或多种以及信号处理模块。
4.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，所述灭火设备操控装置包括：
与所述灭火弹对应的灭火弹抓取与释放装置，所述灭火弹抓取与释放装置包括电磁铁式取放装置，电磁铁式取放装置通过机械臂与主架相连，所述灭火弹上设有铁质吸块；
与所述灭火器对应的灭火器操控装置，所述灭火器操控装置包括：喷嘴、电磁阀，所述灭火器与所述电磁阀相连，所述喷嘴与所述电磁阀相连。
5.根据权利要求1所述的吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于：所述吊轨式消防巡检机器人还包括电源装置和充电装置，所述电源装置安装在所述主架上，所述充电装置与所述电源装置相连，所述吊轨部设有充电点，所述充电点设有充电触点，所述行走部移动至所述充电点时，所述充电装置与所述充电触点接通。
6.根据权利要求5所述的吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，所述吊轨式消防巡检机器人还包括与所述电源装置相连的电量检测装置，所述电量检测装置用于检测电源装置的电量。
7.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于：所述位置检测装置为射频读卡器或霍尔传感器，所述位置识别块为电子标签或由多个磁块组成的位置编码块。
8.根据权利要求1所述的吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于，所述远程控制中心包括机器人操作装置、监控设备和无线通讯模块，通过操作所述机器人操作装置实现对所述吊轨式消防巡检机器人的远程控制，所述吊轨式消防巡检机器人在现场探测到的环境信息经过所述无线通讯模块传输并显示在监控设备上，便于监控人员观察。
9.根据权利要求1所述的吊轨式消防巡检机器人系统，其特征在于：所述升降装置包括底座、丝杆、滑块和升降电机，丝杆的两端与底座可枢转地相连，丝杆的一端通过联轴器与升降电机的输出轴相连，滑块与丝杆以螺纹副相连，云台与滑块相连。
技术总结
本发明公开了一种吊轨式消防巡检机器人系统，包括：吊轨部、吊轨式消防巡检机器人、灭火设备、位置识别块、充电点、远程控制中心、无线信号传输设备；所述吊轨式消防巡检机器人包括：行走部、升降视觉装置、位置检测装置、探测装置、灭火设备操控装置、控制与通讯装置；所述机器人在所述吊轨部的轨道上移动；所述位置检测装置通过识别所述位置识别块进行定位；所述机器人可在所述充电点充电；所述灭火设备操控装置对灭火设备进行操作；控制与通讯装置通过所述无线信号传输设备实现所述机器人与远程控制中心的通讯。本发明的吊轨式消防巡检机器人系统的所述机器人可沿轨道进行巡检探测，及时发现设备故障及安全隐患，并能及时进行灭火作业。
技术研发人员：李允旺;代素梅;贾正乾;王猛;叶腾;殷晓红
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：.10.27
技术公布日：.08.13
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