一种仓库安防巡检机器

1.本实用新型涉及安防巡检装置的技术领域，具体涉及一种仓库安防巡检机器。


背景技术：

2.众所周知，仓库在货物贮存保管、调节供需以及调节货物运输能力等方面起到不可或缺的作用，而完善的仓库安防系统对保障仓库中货物安全及避免财产损失具有重要的意义。在传统的安防体系中，以固定摄像头和人工巡逻作为主要防护手段，虽然技术上实现难度较低，但区域内仓库数量较多时，由于安防人员个人精力限制，无法实现24小时全面监控，易造成疏漏并缺乏灵活性，而通过安装大量监控装置以及增加安防人员进行轮流值班则又提高了安防系统的实施成本；随着近年来机器人的设计与研究不断深入，其技术的不断进步，各种功能的机器人开始逐步在各个行业中所使用；因此，通过设计一款仓库安防巡检机器配合传统仓库安防手段对仓库进行巡检监控成为一种保障仓库经济财产及货物安全的有效措施。


技术实现要素：

3.针对现有仓库安防系统的不足，本实用新型提供了一种仓库安防巡检机器，该机器能够代替人工长时间对仓库进行实时监控，解决了现有仓库安防系统存在监视空白期，易造成疏漏的缺陷，并且降低了仓库安防成本，提高灵活性和可靠性。
4.为实现以上目的，本实用的新型通过以下技术方案予以实施：一种仓库安防巡检机器，主要由移动车体、烟雾检测装置、火灾检测装置、图像采集装置、照明装置、环境信息检测装置、报警装置、储水箱以及喷水装置组成；移动车体主要由车体外侧驱动轮、车体内部控制模块、驱动模块和供电模块构成，所述烟雾检测装置、所述火灾检测装置安装在移动车体前端两侧，所述图像采集装置、所述照明装置均安装在移动车体顶端中部的装载支架顶端，所述环境信息检测装置安装在移动车体顶端中后部，所述储水箱设置在移动车体内顶部中央位置，所述报警装置安装在车头前中部，所述喷水装置位于移动车体前端中央。
5.所述移动车体由车体外侧四个驱动轮、车体内部控制模块、驱动模块和供电模块构成，所述驱动轮均安装有z4bld50-24gnrc-30s直流无刷电机和里程计，采用四轮差速转向；所述控制模块位于车体内部的中央，所述驱动模块位于车体内部四个顶角与电机相近；所述控制模块包含raspberry pi 4b主机和stm32f103zet6从机，所述主机与从机间通过spi总线连接；所述驱动模块包含ub510 bldc controller电机驱动，通过串口与所述从机连接；所述供电模块包含蓄电池和电压转换模块位于车体内中后部，通过lm2596开关电压调节器进行电压转换，为raspberry pi 4b主机提供工作电源，通过lm1117电压调节器进行电压转换，为stm32f103zet6从机提供工作电源。
6.所述烟雾检测装置包含mq-2烟雾传感器，所述火灾检测装置包含yl-38火焰传感器，安装于所述移动车体前端的两侧，通过串口与移动车体内部stm32f103zet6从机相连接，实现对仓库环境中火灾信息的检测。
7.所述图像采集装置是设置在车体的顶部装载支架上的csi摄像头模组，对进入仓库的人员完成人脸采集，经由raspberry pi 4b主机将照片信息通过tcp/ip协议传至远程终端，所述照明装置是设置在车体的顶部装载支架上的led照明灯，为摄像模组暗弱光环境下拍摄提供照明；所述装载支架的顶端包括90度上下旋转横向支柱，支柱内部装配有舵机，所述舵机通过串口与所述移动车体内部stm32f103zet6从机连接。
8.所述环境信息检测模块包括激光雷达，所述激光雷达采用思岚a1激光雷达，通过非接触式测量实现周围环境的检测，结合里程计的数据，通过slam(gmapping)算法完成地图信息构建及机器人自身定位。
9.所述报警装置包含yahboom mp3扬声器，所述扬声器通过iic总线与移动车体内部stm32f103zet6从机相连接。
10.所述喷水装置包含小型卧式水泵和喷水枪，所述卧式水泵通过l9110s电机驱动与移动车体内部stm32f103zet6从机相连接，所述喷水枪通过硅胶管与卧式水泵连接。
附图说明
11.图1为本实用新型的外部结构示意图；
12.图2为本实用新型的移动车体的侧面剖视图；
13.图3为本实用新型的移动车体的内部结构图；
14.图4为本实用新型的装载支架内部结构示意图；
15.图5为本实用新型的系统结构图；
16.图中：1、移动车体；2、烟雾检测装置；3、火灾检测装置；4、图像采集装置；5、照明装置；6、环境信息检测装置；7、报警装置；8、储水箱；9、喷水装置；10、卧式水泵；11、直流无刷电机；12、mp3扬声器；13、里程计；14、ub510电机驱动；15、蓄电池；16、lm2596开关电压调节器；17、lm1117电压调节器；18、raspberry pi 4b主机；19、stm32f103zet6从机；20、l9110s电机驱动；21、驱动轮；22、舵机。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型的实施例附图。对本实用新型的技术方案进行详细完整的描述，显然，此处所描述的具体实施方式仅用来对本实用新型加以解释，并不用于限定本实用新型。除非另有定义，本文所使用的全部技术术语与属于本技术领域的技术人员的通常理解具有相同含义，本文中未进行详细的内容为本技术领域技术人员所公知的现有技术。
18.本实施例提供了一种仓库安防巡检机器，如图1、图2所示，包括移动车体、烟雾检测装置、火灾检测装置、图像采集装置、照明装置、环境信息检测装置、报警装置、储水箱以及喷水装置；移动车体主要由车体外侧驱动轮、车体内部控制模块及蓄电池构成；所述烟雾检测装置、所述火灾检测装置包含mq-2烟雾传感器、yl-38火焰传感器，安装于所述移动车体前端两侧的，通过串口与移动车体内部stm32f103zet6从机相连接，实现对仓库环境中火灾信息的检测；所述图像采集装置包含csi摄像头模组，安装在移动车体顶端中部的支架顶端，对进入仓库的人员完成人脸采集；所述照明装置包含led照明灯，安装在移动车体顶端中部的支架顶端，为摄像模组暗弱光环境下拍摄提供照明；所述环境信息检测装置安装在移动车体顶端中后部，包含思岚a1激光雷达，通过非接触式测量实现周围环境的检测；所述
报警装置包含yahboom mp3扬声器，所述扬声器通过iic总线与移动车体内部stm32f103zet6从机相连接，机器人通过获取远程终端命令，适时启动报警装置；所述储水箱安装在移动车体顶部，所述喷水装置位于移动水箱前端，包含小型卧式水泵和喷水枪，所述卧式水泵通过l9110s电机驱动与移动车体内部stm32f103zet6从机相连接，所述喷水枪通过硅胶管与卧式水泵连接。
19.如图3所示，所述移动车体由车体外侧四个驱动轮、车体内部控制模块、驱动模块和供电模块构成。所述驱动轮均安装有z4bld50-24gnrc-30s直流无刷电机和里程计；所述控制模块位于车体内部的中央，包含raspberry pi 4b主机和stm32f103zet6从机，所述主机与从机间通过spi总线连接；所述驱动模块位于车体内部两侧与电机相近，包含ub510 bldc controller电机驱动，通过串口与所述从机连接；所述电源模块位于车体内中后部，包含24v蓄电池和电压转换模块，所述电压转换模块通过lm2596开关电压调节器进行电压转换，为raspberry pi 4b主机提供电源，所述电压转换模块通过lm1117电压调节器进行电压转换，为stm32f103zet6从机提供电源。
20.如图4所示，所述装载支架的顶端包括90度上下旋转横向支柱，支柱内部装配有舵机，所述舵机通过串口与所述移动车体内部stm32f103zet6从机连接。
21.本实用新型的工作原理与使用流程：
22.s1、机器人到达仓库工作地点进行初次巡检，获取仓库环境的初始信息，完成地图的构建，通过网络将地图信息传输至远程终端控制系统，用户根据获取的地图信息对机器人进行巡检区域的规划，并通过网络将命令发送至机器人。
23.s2、机器人从远程终端获取巡检任务后，按照设置的巡检路径到达指定巡检区域执行巡检任务，对仓库中的环境信息进行不断采集，将巡检获取的信息发送到远程终端。
24.s3、当机器人在巡检过程中监测到仓库环境中的异常信息，将异常信息通过网络传至远程终端进行报警，同时执行相应的预处理并等待远程终端的命令。
25.s4、根据机器人返回的异常信息的重要程度进行判断，可自行考虑是否需要派遣安防人员前往协助。
26.具体的，在执行s1过程中，机器人通过思岚a1激光雷达对仓库环境进行不断扫描，获取仓库环境信息，将获取的数据传输至raspberry pi 4b主机，raspberry pi 4b主机依据雷达数据完成仓库地图的构建，同时通过网络将地图信息及机器人自身信息传输至远程终端控制系统。
27.本实施例中机器人执行s2步骤时具体包含以下方面：
28.s21、采用mq-2烟雾传感器和yl-38火焰传感器对仓库环境中可能存在的火灾信息进行排查监测，将采集到的数据由stm32从机通过spi总线传递至raspberry pi 4b主机，由主机通过网络传至远程终端。
29.s22、采用csi摄像头模组对仓库环境状况进行采集，可配合火焰传感器确定仓库中火灾发生的确定位置，另一方面可实现对进入仓库的人员进行人脸采集，其数据经由raspberry pi4b主机通过网络传输至远程终端。
30.具体的，在执行s3过程中，机器人通过摄像模块对进入仓库的人员进行人脸信息采集，远程终端经过对比后确认进入仓库人员为陌生人员后，用户可通过给机器人发出命令，启动机器人报警装置，对进入仓库的陌生人员进行警示；机器人检测到仓库中火灾信息
后，可对远程终端传递报警信息，同时可自行启动喷水装置，配合摄像模块在安防人员到来前对火灾区域进行预处理。
31.通过采用本实用新型公开的上述方案，得到以下有益效果：
32.本实用新型公开了一种仓库安防巡检机器，该机器人可用于仓库安防巡检，可通过远程终端对机器人进行控制，并可以实时获取机器人所在位置及周围地图信息；机器人可对仓库中可能存在的火灾信息进行实时监测，当检测到火灾信息时，可将异常信息传输至远程终端发出报警信息，并启动喷水装置对火灾区域进行预处理；机器人可对进入仓库的人员进行人脸信息采集，当确定进入仓库人员为陌生人员时，可在远程终端控制下启动报警装置对陌生人员进行警示；
33.以上所述仅是本实用新型的优选实施方案，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，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：
1.一种仓库安防巡检机器，包括移动车体(1)，其特征在于：所述移动车体(1)顶部中央固定有装载支架，所述装载支架顶部两侧安装有照明装置(5)和图像采集装置(4)，所述移动车体(1)顶端中后部安装有环境信息检测装置(6)，所述移动车体(1)顶部前端中央设置有喷水装置，所述移动车体(1)顶部前端两侧安装有烟雾检测装置(2)和火灾检测装置(3)，所述移动车体(1)前端设置有报警装置(7)，所述移动车体(1)内顶部设置有储水箱(8)。2.根据权利要求1所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述移动车体(1)由车体外侧四个驱动轮(21)、车体内部控制模块、驱动模块和供电模块构成，所述驱动轮(21)均安装有z4bld50-24gnrc-30s直流无刷电机(11)和里程计(13)，所述控制模块位于所述移动车体(1)内部的中央，所述驱动模块位于车体内部四个顶角与直流无刷电机(11)相近，所述供电模块位于所述移动车体(1)内中后部。3.根据权利要求2所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述控制模块包含raspberry pi4b主机(18)和stm32f103zet6从机(19)，所述主机(18)与从机(19)间通过spi总线连接；所述驱动模块包含ub510 bldc controller电机驱动(14)，通过串口与所述从机(19)连接。4.根据权利要求2所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述供电模块包含蓄电池(15)和电压转换模块；所述电压转换模块包含lm2596开关电压调节器(16)和lm1117电压调节器(17)，通过所述lm2596开关电压调节器(16)进行电压转换，为raspberry pi 4b主机(18)提供电源；通过所述lm1117电压调节器(17)进行电压转换，为stm32f103zet6从机(19)提供电源。5.根据权利要求1所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述烟雾检测装置(2)、所述火灾检测装置(3)包含mq-2烟雾传感器、yl-38火焰传感器，通过串口与移动车体(1)内部stm32f103zet6从机(19)相连接。6.根据权利要求1所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述图像采集装置(4)是设置在移动车体(1)顶部装载支架上的csi摄像头模组，所述照明装置(5)是设置在移动车体(1)顶部装载支架上的led照明灯。7.根据权利要求1所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述装载支架的顶端包括90度上下旋转横向支柱，支柱内部装配有舵机(22)，所述舵机(22)通过串口与所述移动车体(1)内部stm32f103zet6从机(19)连接。8.根据权利要求1所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述环境信息检测装置(6)包括激光雷达，所述激光雷达与移动车体(1)内部raspberry pi 4b主机(18)相连接。9.根据权利要求1所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述报警装置(7)包含yahboom mp3扬声器，所述扬声器通过iic总线与移动车体(1)内部stm32f103zet6从机(19)相连接。10.根据权利要求1所述的仓库安防巡检机器，其特征在于：所述喷水装置包含小型卧式水泵(10)和喷水枪(9)，所述卧式水泵(10)通过l9110s电机驱动(20)与移动车体(1)内部stm32f103zet6从机(19)相连接，所述喷水枪(9)通过硅胶管与卧式水泵(10)连接。

技术总结
本实用新型公开了一种仓库安防巡检机器，其特征在于：主要由移动车体、烟雾检测装置、火灾检测装置、图像采集装置、照明装置、环境信息检测装置、报警装置、储水箱以及喷水装置组成；移动车体由车体外侧驱动轮和内部控制模块及蓄电池构成，所述烟雾检测装置、所述火灾检测装置安装在车体前端两侧，所述图像采集装置、所述照明装置安装在车体顶端中前部支架顶端，所述环境信息检测装置安装在车体顶端中后部，所述储水箱安装在车体顶部中央位置，所述喷水装置位于储水箱前端。本实用新型的机器人可对进入仓库人员进行人脸采集，将信息上传至远程终端并等待终端的命令；该机器人可对库中火灾信息进行监测上传，并通过喷水装置对火源进行处理。处理。处理。


技术研发人员：崔凤英 朱博文
受保护的技术使用者：青岛科技大学
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/7/12