本實用新型涉及智能機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，倉儲行業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，倉庫空間面積也越來越大，而倉庫監(jiān)管技術(shù)并未得到同步發(fā)展，導(dǎo)致各地倉庫的危險事故頻頻發(fā)生。例如，2015年8月15日，在震驚中外的天津濱海新區(qū)塘沽危險品倉庫大爆炸中，165人死亡，8人失聯(lián)，334人受傷，據(jù)惠譽(yù)國際信用評級有限公司評估該次事故直接損失高達(dá)15億美元。

危化品倉庫的危險事故大都是因倉庫環(huán)境變化造成的，而倉庫環(huán)境又由空氣溫濕度、壓強(qiáng)、光照、泄露?；窛舛鹊茸兞狂詈隙桑瑢}庫全范圍相關(guān)環(huán)境變量的檢測是預(yù)防危險事故的先決條件。

目前危化品倉庫管理有純?nèi)斯けO(jiān)控和設(shè)備監(jiān)控兩種方式，但這兩種監(jiān)控方式都存在很大的缺陷。純?nèi)斯す芾矸绞较?，無論倉管人員是否充足，管理人員無法24小時不間斷無差錯地巡邏倉庫，另外，管理人員存在個體差異，對環(huán)境狀態(tài)變化的感知敏感度不同，導(dǎo)致倉庫環(huán)境狀態(tài)的惡化不能及時被察覺。在設(shè)備監(jiān)控管理方式下，存在以下問題：1)倉庫定點(diǎn)安裝監(jiān)控裝置容易存在監(jiān)控盲區(qū)；2)安裝的檢測傳感器較單一，且針對性不強(qiáng)，漏報警和誤報警率高，系統(tǒng)缺乏智能性；3)需多點(diǎn)安裝監(jiān)控裝置，系統(tǒng)成本太高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，實現(xiàn)對危險品倉庫的自主巡邏、立體檢測和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，包括：支撐架及設(shè)置在所述支撐架上的處理器、環(huán)境檢測單元、巡邏導(dǎo)航檢測單元、無線通訊模塊、電機(jī)驅(qū)動單元、電機(jī)和電動輪，其中，

所述巡邏導(dǎo)航檢測單元和環(huán)境檢測單元分別與所述處理器電連接；所述電機(jī)驅(qū)動單元，其輸入端與所述處理器電連接，其輸出端與所述電機(jī)電連接；所述電動輪設(shè)置在所述支撐架底部的兩側(cè)，與所述電機(jī)的輸出軸連接；所述無線通訊模塊與所述處理器電連接，與設(shè)置在計算機(jī)和智能手機(jī)中的智能終端無線連接；

其中，所述巡邏導(dǎo)航檢測單元包括加速度傳感器、陀螺儀和紅外測距傳感器，所述環(huán)境檢測單元包括危險品泄露傳感器和溫濕度傳感器。

優(yōu)選地，所述巡邏導(dǎo)航檢測單元還包括與所述處理器電連接的視覺傳感器，所述視覺傳感器設(shè)置在所述支撐架的頂部。

優(yōu)選地，所述危險品倉庫巡邏機(jī)器人，還包括：舵機(jī)云臺，其中，所述舵機(jī)云臺與所述電機(jī)驅(qū)動單元的輸出端電連接，所述視覺傳感器安裝在所述舵機(jī)云臺上。

優(yōu)選地，所述的危險品倉庫巡邏機(jī)器人，所述環(huán)境檢測單元還包括與所述處理器電連接的熱釋電紅外線傳感器。

優(yōu)選地，所述環(huán)境檢測單元還包括火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器；所述處理器預(yù)留有外接傳感器的接口。

優(yōu)選地，所述無線通訊模塊包括WiFi模塊，所述WiFi模塊與設(shè)置在計算機(jī)中的智能終端無線連接；所述計算機(jī)包括服務(wù)器、臺式電腦、筆記本電腦和/或平板電腦。

優(yōu)選地，所述無線通訊模塊還包括WCDMA、GSM、CDMA和/或LTE通訊模塊，所述WCDMA、GSM、CDMA和/或LTE通訊模塊與設(shè)置在智能手機(jī)中的智能終端無線連接。

優(yōu)選地，所述處理器采用單片機(jī)STM32F103C8T6，所述電機(jī)驅(qū)動單元包括電機(jī)驅(qū)動芯片L298N，所述電機(jī)驅(qū)動芯片L298N共有15個引腳，其中，1號、8號、15號引腳接地；4號引腳外接3.3V直流電源，同時通過電容C2接地；9號引腳外接3.3V直流電源，同時通過電容C1接地；6號、11號引腳外接3.3V直流電源；5號引腳通過上拉電阻R4外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PA6引腳相連；7號引腳通過上拉電阻R3外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PA7引腳相連；10號引腳通過上拉電阻R2外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB0引腳相連；12號引腳通過上拉電阻R1外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB1引腳相連；2號、3號、13號、14號引腳為所述電機(jī)驅(qū)動單元的輸出端。

優(yōu)選地，所述加速度傳感器和陀螺儀采用芯片MPU-6050，其中，所述芯片MPU-6050的CLKIN引腳接地，同時通過電容C13和引腳AUX_CL連接，引腳AUX_CL還外接3.3V直流電壓；REGOUT引腳通過電容C15接地，F(xiàn)SYNC引腳接地，GND引腳接地，CPOUT引腳通過電容C14接地；SDA引腳通過上拉電阻R17外接3.3V直流電壓，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB9引腳相連；SCL引腳通過上拉電阻R18外接3.3V直流電壓，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB8引腳相連；VDD引腳外接3.3V直流電壓，并通過電容C16接地；INT引腳與單片機(jī)STM32F103C8T6的PC0引腳相連；其余引腳空置。

優(yōu)選地，所述3.3V直流電壓通過3.3V穩(wěn)壓電路供給，所述3.3V穩(wěn)壓電路包括低壓差線性穩(wěn)壓器LDO，所述LDO的輸入端與使能端相連，并外接3.3V直流電源，同時通過電容C12接地；接地端接地，輸出端與芯片MPU-6050連接，為芯片MPU-6050提供3.3V直流電壓，輸出端同時通過并聯(lián)的電容C10和電容C11接地，通過依次連接的電阻R16、正接的發(fā)光二極管D3接地。

本實用新型采用以上技術(shù)方案，至少具備以下有益效果：

由上述技術(shù)方案可知，本實用新型提供的這種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，由于電機(jī)驅(qū)動單元的輸入端與處理器電連接，輸出端與電機(jī)電連接，電動輪設(shè)置在支撐架底部的兩側(cè)，與電機(jī)的輸出軸連接；無線通訊模塊與處理器電連接，與設(shè)置在計算機(jī)和智能手機(jī)中的智能終端無線連接，所以當(dāng)處理器通過無線通訊模塊接收到智能終端發(fā)出的運(yùn)動指令后，處理器通過電機(jī)驅(qū)動單元驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)帶動電動輪運(yùn)動，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的這種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，能實現(xiàn)危險品倉庫的自主巡邏，減少危險品倉庫管理帶來的人工消耗。

另外，由于巡邏導(dǎo)航檢測單元和環(huán)境檢測單元分別與處理器電連接，處理器能夠根據(jù)環(huán)境檢測單元檢測到的危險品倉庫的環(huán)境狀態(tài)信息，在危險品倉庫的環(huán)境狀態(tài)綜合變化達(dá)到預(yù)警值的80％時通過無線通訊模塊向智能終端進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)達(dá)到預(yù)警值時通過無線通訊模塊向智能終端進(jìn)行報警；同時，處理器能夠根據(jù)巡邏導(dǎo)航檢測單元檢測到的機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)信息及智能終端發(fā)送的危險品倉庫內(nèi)部地形及道路坐標(biāo)信息，計算出機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，并將所述運(yùn)動軌跡和所述預(yù)警或報警信息一起發(fā)送給智能終端。通過智能終端，倉庫管理人員能實時了解危險品倉庫的環(huán)境狀態(tài)綜合變化信息及告警信息，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的這種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)危險品倉庫的立體檢測、智能預(yù)警、報警和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例提供的一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人的電路示意框圖；

圖2為本實用新型另一實施例提供的一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人的電路示意框圖；

圖3為本實用新型一實施例提供的一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人的電機(jī)驅(qū)動單元的電路原理圖；

圖4為本實用新型一實施例提供的一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人的加速度傳感器和陀螺儀的電路原理圖；

圖5為本實用新型一實施例提供的一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人的3.3V穩(wěn)壓電路的電路原理圖。

具體實施方式

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

參見圖1，本實用新型一實施例提供的一種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，包括：支撐架及設(shè)置在所述支撐架上的處理器1、環(huán)境檢測單元2、巡邏導(dǎo)航檢測單元3、無線通訊模塊4、電機(jī)驅(qū)動單元5、電機(jī)6和電動輪7，其中，

所述巡邏導(dǎo)航檢測單元3和環(huán)境檢測單元2分別與所述處理器1電連接；所述電機(jī)驅(qū)動單元5，其輸入端與所述處理器1電連接，其輸出端與所述電機(jī)6電連接；所述電動輪7設(shè)置在所述支撐架底部的兩側(cè)，與所述電機(jī)6的輸出軸連接；所述無線通訊模塊4與所述處理器1電連接，與設(shè)置在計算機(jī)和智能手機(jī)中的智能終端無線連接；

其中，所述巡邏導(dǎo)航檢測單元3包括加速度傳感器31、陀螺儀32和紅外測距傳感器33，所述環(huán)境檢測單元2包括危險品泄露傳感器21和溫濕度傳感器22。

由上述技術(shù)方案可知，本實用新型提供的這種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，由于電機(jī)驅(qū)動單元的輸入端與處理器電連接，輸出端與電機(jī)電連接，電動輪設(shè)置在支撐架底部的兩側(cè)，與電機(jī)的輸出軸連接；無線通訊模塊與處理器電連接，與設(shè)置在計算機(jī)和智能手機(jī)中的智能終端無線連接，所以當(dāng)處理器通過無線通訊模塊接收到智能終端發(fā)出的運(yùn)動指令后，處理器通過電機(jī)驅(qū)動單元驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，電機(jī)帶動電動輪運(yùn)動，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的這種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，能實現(xiàn)危險品倉庫的自主巡邏，減少危險品倉庫管理帶來的人工消耗。

另外，由于巡邏導(dǎo)航檢測單元和環(huán)境檢測單元分別與處理器電連接，處理器能夠根據(jù)環(huán)境檢測單元檢測到的危險品倉庫的環(huán)境狀態(tài)信息，在危險品倉庫的環(huán)境狀態(tài)綜合變化達(dá)到預(yù)警值的80％時通過無線通訊模塊向智能終端進(jìn)行預(yù)警，當(dāng)達(dá)到預(yù)警值時通過無線通訊模塊向智能終端進(jìn)行報警；同時，處理器能夠根據(jù)巡邏導(dǎo)航檢測單元檢測到的機(jī)器人運(yùn)動狀態(tài)信息及智能終端發(fā)送的危險品倉庫內(nèi)部地形及道路坐標(biāo)信息，計算出機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，并將所述運(yùn)動軌跡和所述預(yù)警或報警信息一起發(fā)送給智能終端。通過智能終端，倉庫管理人員能實時了解危險品倉庫的環(huán)境狀態(tài)綜合變化信息及告警信息，相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的這種危險品倉庫巡邏機(jī)器人，能夠?qū)崿F(xiàn)危險品倉庫的立體檢測、智能預(yù)警、報警和遠(yuǎn)程監(jiān)控。

參見圖2，優(yōu)選地，所述巡邏導(dǎo)航檢測單元3還包括視覺傳感器34，所述視覺傳感器34設(shè)置在所述支撐架的頂部。

優(yōu)選地，所述危險品倉庫巡邏機(jī)器人，還包括：舵機(jī)云臺7，其中，所述舵機(jī)云臺7與所述電機(jī)驅(qū)動單元5的輸出端電連接，所述視覺傳感器34安裝在所述舵機(jī)云臺7上。

需要說明的是，本實用新型提供的這種危險品倉庫巡邏機(jī)器人啟動后，視覺傳感器用于采集?；穫}庫地形和巡邏路徑的平面地圖圖像信息，并將平面地圖圖像信息發(fā)送給智能終端，智能終端通過圖像處理算法分離出環(huán)境特征和路徑信息，并構(gòu)造二維數(shù)字化倉庫地圖。智能終端將路徑對應(yīng)的坐標(biāo)發(fā)送給處理器，處理器利用測距、加速度等傳感器配合PID算法使機(jī)器人沿著指定路徑移動，從而實現(xiàn)機(jī)器人自動巡邏導(dǎo)航功能。

另外，視覺傳感器還用于采集巡邏過程中的危險品倉庫環(huán)境圖像信息，并將環(huán)境圖像信息發(fā)送給智能終端。倉庫管理員通過智能終端可以很方便地了解到危險品倉庫環(huán)境狀態(tài)變化信息。

優(yōu)選地，所述危險品倉庫巡邏機(jī)器人，所述環(huán)境檢測單元2還包括與所述處理器1電連接的熱釋電紅外線傳感器；所述智能終端中預(yù)存有危險品倉庫管理人員的面部特征識別信息。

可以理解的是，熱釋電紅外線傳感器檢測到危險品倉庫中有人員時，處理器調(diào)用視覺傳感器采集危險品倉庫中人員的面部特征信息，并將采集的人員面部特征信息通過無線通訊模塊發(fā)送給智能終端，以使智能終端判斷當(dāng)前人員是否為倉庫管理人員。

優(yōu)選地，所述環(huán)境檢測單元2還包括火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器；所述處理器1預(yù)留有外接傳感器的接口。

可以理解的是，環(huán)境監(jiān)測單元增設(shè)火焰?zhèn)鞲衅骱蜔熿F傳感器，處理器預(yù)留外接傳感器的接口，可以實現(xiàn)用戶根據(jù)危險品倉庫中保存的危險品種類，選用不同的傳感器組合或增設(shè)新的傳感器來提高危險品倉庫環(huán)境狀態(tài)檢測的靈敏度和準(zhǔn)確度。

優(yōu)選地，所述無線通訊模塊4包括WiFi模塊，所述WiFi模塊與設(shè)置在計算機(jī)中的智能終端無線連接；所述計算機(jī)包括服務(wù)器、臺式電腦、筆記本電腦和/或平板電腦。

優(yōu)選地，所述無線通訊模塊4還包括WCDMA、GSM、CDMA和/或LTE通訊模塊，所述WCDMA、GSM、CDMA和/或LTE通訊模塊與設(shè)置在智能手機(jī)中的智能終端無線連接。

參見圖3，優(yōu)選地，所述處理器1采用單片機(jī)STM32F103C8T6，所述電機(jī)驅(qū)動單元5包括電機(jī)驅(qū)動芯片L298N，所述電機(jī)驅(qū)動芯片L298N共有15個引腳，其中，1號、8號、15號引腳接地；4號引腳外接3.3V直流電源，同時通過電容C2接地；9號引腳外接3.3V直流電源，同時通過電容C1接地；6號、11號引腳外接3.3V直流電源；5號引腳通過上拉電阻R4外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PA6引腳相連；7號引腳通過上拉電阻R3外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PA7引腳相連；10號引腳通過上拉電阻R2外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB0引腳相連；12號引腳通過上拉電阻R1外接3.3V直流電源，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB1引腳相連；2號、3號、13號、14號引腳為所述電機(jī)驅(qū)動單元的輸出端。

參見圖4，優(yōu)選地，所述加速度傳感器31和陀螺儀32采用芯片MPU-6050，其中，所述芯片MPU-6050的CLKIN引腳接地，同時通過電容C13和引腳AUX_CL連接，引腳AUX_CL還外接3.3V直流電壓；REGOUT引腳通過電容C15接地，F(xiàn)SYNC引腳接地，GND引腳接地，CPOUT引腳通過電容C14接地；SDA引腳通過上拉電阻R17外接3.3V直流電壓，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB9引腳相連；SCL引腳通過上拉電阻R18外接3.3V直流電壓，同時與單片機(jī)STM32F103C8T6的PB8引腳相連；VDD引腳外接3.3V直流電壓，并通過電容C16接地；INT引腳與單片機(jī)STM32F103C8T6的PC0引腳相連；其余引腳空置。

參見圖5，優(yōu)選地，所述3.3V直流電壓通過3.3V穩(wěn)壓電路供給，所述3.3V穩(wěn)壓電路包括低壓差線性穩(wěn)壓器LDO，所述LDO的輸入端與使能端相連，并外接3.3V直流電源，同時通過電容C12接地；接地端接地，輸出端與芯片MPU-6050連接，為芯片MPU-6050提供3.3V直流電壓，輸出端同時通過并聯(lián)的電容C10和電容C11接地，通過依次連接的電阻R16、正接的發(fā)光二極管D3接地。

本實用新型不局限于上述最佳實施方式，任何人在本實用新型的啟示下都可得出其他各種形式的產(chǎn)品，但不論在其形狀或結(jié)構(gòu)上作任何變化，凡是具有與本申請相同或相近似的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。術(shù)語“多個”指兩個或兩個以上，除非另有明確的限定。