(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010704559.8
(22)申请日 2020.07.21
(71)申请人 中国核工业二三建设有限公司
地址 101300 北京市顺义区顺康路58号院1
幢
(72)发明人 杨泽宇 潘国祥 张利飞 于天石
张爱军
(74)专利代理机构 核工业专利中心 11007
代理人 高安娜
(51)Int.Cl.
F16M 11/04(2006.01)
F16M 11/06(2006.01)
F16M 11/32(2006.01)
F16M 11/42(2006.01)
F16M 13/02(2006.01)
G08B 17/12(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明属于核电站施工技术，具体涉及一种
监火机器人及监火温度判断方法。监火机器人包
相机和红外摄像头组成，云台为支撑设备，云台
沿水平和垂直方向移动，高清相机和红外摄像头
红外摄像头获取监火温度数据和温度子队列，然
后判断火情温度队列长度、队列方差和温度上升
和下降判断，通过温度队列平均值进行火情判
断，发送各级别告警。本装置及方法能够进行监
火现场的智能检测判断，可以进一步加强核电施
工现场防火能力，
提升火灾智能化预警能力。权利要求书2页 说明书6页 附图6页CN 112013212 A 2020.12.01
C N 112013212
A
1.一种监火机器人，其包括监火模块(1)，以及监火模块1连接的安装结构，其特征在于：所述的监火模块(1)由云台(11)、高清相机(12)和红外摄像头(13)组成，所述的云台(11)为支撑设备，所述的云台(11)两侧分别固定设有高清相机(12)和红外摄像头(13)，云台(11)沿水平和垂直方向移动，高清相机(12)和红外摄像头(13)随云台(11)运动；所述的监火模块(1)与安装结构通过设于云台(11)底部的快拆机构(6)连接。
2.如权利要求1所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的快拆机构(6)包括快速安装板(6-1)、快速安装座(6-2)、压紧螺丝(6-3)；所述的快拆安装板(6-1)固定于监火模块(1)的云台(11)底部，快拆安装板(6-1)的截面成燕尾型；所述的快速安装座(6-2)的一侧加工安装孔，孔内通过螺纹旋拧压紧螺丝(6-3)；所述的快速安装座(6-2)设于安装结构上，快速安装座(6-2)上方加工燕尾槽，开口上小下大，燕尾槽与快速安装板(6-1)相适配，快速安装板(6-1)从快速安装座(6-2)的一端进入燕尾槽。
3.如权利要求2所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的安装结构为移动底盘(2)、脚手架式装载头(3)、磁吸式装载头(4)或三脚架式装载头(5)。
4.如权利要求3所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的移动底盘(2)包括底盘主体(21)和安装底盘主体(21)底部的轮子(22)，快拆机构(6)中的快速安装座(6-2)安装在底盘主体(21)的上方，通过快拆机构(6)，将移动底盘(2)与上方的监火模块(1)连接。
5.如权利要求3所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的脚手架式装载头(3)包括卡箍(31)、主体A(32)、和阻尼轴A(33)；所述的卡箍(31)与主体A(32)固定，主体A(32)为两片三角形肋板相对放置，在三角形肋板前端安装阻尼轴A(33)；所述的卡箍(31)固定于脚手架上。
6.如权利要求5所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的快拆安装座6-2设于主体A (32)前端两片三角形肋板之间，其通过阻尼轴A33铰接，阻尼轴A33用于调节快拆安装座6-2角度。
7.如权利要求3所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的磁吸式装载头(4)由磁铁(41)、主体B(42)、阻尼轴B(43)组成；所述的磁铁(41)与主体B(42)固定，主体B(42)为两片三角形肋板相对放置，在三角形肋板前端安装阻尼轴B(43)。
8.如权利要求7所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的快拆安装座(6-2)设于主体B(42)前端两片三角形肋板之间，其通过阻尼轴B(43)铰接，阻尼轴B(43)用于调节快拆安装座(6-2)角度。
9.如权利要求3所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的三脚架式装载头(5)设于监火模块(1)下方，其包括可以伸缩支腿来调节安装高度的三脚架(51)和位于在三脚架(51)上端的角度可调的安装台(52)。
10.如权利要求9所述的一种监火机器人，其特征在于：所述的快拆安装座(6-2)设于安装台(52)的上端，调节安装台(52)角度能够调节快拆安装座(6-2)角度。
11.一种监火温度判断方法，其特征在于，利用所述的监火机器人实施，其步骤包括：
S1)通过红外摄像头(13)获取监火温度数据；
S2)获取温度子队列；
S3)判断火情温度队列长度是否满足10个时间窗口；
是则进行步骤S4)，否则进行步骤S5)；
S4)判断队列方差是否大于10
是则进行步骤S6)，否则进行步骤S8)；
S5)确定温度队列所有值的平均值
之后进行步骤8)；
S6)判断温度是否为上升趋势
若是，则进行步骤S8)；若否，则进行步骤S7)；
S7)进行上升和下降判断，即判断上升子序列和下降子序列是否相等
若相等则进行步骤S8)判断是否发送告警；
若不相等则结束判定流程。
S8)根据温度区间进行火情判断，是否发送告警。
12.如权利要求11所述的一种监火温度判断方法，其特征在于：
所述的步骤S1，如果监火进程开始不足10秒，那么取所获得温度数据的平均值直接进行判断；如果监火进行开始超过10秒，则开启火情判断步骤。
13.如权利要求12所述的一种监火温度判断方法，其特征在于：所述的步骤S4，利用下式确定队列方差
其中:
n为火情温度队列保存周期内数据个数；
x1为火情温度队列保存的第1个数据；
x n为火情温度队列保存的第n个数据；
M为队列温度数据平均值；
δ为队列方差。
14.如权利要求13所述的一种监火温度判断方法，其特征在于：所述的步骤S7，上升趋势进行严格判断，温度上升至少1度视为上升；下降为宽松判断，即温度低于之前时间点温度视为下降。
15.如权利要求14所述的一种监火温度判断方法，其特征在于：所述的步骤S8，火情判断的温度预设值可设置三级，第一级报警温度为100℃，第二级报警温度为180℃，第三级报警温度250℃。
一种监火机器人及监火温度判断方法
技术领域
[0001]本发明属于核电站施工技术，具体涉及一种监火机器人及监火温度判断方法。
背景技术
[0002]在核岛安装等施工现场，存在大量的焊接、打磨、切割等动火作业，在动火作业过程中经常伴随阴燃、作业火星引燃易燃物等现象，如果不及时处理，极易引发火灾，对现场人员的生命财产安全造成巨大威胁，并对施工现场造成不可估量的损失。因此，对动火作业进行监火、及时发现预警并处理火灾隐患，具有极其重要的意义。现有实现方案主要通过人工进行监火作业，每个动火点配备一名监火人员，负责观察动火作业过程，评估风险。[0003]目前，施工现场动火作业监火主要以作业人员目视为主，人工监火具有一定的不确定性，例如：监火人临时有事情不在现场、监火人员分神、疲劳等情况，另外，动火过程没有记录不可追溯，人工成本高昂。
发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种监火机器人及监火温度判断方法，能够加强核电施工现场防火能力，提升火灾智能化预警能力，可靠性高。
[0005]本发明的技术方案如下：
[0006]一种监火机器人，其包括监火模块，以及监火模块连接的安装结构，所述的监火模块由云台、高清相机和红外摄像头组成，所述的云台为支撑设备，所述的云台两侧分别固定设有高清相机和红外摄像
头，云台沿水平和垂直方向移动，高清相机和红外摄像头随云台运动；所述的监火模块与安装结构通过设于云台底部的快拆机构连接。
[0007]所述的快拆机构包括快速安装板、快速安装座、压紧螺丝；所述的快拆安装板固定于监火模块的云台底部，快拆安装板的截面成燕尾型；所述的快速安装座的一侧加工安装孔，孔内通过螺纹旋拧压紧螺丝；所述的快速安装座设于安装结构上，快速安装座上方加工燕尾槽，开口上小下大，燕尾槽与快速安装板相适配，快速安装板从快速安装座的一端进入燕尾槽。
[0008]所述的安装结构为移动底盘、脚手架式装载头、磁吸式装载头或三脚架式装载头。[0009]所述的移动底盘包括底盘主体和安装底盘主体底部的轮子，快拆机构中的快速安装座安装在底盘主体的上方，通过快拆机构，将移动底盘与上方的监火模块连接。[0010]所述的脚手架式装载头包括卡箍、主体A、和阻尼轴A；所述的卡箍与主体A固定，主体A为两片三角形肋板相对放置，在三角形肋板前端安装阻尼轴 A；所述的卡箍固定于脚手架上。
[0011]所述的快拆安装座设于主体A前端两片三角形肋板之间，其通过阻尼轴A 铰接，阻尼轴A用于调节快拆安装座角度。
[0012]所述的磁吸式装载头由磁铁、主体B、阻尼轴B组成；所述的磁铁与主体B 固定，主体B为两片三角形肋板相对放置，在三角形肋板前端安装阻尼轴B。
[0013]所述的快拆安装座设于主体B前端两片三角形肋板之间，其通过阻尼轴B 铰接，阻尼轴B用于调节快拆安装座角度。
[0014]所述的三脚架式装载头设于监火模块下方，其包括可以伸缩支腿来调节安装高度的三脚架和位于在三脚架上端的角度可调的安装台；
[0015]所述的快拆安装座设于安装台的上端，调节安装台角度能够调节快拆安装座角度。
[0016]一种监火温度判断方法，利用所述的监火机器人实施，其步骤包括：
[0017]S1)通过红外摄像头获取监火温度数据；
[0018]S2)获取温度子队列；
[0019]S3)判断火情温度队列长度是否满足10个时间窗口；
[0020]是则进行步骤S4)，否则进行步骤S5)；
[0021]S4)判断队列方差是否大于10
[0022]是则进行步骤S6)，否则进行步骤S8)；
[0023]S5)确定温度队列所有值的平均值
[0024]之后进行步骤8)；
[0025]S6)判断温度是否为上升趋势
[0026]若是，则进行步骤S8)；若否，则进行步骤S7)；
[0027]S7)进行上升和下降判断，即判断上升子序列和下降子序列是否相等
[0028]若相等则进行步骤S8)判断是否发送告警；
[0029]若不相等则结束判定流程。
[0030]S8)根据温度区间进行火情判断，是否发送告警。
[0031]所述的步骤S1，如果监火进程开始不足10秒，那么取所获得温度数据的平均值直接进行判断；如果监火进行开始超过10秒，则开启火情判断步骤。
[0032]所述的步骤S4，利用下式确定队列方差
[0033]
[0034]其中:
[0035]n为火情温度队列保存周期内数据个数；
[0036]x1为火情温度队列保存的第1个数据；
[0037]x n为火情温度队列保存的第n个数据；
[0038]M为队列温度数据平均值；
[0039]δ为队列方差。
[0040]所述的步骤S7，上升趋势进行严格判断，温度上升至少1度视为上升；下降为宽松判断，即温度低于之前时间点温度视为下降。
[0041]所述的步骤S8，火情判断的温度预设值可设置三级，第一级报警温度为 100℃，第二级报警温度
为180℃，第三级报警温度250℃。
[0042]本发明的显著效果如下：
[0043]监火机器人使用红外成像实时测温、RGB摄像头记录操作过程，算能够进行监火现
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议