(19)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 202210605765.2 (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 中国科学技术大学 地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路 96号 (72)发明人 唐飞　梁建文　孙协鹏　胡隆华　 张晓磊　吕将　 (74)专利代理 机构 合肥金安专利事务所(普通 合伙企业) 341 14 专利代理师 徐伟 (51)Int.Cl. A62C 27/00(2006.01) A62C 31/02(2006.01) A62C 37/00(2006.01) H04N 5/225(2006.01)B60F 5/02(2006.01) B62D 55/06(2006.01) B64D 47/08(2006.01) (54)发明名称 一种多模态智能灭火机 器人及其使用方法 (57)摘要 本发明涉及一种多模态智能灭火机器人及 其使用方法， 包括壳体、 飞行机构及行走机构， 壳 体的表面安装有雷达、 天线及高清耐高温摄像 头， 壳体的内部设有烟雾浓度传感器、 温度传感 器、 mini主机及电池； 飞行机构包括对称设置在 壳体左右两侧的机翼组件， 机翼组件通过旋转关 节与壳体连接， 行走机构 包括与壳体底部相连的 底盘以及对称设置在底盘左右两侧的左履带组 件及右履带 组件， 灭火器的喷射口悬伸于底盘的 前部。 由上述技术方案可知， 本发明利用设计灭 火机器人高机动性、 多参数实时监测、 反应迅速 的特性， 不仅可以代替消防人员更高效地完成消 防工作， 还能在火情刚出现时迅速动作， 将火灾 扼杀在初期状态， 避免产生进一 步的损失。 权利要求书3页 说明书10页 附图7页 CN 114832260 A 2022.08.02 CN 114832260 A 1.一种多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 包括壳体 （1） 、 飞行机构 （2） 及行走机构 （3） ， 所述壳体 （1） 的表面安装有雷达 （4） 、 天线 （5） 及高清耐高温摄像头 （6） ， 所述壳体 （1） 的 内部设有烟雾浓度传感器 （7） 、 温度传感器 （8） 、 mini主机 （9） 及电池 （10） ； 所述的飞行机构 （2） 包括对称设置在壳体 （1） 左右两侧的机翼组件， 所述的机翼组件通过旋转关节与壳体 （1） 连接， 所述的机翼组件包括螺旋桨 （21） 及驱动螺旋桨 （21） 转动的第一驱动电机 （22） ； 所 述的行走机构 （3） 包括与壳体 （1） 底部相连的底盘 （31） 以及对称设置在底盘 （31） 左右两侧 的左履带组件 （32） 及右履带 组件 （33） ， 所述的左履带组件 （32） 及右履带 组件 （33） 均分别包 括驱动轮 （34） 、 与驱动轮 （34） 啮合且包裹在驱动轮 （34） 外部的履带 （35） 以及驱使驱动轮 （34） 转动的第二 驱动电机 （36） ， 所述底盘 （31） 的内部还设有灭火器 （37） 及控制第二驱动电 机 （36） 的底盘电路板 （38） ， 所述灭火器 （37） 的喷射口 （371） 悬伸于底盘 （31） 的前部； 所述的电池为天线 （5） 、 雷达 （4） 、 烟雾浓度传感器 （7） 、 温度传感器 （8） 、 高清耐高温摄 像头 （9） 、 mi ni主机 （9） 、 第一驱动电机 （2 2） 、 第二驱动电机 （3 6） 供电； 所述的mini主机 （9） 包括处理器 （91） 以及分别与处理器 （91） 双向通讯的电机驱动模块 （92） 、 传感器信息采集模块 （93） 、 飞行器模块 （94） ， 还包括与处理器 （91） 单向通讯的灭火器 模块 （95） ， 所述的雷达 （4） 、 温度传感器 （8） 、 烟雾浓度传感器 （7） 、 高清耐高温摄像头 （6） 及 天线 （5） 均分别与传感器信息采集模块 （93） 双向通讯， 所述天线 （5） 的输入端与遥控器相 连， 所述电机驱动模块 （92） 的输出端与底盘电路板 （38） 相连， 底盘电路板 （38） 与第二驱动 电机 （36） 相连， 第二驱动电机 （36） 驱使驱动轮 （34） 转动； 所述飞行器模块 （94） 的输出端与 第一驱动电机 （22） 相连， 第一驱动电机 （22） 驱使螺旋桨 （21） 转动； 所述的灭火器模块 （95） 与灭火器 （37） 相连。 2.根据权利要求1所述的多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 所述的壳体 （1） 为层状 结构， 包括上层的第一壳体 （11） 及下层的第二壳体 （12） ， 所述的第一壳体 （11） 及第二壳体 （12） 的顶端均为敞口状， 且第一壳体 （11） 的顶端敞口处设有与之密闭的上盖 （13） ， 所述上 盖 （13） 的上表面设有用于安装 雷达 （4） 的雷达底 座 （131） ， 所述的上盖 （13） 上还设有与第一 壳体 （11） 内部连通的第一透风孔 （132） 及第二透风孔 （133） ， 所述的第一透风孔 （132） 为弧 形孔， 第二透风 孔 （133） 为正多边形孔。 3.根据权利要求2所述的多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 所述第 一壳体 （11） 的头 部设有高清耐高温摄像头 （6） ， 所述第一壳体 （11） 的尾部设有天线 （5） ， 所述第一壳体 （11） 的底板上设有烟雾浓度传感器 （7） 及温度传感器 （8） ， 第一壳体 （11） 的底板上还设有与第二 壳体 （12） 内部连通的第一 通孔 （14） ， 所述的上盖 （13） 与第一壳体 （1 1） 通过螺钉连接 。 4.根据权利要求2所述的多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 所述第 二壳体 （12） 的底 板上设有mini主机 （9） 及用于安装电池 （10） 的电池支架 （15） ， 第二壳体 （12） 的前端设有电 池盖板 （16） ， 第二壳体 （12） 的底板上还设有与底盘 （31） 内部连通的第二通孔 （17） ， 所述第 二壳体 （12） 的左右两侧分别对称设有与机翼组件相连的第一支翼 （18） ， 所述的第二壳体 （12） 与第一壳体 （1 1） 通过螺钉连接 。 5.根据权利要求1所述的多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 所述的机翼 组件包括机 翼外壳 （23） 、 螺旋桨 （21） 、 设置在机翼外壳 （23） 内的第一驱动电机 （22） 、 与机翼外壳 （23） 固 连的第二支翼 （24） ， 所述的第二支翼 （24） 与第一支翼 （18） 通过旋转关节转动连接， 所述的 第一驱动电机 （22） 通过齿轮组将动力传递给螺旋桨 （21） ， 所述的齿轮组包括相啮合的主动权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114832260 A 2齿轮 （25） 与从动齿轮 （26） ， 所述的主动齿轮 （25） 与第一驱动电机 （22） 的输出轴连接， 所述 的从动齿轮 （26） 上设有六角棱柱， 所述的螺旋桨 （21） 上设有与六角棱柱相配合的内六角 孔， 所述的机翼组件 共设置四组。 6.根据权利要求1所述的多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 所述的底盘 （31） 为截面 呈梯形的六面体结构， 所述底盘 （31） 的顶板与第二壳体 （12） 的下表面焊接固定， 且底盘 （31） 的顶板上还设有与第二 通孔 （17） 同心设置的第三 通孔 （39） 。 7.根据权利要求1所述的多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 所述的灭火器 （37） 设置 在底盘 （31） 内部的中间位置， 灭火器 （37） 的喷射口 （371） 贯穿底盘 （31） 的前板且呈悬伸状 设置在底盘 （31） 外 部。 8.根据权利要求1所述的多模态智能灭火机器人， 其特征在于： 所述的左履带组件 （32） 及右履带组件 （33） 中的驱动轮 （34） 及第二 驱动电机 （36） 均分别设置三个， 所述的第二 驱动 电机 （36） 分别通过电机支架 （361） 固定在底盘左板或底盘右板的内表面， 所述的左履带组 件 （32） 及右履带组件 （33） 还分别包括履带盖板 （351） ， 所述的履带盖板 （351） 通过卡扣固定 安装在左履带组件 （32） 或右履带组件 （3 3） 的外侧。 9.一种根据权利要求1～8中任意一项所述的一种 多模态智能灭火机器人的使用方法， 包括如下步骤： 步骤1： 智能灭火机器人多模态唤醒； 步骤2： 选择运动模式； 步骤3： 运动转向与智能避障； 步骤4： 火源定位及智能灭火。 10.根据权利要求9所述的多模态智能灭火机器人的使用方法， 其特征在于： 所述的步 骤1包括： 步骤1.1： 利用远程遥控器控制按钮将起动信 息给予天线， 信息将 从导线以电信号的形 式传达至mini主机内置处理器， 并向电机驱动模块、 传感器信息采集模块、 飞行器模块、 灭 火器模块输出信号， 对休眠模式的智能灭火机器人完成主动唤醒； 步骤1.2： 烟雾浓度传感器、 温度传感器实时监测环境温度与烟雾浓度， 并将数值与 mini主机设定的温度、 烟雾浓度上限值进行比对， 当环境温度或烟雾浓度超过了mini主机 设定的温度、 烟雾浓度上限值时， 信息将从导线以电信号的形式传达至mini主机内置处理 器， 并向电机驱动模块、 传感器信息采集模块、 飞行器模块、 灭火器模块输出信号， 对休眠模 式的智能灭火机器人完成被动唤醒； 步骤1.3： 智能灭火机器人唤醒后， 可以激活传感器信 息采集模块中的雷达和高清