本實用新型涉及氣體自動采樣檢測裝置，尤其涉及一種智能采樣機器人系統(tǒng)。

背景技術：

近年來，隨著環(huán)境保護問題的日益復雜，人們對環(huán)境氣體的檢測技術日益重視，但由于人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和工作環(huán)境的復雜性，常常會由于泄漏、揮發(fā)或其他多種原因產(chǎn)生可燃氣體(蒸氣)、有毒氣體(蒸氣)等有害氣體，因此，對作業(yè)環(huán)境中的有害氣體濃度進行監(jiān)測，是預防火災、爆炸、中毒事故的重要措施。為保護作業(yè)人員安全，遠程智能采樣技術越來越為人們所重視。目前可用的技術主要包括無線傳感器網(wǎng)絡、智能機器人技術等。由于采用智能機器人技術，不需要在采樣地點布置固定的無線傳感器，而且采樣地點更加靈活，采樣方案設計也更加方便，使得移動機器人技術在環(huán)境采樣領域得到了越來越廣泛的應用。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型為實現(xiàn)上述目的，提供了一種智能采樣機器人系統(tǒng)。

本實用新型所采取的技術方案：

一種智能采樣機器人系統(tǒng)，包括機器人主控單元、遠端無線控制平臺、無線通信模塊、視頻采集與處理模塊、環(huán)境信息采集模塊、GPS位置傳感器、機器人驅動模塊；所述遠端無線控制平臺與機器人主控單元通過無線通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，視頻采集與處理模塊通過USB總線與機器人主控單元相連，所述的環(huán)境信息采集模塊與機器人主控單元電路連接，環(huán)境信息采集模塊包括氣體采樣裝置、氣體檢測裝置、氣壓傳感器、風速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器；所述的GPS位置傳感器的輸出端電路連接到機器人主控單元上，所述機器人驅動模塊通過CAN總線與機器人主控單元相連。

所述的機器人驅動模塊包括在機器人本體上左右對稱分布的電機驅動控制器、電機、編碼器和減速器，電機驅動控制器通過CAN總線接收與機器人主控單元連接，電機驅動控制器的輸出端分別與電機和編碼器連接，電機與編碼器和減速器通過電路連接。

所述的機器人主控單元采用以ARM處理器為核心的多功能控制器，控制器具有IPV4網(wǎng)絡接口、USB總線接口、RS232/485串行總線接口、CAN總線接口。

所述的氣體采樣裝置主要包括真空腔、兩位兩通電磁閥、兩個兩位三通電磁閥、采樣泵和置于真空腔內(nèi)的采樣袋，兩位兩通電磁閥安裝在真空腔和采樣袋口連接處，兩個兩位三通電磁閥與真空腔和采樣泵連接，且在兩位三通電磁閥與真空腔連接管路上安裝壓力傳感器。

所述的氣體檢測裝置主要包括氨氣、硫化氫、VOC和兩個金屬氧化物復合氣體濃度檢測傳感器、引流泵、傳感器信號采集電路，五種氣體傳感器放置于調(diào)理電路的匯流板中，通過引流泵將環(huán)境氣體引入到匯流板，通過傳感器信號采集電路采集氣體濃度檢測傳感器信號值并通過串口通訊協(xié)議上傳到機器人主控單元。

本實用新型的有益效果：本實用新型可應用于現(xiàn)場環(huán)境復雜，尤其是具有有毒有害氣體、易燃易爆氣體場所，以及可能對檢測或采樣人員造成危險的場所，利用智能機器人代替工作人員進行相關的檢測和采樣工作，通過遠端無線控制平臺對機器人下發(fā)控制指令。

附圖說明

圖1為本實用新型的框架結構示意圖。

圖2為本實用新型的采樣裝置結構示意圖。

其中：1-兩位兩通電磁閥；2-采樣袋；3-真空腔；4-進氣口；5-壓力傳感器；6-出氣口；7-采樣泵；8-兩位三通電磁閥。

具體實施方式

一種智能采樣機器人系統(tǒng)，包括機器人主控單元、遠端無線控制平臺、無線通信模塊、視頻采集與處理模塊、環(huán)境信息采集模塊、GPS位置傳感器、機器人驅動模塊；所述遠端無線控制平臺與機器人主控單元通過無線通信模塊傳輸數(shù)據(jù)，視頻采集與處理模塊通過USB總線與機器人主控單元相連，所述的環(huán)境信息采集模塊與機器人主控單元電路連接，環(huán)境信息采集模塊包括氣體采樣裝置、氣體檢測裝置、氣體傳感器、風速傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器；所述的GPS位置傳感器的輸出端電路連接到機器人主控單元上，所述機器人驅動模塊通過CAN總線與機器人主控單元相連。

所述的機器人驅動模塊包括在機器人本體上左右對稱分布的電機驅動控制器、電機、編碼器和減速器，電機驅動控制器通過CAN總線接收與機器人主控單元連接，電機驅動控制器的輸出端分別與電機和編碼器連接，電機與編碼器和減速器通過電路連接。

所述的機器人主控單元采用以ARM處理器為核心的多功能控制器，控制器具有IPV4網(wǎng)絡接口、USB總線接口、RS232/485串行總線接口、CAN總線接口。

所述的氣體采樣裝置主要包括真空腔3、兩位兩通電磁閥1、兩個兩位三通電磁閥8、采樣泵7和置于真空腔內(nèi)的采樣袋2，兩位兩通電磁閥1安裝在真空腔3和采樣袋2連接處，兩個兩位三通電磁閥8與真空腔3和采樣泵7連接，且在兩位三通電磁閥8與真空腔3連接管路上安裝壓力傳感器5。

所述的氣體檢測裝置主要包括氨氣、硫化氫、VOC和兩個金屬氧化物復合氣體濃度檢測傳感器、引流泵、傳感器信號采集電路，五種氣體傳感器放置于調(diào)理電路的匯流板中，通過引流泵將環(huán)境氣體引入到匯流板，通過傳感器信號采集電路采集氣體濃度檢測傳感器信號值并通過串口通訊協(xié)議上傳到機器人主控單元。

工作時，機器人主控制單元接收來自遠端無線控制平臺下發(fā)的指令，進行處理，GPS位置傳感器將機器人所處位置障礙信息傳給機器人主控單元，機器人主控單元根據(jù)信息做出控制決策，然后向機器人驅動模塊中的電機驅動控制器發(fā)出指令，使機器人能夠按照預先設定的路線運動，運動的同時將視頻采集處理模塊采集到的信息通過無線通信模塊傳送給機器人遠端無線控制平臺，環(huán)境信息采集模塊中的風速、溫度、濕度傳感器隨著運動將感知的風速、溫度、濕度信息，并將其轉化為電信號傳輸給機器人主控制單元，到達需要采集樣品氣體位置后，機器人主控制單元對信息采集模塊中的氣體檢測裝置下達指令，對氨氣、硫化氫、VOC和任意兩種金屬氧化物復合氣體進行濃度檢測，當檢測到有較高的物質濃度時，通過串口通信協(xié)議上傳到機器人主控單元，主控單元命令開啟氣體采集裝置進行采樣，采樣泵7運行，兩位三通電磁閥8開啟通向真空腔3的通道，兩位兩通電磁閥1關閉，樣品氣體不能通過進氣口4，檢測壓力傳感器5信號，當真空腔3內(nèi)壓力達到-0.85kpa時，關閉采樣泵7，打開兩位兩通電磁閥1，關閉兩位三通電磁閥8，氣體吸入采樣袋2，經(jīng)10s延時，關閉兩位兩通電磁閥1，采樣結束。

采用結束后對采樣袋2進行清洗：打開兩位兩通電磁閥1，通過采樣泵7抽取和沖入真空腔3氣體，達到清洗采樣袋的目的，再開啟兩位三通電磁閥8使真空腔3內(nèi)氣體從出氣口排出6，形成真空。

以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。