CN104851348A - 一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人 - Google Patents

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Abstract

一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,包括消防机器人主体机身、履带、履带前主驱动轮、履带前调节推轮、履带后联动托带轮、履带后负重调节推进轮、驱动遥控接收天线、火场环境摄像仪、数据线连接杆、灭火消防液储备仓、管线转盘、喷射头、连管推拉伸缩杆,本发明的优特点在于通过对青少年开展以国防科学素养教育培训为主题的消防机器人研究,可拓展学生思维,开展战场火情处置和抢险救灾为目标的各类消防机器人探究,促进我国消防机器人事业的发展具有战略意义,也为全国青少年科普教育提供了一款造型新颖奇特、安全实用、融智能化、拓展化于一体的青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人。

Description

一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人
技术领域
[0001] 本发明涉及科普机器人领域,尤其涉及一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人。
背景技术
[0002]消防机器人作为特种机器人的一种,在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多,油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈。2012年,弗吉尼亚理工学院为美国海军设计了一款CHARL1-2消防机器人。这种机器人可以跳当时流行的“江南Style”舞蹈,在YouTube上走红。随着社会经济的迅猛发展,建筑和企业生产的特殊性,导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加,事故发生的概率也相应提高。
[0003] 一旦发生灾害事故,消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时,若没有相应的设备贸然冲进现场,不仅不能完成任务,还会徒增人员伤亡。
[0004]消防机器人作为特种机器人的一种,在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多,油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点,已成顽疾。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈,有效地解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以根据其反馈结果,及时对灾情作出科学判断,并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策。机器人自60年代初问世以来,经历40余年的发展,己取得长足进步,社会各行各业皆可见其身影。
[0005] 从1986年日本东京消防厅首次在灭火中采用了 “彩虹5号”机器人后,消防机器人就逐渐在灭火救灾领域得到广泛的应用,消防机器人技术也得到快速的发展。截至目前,消防机器人已经稳步向第三代高端智能机器人发展。
[0006] 面对无情的火灾,公安部上海消防研宄所、上海交通大学、上海市消防局共同制定了研制消防机器人的计划。经过3年的研宄,中国第一台消防机器人已经诞生。消防机器人可以行走、爬坡、跨障、喷射灭火,可以进行火场侦察。
[0007] 2012年,弗吉尼亚理工学院为美国海军设计了一款CHARL1-2消防机器人。这种机器人能够同人类士兵一起工作来扑灭海上战舰上的起火。这种消防机器人具备的能力包括使用消防软管、投掷灭火器手榴弹、攀爬梯子,而且当它在海军舰艇的甲板和走廊上行走的时候能够维持它的平衡。海军计划把CHARL1-2机器人作为船上的自主消防机器人。根据设计,这种机器人可以跳当时流行的“江南Style”舞蹈,在YouTube上走红。消防机器人灭火实验在不少大楼起火的案例中,一些消防员因进入大楼救人和灭火而遭受意外伤害,甚至一些消防员为此付出了宝贵的生命。为了减少火灾对消防员的伤害,美国研宄人员开发出了一款可以代替消防员进入大楼救人和灭火的机器人。
[0008] 在火灾中,人们面临的最大威胁是烟雾,不少人因烟雾而窒息身亡,一些消防员因把自己的防毒面具交给被救者使用而自己遭遇不测。然而,用了机器人,就不存在这样的问题了,道理很明显,那就是机器人不需要呼吸。美国研宄人员开发的这款消防机器人名为“欧塔维亚”,它不但不怕烟雾,还可以忍受数百摄氏度的高温,可以在火灾现场顺利穿行。
[0009] 与以往的消防机器人不同的是,“欧塔维亚”的外观很像人,是一款类人消防机器人。研宄人员表示,这样的设计具有亲和力,可以赢得火灾现场被困者的信任感,毕竟人们对人的信任感强于冷冰冰的机器。“欧塔维亚”有完整的头部、上肢和下肢,如同其他机器人一样,“欧塔维亚”的“大脑”是隐藏在躯干内的电脑。这台电脑十分先进,可以接受指挥人员的语音指令或手势,这比用手输入指令要快得多,可以让机器人及时处理火灾现场的一些突发情况。“欧塔维亚”还背着灭火器,可以进行定点灭火,及时、有效地解除火情或者减缓火患。
[0010] 在找到火灾中的被困人员后,“欧塔维亚”虽然不能背着被困人员逃离,但是可以为他们提供呼吸袋、防毒面具、逃生绳等逃生工具。它还可以为被困人员指引快速逃离火灾现场的正确路线,防止人们因在火灾中迷路而窒息身亡。在引导人们逃离火灾现场进入安全通道的过程中,“欧塔维亚”冲在前面,用灭火器材消除逃生路线上的小火患,为人们清理出一条相对安全的逃生通道。
[0011] 不过,现在已经开发出来的“欧塔维亚”试验版的灵活性还不够,因为它还不是双足行走机器人,得靠轮子前进。这样一来,它就不具备攀爬楼梯的能力。火灾中,电梯往往会停止运行,所以走消防通道并攀爬楼梯的能力十分重要。在目前的试验中,消防员先把机器人用云梯送到相关楼层,然后让它们开始救人和灭火。
[0012] 研宄人员希望下一步能够开发出双足行走的消防机器人,因为现有的云梯高度有限,还不能抵达一些高楼的中、上部。此外,“欧塔维亚”对火灾灾情的识别能力还不强,有时会对灾情的大小产生误判,有时对火源也会产生误判,有时不能按照正确的指令行动。研宄人员希望让它更加智能化,这样才能真正代替消防员进入火灾现场。
[0013] 研宄人员相信,类人消防机器人的出现是人类在应对火灾过程中的重大进展。在现代智能技术和机器人技术的支撑下,未来20年内,特别智能化的消防机器人将出现。到了那时,火灾对被困者和消防员的伤害都将降低很多。
[0014] 综上所述,纵观国内市场,目前我国中小学生科普教学中还没有一款融智能化、拓展化于一体的青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人教学教具,为此,本发明专门对此而研发。
发明内容
[0015] 本发明提供了一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人。
[0016] 本发明的区别于传统的消防机器人的结构单一性、抽象性、缺乏现实感和安全性的弊端,而提供了一款造型新颖奇特、安全实用、融智能化、拓展化于一体的青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人。
[0017] 一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,包括消防机器人主体机身、履带、履带前主驱动轮、履带前调节推轮、履带后联动托带轮、履带后负重调节推进轮、驱动遥控接收天线、火场环境摄像仪、数据线连接杆、灭火消防液储备仓、管线转盘、喷射头、连管推拉伸缩杆,所述的消防机器人主体机身两侧装设有履带,所述的履带的前端分上下装设履带前主驱动轮和履带前调节推轮,所述的履带的后端分上下装设履带后联动托带轮和履带后负重调节推进轮,所述的消防机器人主体机身的上端后方连接有驱动遥控接收天线和数据线连接杆,所述的数据线连接杆的上端旋接可旋转的火场环境摄像仪,所述的消防机器人主体机身的上端连接灭火消防液储备仓,所述的灭火消防液储备仓外侧装设有可转动的绕线盘用的管线转盘,所述的消防机器人主体机身上端前方从所述的管线转盘的转盘绕线位置设有连管推拉伸缩杆,所述的连管推拉伸缩杆上连接喷射头。
[0018] 进一步所述的履带的后端分上下装设履带后联动托带轮和履带后负重调节推进轮。
[0019] 进一步所述的连管推拉伸缩杆上的管线是经管线转盘连接到灭火消防液储备仓并由灭火消防液储备仓提供消防液给喷射头灭火的。
[0020] 进一步所述的火场环境摄像仪是将火场实时画面摄像后通过火场环境摄像仪上的自发装置将无线音像数据传递给远程控制中心的。
[0021] 进一步所述的火场环境摄像仪是红外摄像仪,可有效地“穿透”烟雾,“看清”火灾现场的具体情况,并把相关录像传输给远程控制中心的。
[0022] 进一步所述的驱动遥控接收天线是通过外在的驱动遥控器远程控制消防机器人运动的。
[0023] 进一步所述的履带是由履带前主驱动轮、围绕着履带前调节推轮、履带后联动托带轮和履带后负重调节推进轮的柔性链环。
[0024] 本发明的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,通过对青少年开展以国防科学素养教育培训为主题的消防机器人研宄,可拓展学生思维,开展战场火情处置和抢险救灾为目标的各类消防机器人探宄,促进我国消防机器人事业的发展具有战略意义,也为全国青少年科普教育提供了一款造型新颖奇特、安全实用、融智能化、拓展化于一体的青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其具体有益效果和优特点如下:一、履带式消防机器人比双足消防机器人更适应爬登楼梯;二、火场环境摄像仪是红外摄像仪,可有效地“穿透”烟雾,“看清”火灾现场的具体情况,并把相关录像传输给远程控制中心;三、消防机器人主体机身自带的灭火消防液储备仓和管线转盘可通过连管推拉伸缩杆上的喷射头实现长距离灭火。
附图说明
[0025] 图1为本发明一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人的结构示意图。
[0026] 图示说明:
消防机器人主体机身1、履带2、履带前主驱动轮3、履带前调节推轮4、履带后联动托带轮5、履带后负重调节推进轮6、驱动遥控接收天线7、火场环境摄像仪8、数据线连接杆9、灭火消防液储备仓10、管线转盘11、喷射头12、连管推拉伸缩杆13。
具体实施方式
[0027] 实施例1: 根据图1所示的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,包括消防机器人主体机身1、履带2、履带前主驱动轮3、履带前调节推轮4、履带后联动托带轮5、履带后负重调节推进轮6、驱动遥控接收天线7、火场环境摄像仪8、数据线连接杆9、灭火消防液储备仓10、管线转盘11、喷射头12、连管推拉伸缩杆13,所述的消防机器人主体机身I的上端连接灭火消防液储备仓10,所述的灭火消防液储备仓10外侧装设有可转动的绕线盘用的管线转盘11,在消防机器人主体机身I上端前方从管线转盘11的转盘绕线位置还设有连管推拉伸缩杆13,所述的连管推拉伸缩杆13上连接喷射头12,所述的消防机器人主体机身I的上端后方连接有驱动遥控接收天线7和数据线连接杆9,所述的数据线连接杆9的上端旋接可旋转的火场环境摄像仪8,消防机器人主体机身I两侧装设有履带2,所述的履带2的前端分上下装设履带前主驱动轮3和履带前调节推轮4。
[0028] 本实施例中,履带2的后端分上下装设履带后联动托带轮5和履带后负重调节推进轮6。
[0029] 本实施例中,连管推拉伸缩杆13上的管线是经管线转盘11连接到灭火消防液储备仓10并由灭火消防液储备仓10提供消防液给喷射头12灭火的。
[0030] 本实施例中,火场环境摄像仪8是将火场实时画面摄像后通过火场环境摄像仪8上的自发装置将无线音像数据传递给远程控制中心(未示出)的。
[0031 ] 本实施例中,火场环境摄像仪8是红外摄像仪,可有效地“穿透”烟雾,“看清”火灾现场的具体情况,并把相关录像传输给远程控制中心(未示出)的。
[0032] 本实施例中,驱动遥控接收天线7是通过外在的驱动遥控器(未示出)远程控制消防机器人运动的。
[0033] 本实施例中,履带2是由履带前主驱动轮3、围绕着履带前调节推轮4、履带后联动托带轮5和履带后负重调节推进轮6的柔性链环。
[0034] 以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其特征在于:包括消防机器人主体机身1、履带2、履带前主驱动轮3、履带前调节推轮4、履带后联动托带轮5、履带后负重调节推进轮6、驱动遥控接收天线7、火场环境摄像仪8、数据线连接杆9、灭火消防液储备仓10、管线转盘11、喷射头12、连管推拉伸缩杆13,所述的消防机器人主体机身I的上端连接灭火消防液储备仓10,所述的灭火消防液储备仓10外侧装设有可转动的绕线盘用的管线转盘11,在消防机器人主体机身I上端前方从管线转盘11的转盘绕线位置还设有连管推拉伸缩杆13,所述的连管推拉伸缩杆13上连接喷射头12,所述的消防机器人主体机身I的上端后方连接有驱动遥控接收天线7和数据线连接杆9,所述的数据线连接杆9的上端旋接可旋转的火场环境摄像仪8,消防机器人主体机身I两侧装设有履带2,所述的履带2的前端分上下装设履带前主驱动轮3和履带前调节推轮4。
2.根据权利要求1所述的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其特征在于:所述的履带2的后端分上下装设履带后联动托带轮5和履带后负重调节推进轮6。
3.根据权利要求1所述的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其特征在于:所述的连管推拉伸缩杆13上的管线是经管线转盘11连接到灭火消防液储备仓10并由灭火消防液储备仓10提供消防液给喷射头12灭火的。
4.根据权利要求1所述的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其特征在于:所述的火场环境摄像仪8是将火场实时画面摄像后通过火场环境摄像仪8上的自发装置将无线音像数据传递给远程控制中心(未示出)的。
5.根据权利要求1所述的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其特征在于:所述的火场环境摄像仪8是红外摄像仪,可有效地“穿透”烟雾,“看清”火灾现场的具体情况,并把相关录像传输给远程控制中心(未示出)的。
6.根据权利要求1所述的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其特征在于:所述的驱动遥控接收天线7是通过外在的驱动遥控器(未示出)远程控制消防机器人运动的。
7.根据权利要求1所述的一种青少年国防科学素养教育培训专用的消防机器人,其特征在于:所述的履带2是由履带前主驱动轮3、围绕着履带前调节推轮4、履带后联动托带轮5和履带后负重调节推进轮6的柔性链环。
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