CN105477812A - 一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，包括轮履式机器人平台和自发电水炮，所述的轮履式机器人平台包括底盘舱体和设于底盘舱体左右两侧的履带行走机构，所述的底盘舱体顶板上安装有自发电水炮。本发明确保机器人搬运轻便，使用时拖拽力强劲，同时大容量水箱的蒸发降温给机器人很好的保护，也确保了机器人逃出火场包围有充足的时间。设计了自发电消防水炮，可以实现机器人的边工作边发电；使用侧面设计的电控箱，可以使得战场维护变得快速便捷；使用鳍臂，可大大提高机器人的越障碍能力；使用免维护的履带涨紧装置，可以实现战场机器人长时间连续工作的免维护少维护。

Description

一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，更具体地说，涉及一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人。

背景技术

目前国内外的水炮消防机器人，普遍采用是采用油动或者电动控制的，没有利用水力来进行工作和利用水力来进行发电，同时，水炮左右摆动一般是采用电动机控制的，需要连续工作，才能实现较大的灭火范围，势必造成很大的能源浪费，无法远程控制机器人水炮的灭火角度大小，一定程度上会造成灭火水源的浪费；同时，传统的消防机器人下方的机器人平台，存在履带结构复杂，维修保养难度高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服上述的不足，提供了一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，采用本发明的技术方案，代替消防人员进人火灾现场进行灭火工作，具有耐高温，耐腐蚀的优点，在高温、爆炸和强腐蚀环境下具有二次生存的能力，爬坡越障能力好，底盘舱体内部预留出更多地使用空间，控制箱及电源箱的维护或维修方便，省时省力，自发电消防水炮充分利用了消防水的能量，让水炮实现自摆动作的同时利用消防水的动能，进行自发电为消防水炮工作供电。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，包括轮履式机器人平台和自发电水炮，所述的轮履式机器人平台包括底盘舱体和设于底盘舱体左右两侧的履带行走机构，所述的底盘舱体顶板上安装有自发电水炮。

更进一步地，所述的自发电水炮包括通过安装座设置于底盘舱体顶板上的水轮机，所述的水轮机的出水口通过水轮机出水球头、水炮双活动关节与水炮头的进水口相连通；所述的水炮头上设有“L”字形支架，水炮双活动关节上设有关节支架，关节支架与“L”字形支架通过用于控制水炮头俯仰角度的电动推杆一相连；所述的水轮机包括水轮轴，所述的水轮轴的右端连接于减速机的侧面，减速机底面的输出轴通过偏心机构与用于控制水炮装置左右摆动幅度的摆臂装置相连；所述的摆臂装置包括垂直于水轮机方向设置的用于调整水炮头摆幅的电动推杆二和自关节支架右侧面延伸出的摆臂，所述的摆臂上沿着摆臂长度方向开设有导向槽；所述的摆臂上套设有沿摆臂长度方向滑动的摆臂滑套，摆臂滑套上对应导向槽位置处设置有与导向槽滑动配合的导向销；所述的电动推杆二的一端与摆臂滑套固连，电动推杆二的另一端固定安装在关节支架上；所述的偏心机构包括套设在减速机底面输出轴上的偏心转盘、偏心轴和牵引连杆；所述的偏心轴的一端连接于偏心转盘上，偏心轴的另一端与牵引连杆的一端铰连接，牵引连杆的另一端与上述的导向销铰连接。

更进一步地，所述的水炮头包括炮头体、出水调节挡块、芯轴和水炮芯，所述的炮头体由炮头安装管和设于炮头安装管出水端口处的斜面喷口构成，所述的炮头体的上端端口为出水口，出水口的截面沿出水方向变大；所述的出水调节挡块悬空于出水口内，且出水调节挡块对应出水口的下部的截面沿出水方向变大，所述的出水调节挡块的轴线上贯穿有芯轴，芯轴的下端固定在炮头体内，芯轴的上端穿过出水调节挡块后与水炮芯固连；所述的水炮芯的外周面加工有螺旋状滑槽，滑槽的一端向下延伸贯穿水炮芯下端面形成放行槽，滑槽的另一端向上弯折形成卡止槽，滑槽的上侧壁向上凹陷形成多个档位槽；所述的出水调节挡块的上部沿轴线开设有用于安装上述水炮芯的盲孔，盲孔侧壁上设有销轴，该销轴自放行槽进入滑槽内，可沿滑槽滑动并可通过上述档位槽或卡止槽卡止；所述的出水调节挡块的下端与芯轴的台阶之间设置有弹簧；所述的炮头体内设置有芯轴固定支架，芯轴固定支架的结构形状为米字型或十字型或Y字型；所述的芯轴固定支架上设有用于安装芯轴的安装孔，安装孔的轴线与炮头安装管的轴线重叠；所述的芯轴的下端穿过上述安装孔固定，且芯轴下端穿过芯轴固定支架部分连接有椭圆形超空泡分水器；炮头体的出水口端外套设有可调节喷水形状的喷口外套，喷口外套与炮头安装管通过电动推杆三相连。

更进一步地，所述的水轮轴的左端通过同步传动装置与发电机的旋转轴相连；所述的同步传动装置由同步从动轮、同步主动轮和同步带构成；所述的水轮轴的左端穿过同步传动装置内的同步主动轮后与设置于同步传动装置外的手轮相连。

更进一步地，所述的炮头安装管的自由端内配合安装有水炮双活动关节的出水端并通过上下对称设置的转轴螺丝铰连接，水炮双活动关节的进水端内配合安装有水轮机出水球头的自由端并通过上下对称设置的转轴螺丝铰连接，水轮机出水球头的固定端安装于水轮机的出水口处；所述的炮头安装管的自由端和水炮双活动关节的进水端均为以转轴螺丝为轴心的凹旋转体面端，所述的水炮双活动关节的出水端和水轮机出水球头的自由端均为以转轴螺丝为轴心的凸旋转体面端，凸旋转体面端配合安装在凹旋转体面端内。

更进一步地，所述的底盘舱体上设置有敞开式配重水箱。

更进一步地，所述的底盘舱体的左右两侧面板上均设置有可作为控制箱或电源箱的箱体，该箱体的四个角均设有倒角；每个所述的箱体均位于履带行走机构中底盘防腐金属履带所形成的上平面和下平面之间；所述的箱体与底盘防腐金属履带所形成的上平面之间设置有张紧装置，所述的张紧装置包括“U”字形张紧板和固定安装在箱体两侧的滑轨板，所述的张紧板的平板通过张紧弹簧安装在箱体顶板上，张紧板的两侧板分别可滑动地安装在滑轨板内。

更进一步地，所述的履带行走机构包括底盘防腐金属履带、底盘主动轮和与底盘舱体侧面板转动连接的底盘从动轮，所述的底盘防腐金属履带套装在底盘主动轮、底盘从动轮上；所述的底盘主动轮通过驱动轴与设于底盘舱体后舱内的行走驱动减速机相连，行走驱动减速机与行走驱动电机相连；两所述的履带行走机构外侧设有呈左右对称的两金属鳍臂，所述的金属鳍臂包括鳍臂防腐金属履带、鳍臂金属支架、与底盘从动轮固连的鳍臂主动轮和与鳍臂金属支架转动连接的鳍臂从动轮，所述的鳍臂防腐金属履带套装在鳍臂主动轮、鳍臂从动轮上；所述的底盘舱体的前舱中间位置处设有鳍臂角度控制电机，所述的鳍臂角度控制电机与鳍臂旋转驱动减速机相连，鳍臂旋转驱动减速机上插接有转轴；所述的转轴的两端分别伸出底盘舱体左右两侧面板并穿过底盘从动轮和鳍臂主动轮后与鳍臂金属支架固连；所述的鳍臂旋转驱动减速机的输出口内设有手动旋转轴。

更进一步地，所述的底盘舱体上设置有冷却水箱，冷却水箱的底部设有排水排污口；所述的水轮机的出水管两侧均设置有三通管，两三通管中主管的一端均与水轮机的出水管连通，两三通管中主管的另一端均与喷雾头连通，两三通管中分管的一端均与主管连通，两三通管中分管的另一端分别通过水循环进水管和水循环出水管与冷却水箱连通。

更进一步地，所述的水轮机的进水口处设置有以便消防水能够正对水轮机内水轮叶轮方向进入的分水片。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其轮履式机器人平台包括底盘舱体和设于底盘舱体左右两侧的履带行走机构，底盘舱体顶板上安装有自发电水炮，自发电消防水炮充分利用了消防水的能量，让水炮实现自摆动作的同时利用消防水的动能，进行自发电为消防水炮工作供电，完全省略了机器人的充电等日常维护保养工作，极大的方便了消防部队的实际使用；

(2)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其利用消防水的流动，带动水轮机的旋转，水轮机再把旋转扭矩传递给减速机，使得减速机下部的偏心转盘也进行旋转，然后通过牵引连杆带动摆臂运动，实现水炮炮头的左右连续摆动，而在牵引连杆运动，推拉长度不变的情况下，通过电动推杆二改变摆臂力臂的长短，实现水炮头左右摆动角度的变化，使得水炮头摆动角度范围实现了远程可变可控、避免灭火水柱左右方向过大的覆盖范围，实现节水效果，同时由于带动水炮头摆动的偏心机构能量来自消防水流动转换出来的动力，无需耗电，实现了明显节能，电动推杆二只是在需要改变控制角度大小的时候运动一次，平时完全不耗电，故用电能量可以忽略不计；

(3)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其水轮轴的左端通过同步传动装置与发电机的旋转轴相连，实现发电的目的；同步传动装置由同步从动轮、同步主动轮和同步带构成，水轮轴的左端穿过同步传动装置内的同步主动轮后与设置于同步传动装置外的手轮相连，手轮作为水轮机的辅助旋转装置，可以通过旋转，然后通过减速机和连杆，牵动炮头左右摆动，使炮头在没有消防水的情况下，适当调整水炮炮头的角度；

(4)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其出水调节挡块的轴线上贯穿有芯轴，芯轴的下端固定在炮头体内，芯轴的上端穿过出水调节挡块后与水炮芯固连，水炮芯的外周面形成有螺旋状滑槽，滑槽的一端向下延伸贯穿水炮芯下端面形成放行槽，滑槽的另一端向上弯折形成卡止槽，滑槽的上侧壁向上凹陷形成多个档位槽，出水调节挡块的上部沿轴线开设有用于安装上述水炮芯的盲孔，盲孔侧壁上设有销轴，该销轴自放行槽进入滑槽内，可沿滑槽滑动并可通过上述档位槽或卡止槽卡止，出水调节挡块的下端与芯轴的台阶之间设置有弹簧，水炮芯的结构简单，设计巧妙，只需旋转出水调节挡块使得销轴沿着水炮芯上的滑槽轨迹运动即可调节出水流量，改变水柱的流量和喷射距离，增强灭火效果，而在滑槽的上侧壁向上凹陷形成多个档位槽，档位的设计简单，方便，而档位的调节操作方便，适应性更强，灭火效果更佳；

(5)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其炮头体的出水口端外套设有可调节喷水形状的喷口外套，喷口外套与炮头安装管通过电动推杆三相连，通过上下滑动喷口外套来改变喷水形状，操作方便；

(6)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其炮头体内设置有芯轴固定支架，芯轴固定支架的结构形状为米字型或十字型或Y字型，芯轴固定支架上设有用于安装芯轴的安装孔，安装孔的轴线与炮头安装管的轴线重叠，以便于芯轴的插入定位；

(7)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其芯轴下端穿过芯轴固定支架部分连接有椭圆形超空泡分水器，进入炮头体内的高速水经椭圆形超空泡分水器，形成一个环绕在芯轴周围的、中间充满空气的环形水柱，减少水的阻力，水流通畅；

(8)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其炮头安装管的自由端内配合安装有水炮双活动关节的出水端并通过上下对称设置的转轴螺丝铰连接，水炮双活动关节的进水端内配合安装有水轮机出水球头的自由端并通过上下对称设置的转轴螺丝铰连接，水轮机出水球头的固定端安装于水轮机的出水口处，水炮双活动关节和水轮机出水球头可以左右摇摆，水进入水炮装置的流道设计简单，流体阻力小，而采用水炮双活动关节的出水端配合安装在炮头安装管的自由端内、水轮机出水球头的自由端配合安装在水炮双活动关节的进水端内的安装方式，可以避免水炮双活动关节的出水端与炮头安装管连接处及水炮双活动关节的进水端与水轮机出水球头连接处容易漏水；

(9)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其炮头安装管的自由端和水炮双活动关节的进水端均为以转轴螺丝为轴心的凹旋转体面端，水炮双活动关节的出水端和水轮机出水球头的自由端均为以转轴螺丝为轴心的凸旋转体面端，凸旋转体面端配合安装在凹旋转体面端内，确保转动时不会出现漏水的问题；

(10)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其底盘舱体上设置有冷却水箱，冷却水箱的底部开设有排水排污口，水轮机的出水管两侧均设置有三通管，两三通管中主管的一端均与水轮机的出水管连通，两三通管中主管的另一端均与喷雾头连通，两三通管中分管的一端均与主管连通，两三通管中分管的另一端分别通过水循环进水管和水循环出水管与冷却水箱连通，实现对自发电水炮和轮履式机器人平台的降温作用；

(11)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其底盘舱体的左右两侧面板上均设置有可作为控制箱或电源箱的箱体，该箱体的四个角均设有倒角，且每个箱体均位于履带行走机构中底盘防腐金属履带所形成的上平面和下平面之间，两箱体内部分别用于安装控制电路或者电池，替代传统中控制电路或者电池安装在底盘舱体内，不仅大大提高机器人顶板的防水性，提升机器人的可靠性，还能便于维修人员直接在外进行维修或维护，省时省力，同时为底盘舱体内部预留出更多地使用空间，另外由于箱体位于履带行走机构中底盘防腐金属履带所形成的上平面和下平面之间，对底盘防腐金属履带起到支撑及导向的作用；

(12)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其箱体与履带行走机构中底盘防腐金属履带所形成的上平面之间设置有张紧装置，张紧装置包括“U”字形张紧板和固定安装在箱体两侧的滑轨板，张紧板的平板通过张紧弹簧安装在箱体顶板上，张紧板的两侧板分别可滑动地安装在滑轨板内，区别于传统履带系统调节前轴或者后轴的间距实现履带涨紧的传统工艺和技术，利用张紧弹簧的弹力推动张紧板上抬，自动补偿履带由于运行磨损后产生的间隙，实现机器人平台的底盘防腐金属履带相关机构的免维护，大大提高了特种机器人的可靠运行时间，降低了维护难度和相关成本支出，具有较高的实用价值，非常适应特种机器人恶劣的实战环境；

(13)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其还包括设在两履带行走机构外侧呈左右对称的两金属鳍臂，履带行走机构结合金属鳍臂，使得底盘既可以向前向后移动，又能提高爬坡越障能力，操作灵活方便，另外金属鳍臂以及履带行走机构中包括的底盘防腐金属履带均为防腐金属制成，具有耐高温，耐腐蚀的优点，在高温、爆炸和强腐蚀环境下具有二次生存的能力；

(14)本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其底盘舱体上设有配重水箱，搬运的时候放空配重水箱，实现了机器人的搬运便捷，使用的时候给配重水箱充水，实现了机器人重量变大，拖拽了更长的消防水带，遇到机器人被大火包围的时候，结合冷却水箱，通过液体的蒸发降温效应，可以给机器人额外的冷却水源，延长机器人的耐高温时间，让机器人有充足的时间逃出火场。

附图说明

图1为本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人的结构示意图；

图2为本发明中自发电水炮的立体结构示意图；

图3为本发明中自发电水炮的俯视图；

图4为本发明中自发电水炮的左视图；

图5为本发明中水炮头的剖视图

图6为本发明中水炮芯的示意图；

图7为本发明中轮履式机器人平台的结构示意图；

图8为本发明中底盘舱体的剖视图；

图9为本发明中底盘舱体的侧视图。

示意图中的标号说明：1、安装座；2、水轮机；3、水轮机出水球头；4、水炮双活动关节；51、炮头安装管；52、斜面喷口；53、喷口外套；54、出水调节挡块；541、盲孔；55、水炮芯；551、滑槽；552、放行槽；553、卡止槽；554、档位槽；56、芯轴；57、芯轴固定支架；58、弹簧；59、分水器；6、电动推杆一；7、支架；8、关节支架；9、三通管；10、喷雾头；11、同步传动装置；12、手轮；13、减速机；14、偏心转盘；15、偏心轴；16、牵引连杆；17、导向销；18、摆臂；19、导向槽；20、摆臂滑套；21、电动推杆二；22、发电机；23、电动推杆三；24、转轴螺丝；25、水管母头；26、水管公头；27、分水片；28、配重水箱；29、底盘舱体；30、箱体；31、张紧板；32、张紧弹簧；33、滑轨板；341、底盘防腐金属履带；342、底盘主动轮；343、底盘从动轮；351、鳍臂防腐金属履带；352、鳍臂主动轮；353、鳍臂从动轮；354、鳍臂金属支架；355、鳍臂角度控制电机；356、转轴；357、鳍臂旋转驱动减速机；358、手动旋转轴；36、行走驱动减速机；37、行走驱动电机；38、抬手柄；39、摄像头一；40、照明灯；41、信号塔；411、信号接收指示灯；412、摄像头二；413、拓展插座；42、天线；43、水循环进水管；44、水循环出水管；45、排水排污口；46、冷却水箱；47、激光雷达。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例

结合图1、图2、图3和图4，本实施例的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，包括轮履式机器人平台和自发电水炮，所述的轮履式机器人平台包括底盘舱体29和设于底盘舱体29左右两侧的履带行走机构，所述的底盘舱体29顶板上安装有自发电水炮；自发电水炮包括通过安装座1设置于底盘舱体29顶板上的水轮机2，所述的水轮机2的出水口通过水轮机出水球头3、水炮双活动关节4与水炮头的进水口相连通；

(参见图5所示)水炮头包括炮头体、出水调节挡块54、芯轴56和水炮芯55，炮头体由炮头安装管51和设于炮头安装管51出水端口处的斜面喷口52构成，炮头体的出水口端外套设有可调节喷水形状的喷口外套53，喷口外套53与炮头安装管51通过电动推杆三23相连，通过上下滑动喷口外套53来改变喷水形状，操作方便；炮头体的上端端口为出水口，出水口的截面沿出水方向变大；出水调节挡块54悬空于出水口内，且出水调节挡块54对应出水口的下部的截面沿出水方向变大，出水调节挡块54的轴线上贯穿有芯轴56，芯轴56的下端固定在炮头体内，芯轴56的上端穿过出水调节挡块54后与水炮芯55固连；水炮芯55的外周面加工有螺旋状滑槽551，滑槽551的一端向下延伸贯穿水炮芯55下端面形成放行槽552，滑槽551的另一端向上弯折形成卡止槽553，滑槽551的上侧壁向上凹陷形成多个档位槽554；出水调节挡块54的上部沿轴线开设有用于安装上述水炮芯55的盲孔541，盲孔541侧壁上设有销轴，该销轴自放行槽552进入滑槽551内，可沿滑槽551滑动并可通过上述档位槽554或卡止槽553卡止(参见图6所示)；出水调节挡块54的下端与芯轴56的台阶之间设置有弹簧58；水炮芯55的结构简单，设计巧妙，只需旋转出水调节挡块54使得销轴沿着水炮芯55上的滑槽551轨迹运动即可调节出水流量，改变水柱的流量和喷射距离，增强灭火效果，而在滑槽551的上侧壁向上凹陷形成多个档位槽554，档位的设计简单，方便，而档位的调节操作方便，适应性更强，灭火效果更佳；

炮头体内设置有芯轴固定支架57，芯轴固定支架57的结构形状为米字型或十字型或Y字型均可；芯轴固定支架57上设有用于安装芯轴56的安装孔，安装孔的轴线与炮头安装管51的轴线重叠；芯轴56的下端穿过上述安装孔固定，且芯轴56下端穿过芯轴固定支架57部分连接有椭圆形超空泡分水器59，形成一个环绕在芯轴56周围的、中间充满空气的环形水柱，减少水的阻力，水流通畅；

炮头安装管51的自由端内配合安装有水炮双活动关节4的出水端并通过上下对称设置的转轴螺丝24铰连接，水炮双活动关节4的进水端内配合安装有水轮机出水球头3的自由端并通过上下对称设置的转轴螺丝24铰连接，水轮机出水球头3的固定端安装于水轮机2的出水口处，水炮双活动关节4和水轮机出水球头3可以左右摇摆，避免柔性水管在工作中因易被折断而漏水，也可明显降低消防机器人转弯时由于需要强硬弯折高压消防水管而产生的无谓的动力消耗和电力损耗，同时水进入炮头安装管51和水炮双活动关节4的流道设计简单，具有连接处对消防水的水阻最小的效果，最终实现对消防机器人的节能且高效利用水压，防止接头处水管破损断落的效果；本实施例中炮头安装管51的自由端和水炮双活动关节4的进水端均为以转轴螺丝24为轴心的凹旋转体面端，水炮双活动关节4的出水端和水轮机出水球头3的自由端均为以转轴螺丝24为轴心的凸旋转体面端，凸旋转体面端配合安装在凹旋转体面端内；

水炮头上设有“L”字形支架7，水炮双活动关节4上设有关节支架8，关节支架8与“L”字形支架7通过用于控制水炮头上下摆动的电动推杆一6相连；水轮机2包括水轮轴，水轮轴的右端连接于减速机13的侧面，减速机13底面的输出轴通过偏心机构与用于控制水炮装置左右摆动幅度的摆臂装置相连；摆臂装置包括垂直于水轮机2方向设置的用于调整水炮头摆幅的电动推杆二21和自关节支架8右侧面延伸出的摆臂18，摆臂18上沿着摆臂18长度方向开设有导向槽19；摆臂18上套设有沿摆臂18长度方向滑动的摆臂滑套20，摆臂滑套20上对应导向槽19位置处设置有与导向槽19滑动配合的导向销17；电动推杆二21的一端与摆臂滑套20固连，电动推杆二21的另一端固定安装在关节支架8上；偏心机构包括套设在减速机13底面输出轴上的偏心转盘14、偏心轴15和牵引连杆16；偏心轴15的一端连接于偏心转盘14上，偏心轴15的另一端与牵引连杆16的一端铰连接，牵引连杆16的另一端与上述的导向销17铰连接；利用消防水的流动，带动水轮机2的旋转，水轮机2再把旋转扭矩传递给减速机13，使得减速机13下部的偏心转盘14也进行旋转，然后通过牵引连杆16带动摆臂运动，实现水炮炮头的左右连续摆动，而在牵引连杆16运动，推拉长度不变的情况下，通过电动推杆二21改变摆臂18力臂的长短，实现水炮头左右摆动角度的变化，使得水炮头摆动角度范围实现了远程可变可控、避免灭火水柱左右方向过大的覆盖范围，实现节水效果，同时由于带动水炮头摆动的偏心机构能量来自消防水流动转换出来的动力，无需耗电，实现了明显节能，电动推杆二21只是在需要改变控制角度大小的时候运动一次，平时完全不耗电，故用电能量可以忽略不计；

水轮轴的左端通过同步传动装置11与发电机22的旋转轴相连；所述的同步传动装置11由同步从动轮、同步主动轮和同步带构成；水轮轴的左端穿过同步传动装置11内的同步主动轮后与设置于同步传动装置11外的手轮12相连，可通过手动控制手轮17带动偏心机构进而控制炮头左右摆动；

水轮机2的进水口处设置有以便消防水能够正对水轮机2内水轮叶轮方向进入的分水片27，水轮机2的进水口处安装有水管母头25，水管母头25的自由端内配合安装有水管公头26的自由端并通过上下对称设置的转轴螺丝24铰连接，本实施例中水管母头25的自由端为以转轴螺丝24为轴心的凹旋转体面端，水管公头26的自由端以转轴螺丝24为轴心的凸旋转体面端，凸旋转体面端配合安装在凹旋转体面端内，水管公头26可以左右摇摆，避免柔性水管在工作中因易被折断而漏水，也可明显降低消防机器人转弯时由于需要强硬弯折高压消防水管而产生的无谓的动力消耗和电力损耗，同时水进入水管母头的流道设计简单，具有连接处对消防水的水阻最小的效果，最终实现对水炮机器人消的节能且高效利用水压，防止接头处水管破损断落的效果；

(参见图7和图8所示)履带行走机构包括底盘防腐金属履带341、底盘主动轮342和与底盘舱体29侧面板转动连接的底盘从动轮343，底盘防腐金属履带341具有耐高温，耐腐蚀的优点，在高温、爆炸和强腐蚀环境下具有二次生存的能力，本实施例中底盘防腐金属履带341为可以增加齿块或橡胶垫的带孔履带，根据使用环境的不同，增加齿块用于爬楼梯等环境，或者安装橡胶垫用于行走降噪或增大接地摩擦力；底盘防腐金属履带341套装在底盘主动轮342、底盘从动轮343上；所述的底盘主动轮342通过驱动轴与设于底盘舱体29后舱内的行走驱动减速机36相连，行走驱动减速机36与行走驱动电机37相连；

底盘舱体29的前后两侧面均为向内倾斜的斜面，提高机器人平台的越障能力；底盘舱体29的左右两侧面板上均设置有可作为控制箱或电源箱的箱体30，替代传统中控制电路或者电池安装在底盘舱体29内，使得底盘舱体29内部预留出更多地使用空间，也使得维修人员能直接在外进行维修或维护，维修方便，省时省力，每个箱体30均位于履带行走机构中底盘防腐金属履带341所形成的上平面和下平面之间，且箱体30的四个角均设有倒角，对底盘防腐金属履带341起到支撑及导向的作用，为底盘防腐金属履带341提供行走轨迹，确保底盘防腐金属履带341不会因悬挂结构的瘫痪而使得履带失去引导；

箱体30与底盘防腐金属履带341所形成的上平面之间设置有张紧装置，用于补偿底盘防腐金属履带341由于运行磨损后产生的间隙；张紧装置包括“U”字形张紧板31和固定安装在箱体30两侧的滑轨板33，张紧板31的平板通过张紧弹簧32安装在箱体30顶板上，结构简单，区别于传统履带系统调节前轴或者后轴的间距实现履带涨紧的传统工艺和技术，利用张紧弹簧32的弹力推动张紧板31上抬，自动补偿履带由于运行磨损后产生的间隙，实现对底盘防腐金属履带341免维护的目的，大大提高机器人平台的可靠运行时间，降低对机器人平台维护的难度，降低使用成本；张紧板31的两侧板分别可滑动地安装在滑轨板33内，限定张紧板31只能上下运动，避免张紧板31左右晃动；

底盘舱体29上设置有冷却水箱46，冷却水箱46的底部设有排水排污口45，用于排水或排污，本实施例中冷却水箱46设置于底盘舱体29底部(参见图9所示)；水轮机2的出水管两侧均设置有三通管9，两三通管9中主管的一端均与水轮机2的出水管连通，两三通管9中主管的另一端均与喷雾头10连通，两三通管9中分管的一端均与主管连通，两三通管9中分管的另一端分别通过水循环进水管43和水循环出水管44与冷却水箱46连通，实现对自发电水炮和轮履式机器人平台的降温作用；底盘舱体1上设有配重水箱28，搬运的时候放空配重水箱28，实现了机器人的搬运便捷，使用的时候给配重水箱28充水，实现了机器人重量变大，拖拽了更长的消防水带，遇到机器人被大火包围的时候，结合冷却水箱46，通过液体的蒸发降温效应，可以给机器人额外的冷却水源，延长机器人的耐高温时间，让机器人有充足的时间逃出火场；

底盘舱体1的顶板前端设置有激光雷达25，不需要任何光线，只需利用激光雷达生成地图，进而操作机器人按照地图前进，确保机器人在浓烟浓雾黑夜无光环境等极度恶劣环境下能够进行执行任务，并顺利返回；底盘舱体29的左右两侧面板的前后位置处均设置有抬手柄38，该抬手柄38为空心管，空心管的开口处螺纹连接有端盖，结构简单，便于保险丝、紧急药物以及紧急器材的携带；底盘舱体29的前后两侧面上均设有摄像头一39和照明灯40；底盘舱体29上安装有前后旋转的天线42，根据需要调节天线42，更为灵活；底盘舱体29的顶板上安装有信号塔41，信号塔41的左右两侧面上均设置有拓展插座413，信号塔413的后侧面上设置有摄像头二412和信号接收指示灯411。

实施例2

本实施例的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人的不同之处在于：还包括设在两履带行走机构外侧呈左右对称的两金属鳍臂，履带行走机构结合金属鳍臂，使得器人平台既可以向前向后移动，又能具有爬坡越障能力，操作灵活方便，金属鳍臂包括鳍臂防腐金属履带351、鳍臂金属支架354、与底盘从动轮343固连的鳍臂主动轮352和与鳍臂金属支架354转动连接的鳍臂从动轮353，鳍臂防腐金属履带351具有耐高温，耐腐蚀的优点，在高温、爆炸和强腐蚀环境下具有二次生存的能力，本实施例中鳍臂防腐金属履带351为带孔履带，便于根据使用环境的不同，增加齿块用于爬楼梯等环境，或者安装橡胶垫用于行走降噪或增大接地摩擦力；鳍臂主动轮352与底盘从动轮343固连，以便鳍臂主动轮352与底盘从动轮343同时旋转，接收底盘防腐金属履带341传递过来的底盘主动轮342的动力；鳍臂防腐金属履带351套装在鳍臂主动轮352、鳍臂从动轮353上，鳍臂防腐金属履带351处于鳍臂金属支架354的外缘，用于接触地面，实现爬坡越障等功能；底盘舱体29的前舱中间位置处设有鳍臂角度控制电机355，鳍臂角度控制电机355与鳍臂旋转驱动减速机357相连，鳍臂旋转驱动减速机357上插接有转轴356，转轴356的两端分别伸出底盘舱体29左右两侧面板并穿过底盘从动轮343和鳍臂主动轮352后与鳍臂金属支架354固连，转轴356的两端与鳍臂金属支架354固连以实现同步旋转的目的，转轴356的旋转角度由鳍臂旋转驱动减速机357进行调节，而鳍臂旋转驱动减速机357的旋转可以通过鳍臂角度控制电机355带动，也可以通过在鳍臂旋转驱动减速机357上插接有手动旋转轴358，手动带动；具体地鳍臂主动轮352与底盘从动轮342通过两个轴承外套在转轴356上，在不连接底盘防腐金属履带341的情况下，可以自由旋转，在连接底盘防腐金属履带341后，成为传递底盘主动轮342动力到鳍臂从动轮353的过渡装置。

本发明的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，代替消防人员进人火灾现场进行灭火工作，确保消防人员的人生安全。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，包括轮履式机器人平台和自发电水炮，其特征在于：所述的轮履式机器人平台包括底盘舱体(29)和设于底盘舱体(29)左右两侧的履带行走机构，所述的底盘舱体(29)顶板上安装有自发电水炮。

2.根据权利要求1所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的自发电水炮包括通过安装座(1)设置于底盘舱体(29)顶板上的水轮机(2)，所述的水轮机(2)的出水口通过水轮机出水球头(3)、水炮双活动关节(4)与水炮头的进水口相连通；所述的水炮头上设有“L”字形支架(7)，水炮双活动关节(4)上设有关节支架(8)，关节支架(8)与“L”字形支架(7)通过用于控制水炮头俯仰角度的电动推杆一(6)相连；所述的水轮机(2)包括水轮轴，所述的水轮轴的右端连接于减速机(13)的侧面，减速机(13)底面的输出轴通过偏心机构与用于控制水炮装置左右摆动幅度的摆臂装置相连；所述的摆臂装置包括垂直于水轮机(2)方向设置的用于调整水炮头摆幅的电动推杆二(21)和自关节支架(8)右侧面延伸出的摆臂(18)，所述的摆臂(18)上沿着摆臂(18)长度方向开设有导向槽(19)；所述的摆臂(18)上套设有沿摆臂(18)长度方向滑动的摆臂滑套(20)，摆臂滑套(20)上对应导向槽(19)位置处设置有与导向槽(19)滑动配合的导向销(17)；所述的电动推杆二(21)的一端与摆臂滑套(20)固连，电动推杆二(21)的另一端固定安装在关节支架(8)上；所述的偏心机构包括套设在减速机(13)底面输出轴上的偏心转盘(14)、偏心轴(15)和牵引连杆(16)；所述的偏心轴(15)的一端连接于偏心转盘(14)上，偏心轴(15)的另一端与牵引连杆(16)的一端铰连接，牵引连杆(16)的另一端与上述的导向销(17)铰连接。

3.根据权利要求2所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的水炮头包括炮头体、出水调节挡块(54)、芯轴(56)和水炮芯(55)，所述的炮头体由炮头安装管(51)和设于炮头安装管(51)出水端口处的斜面喷口(52)构成，所述的炮头体的上端端口为出水口，出水口的截面沿出水方向变大；所述的出水调节挡块(54)悬空于出水口内，且出水调节挡块(54)对应出水口的下部的截面沿出水方向变大，所述的出水调节挡块(54)的轴线上贯穿有芯轴(56)，芯轴(56)的下端固定在炮头体内，芯轴(56)的上端穿过出水调节挡块(54)后与水炮芯(55)固连；所述的水炮芯(55)的外周面加工有螺旋状滑槽(551)，滑槽(551)的一端向下延伸贯穿水炮芯(55)下端面形成放行槽(552)，滑槽(551)的另一端向上弯折形成卡止槽(553)，滑槽(551)的上侧壁向上凹陷形成多个档位槽(554)；所述的出水调节挡块(54)的上部沿轴线开设有用于安装上述水炮芯(55)的盲孔(541)，盲孔(541)侧壁上设有销轴，该销轴自放行槽(552)进入滑槽(551)内，可沿滑槽(551)滑动并可通过上述档位槽(554)或卡止槽(553)卡止；所述的出水调节挡块(54)的下端与芯轴(56)的台阶之间设置有弹簧(58)；所述的炮头体内设置有芯轴固定支架(57)，芯轴固定支架(57)的结构形状为米字型或十字型或Y字型；所述的芯轴固定支架(57)上设有用于安装芯轴(56)的安装孔，安装孔的轴线与炮头安装管(51)的轴线重叠；所述的芯轴(56)的下端穿过上述安装孔固定，且芯轴(56)下端穿过芯轴固定支架(57)部分连接有椭圆形超空泡分水器(59)；所述的炮头体的出水口端外套设有可调节喷水形状的喷口外套(53)，喷口外套(53)与炮头安装管(51)通过电动推杆三(23)相连。

4.根据权利要求3所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的水轮轴的左端通过同步传动装置(11)与发电机(22)的旋转轴相连；所述的同步传动装置(11)由同步从动轮、同步主动轮和同步带构成；所述的水轮轴的左端穿过同步传动装置(11)内的同步主动轮后与设置于同步传动装置(11)外的手轮(12)相连。

5.根据权利要求4所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的炮头安装管(51)的自由端内配合安装有水炮双活动关节(4)的出水端并通过上下对称设置的转轴螺丝(24)铰连接，水炮双活动关节(4)的进水端内配合安装有水轮机出水球头(3)的自由端并通过上下对称设置的转轴螺丝(24)铰连接，水轮机出水球头(3)的固定端安装于水轮机(2)的出水口处；所述的炮头安装管(51)的自由端和水炮双活动关节(4)的进水端均为以转轴螺丝(24)为轴心的凹旋转体面端，所述的水炮双活动关节(4)的出水端和水轮机出水球头(3)的自由端均为以转轴螺丝(24)为轴心的凸旋转体面端，凸旋转体面端配合安装在凹旋转体面端内。

6.根据权利要求5所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的底盘舱体(29)上设置有敞开式配重水箱(28)。

7.根据权利要求6所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的底盘舱体(29)的左右两侧面板上均设置有可作为控制箱或电源箱的箱体(30)，该箱体(30)的四个角均设有倒角；每个所述的箱体(30)均位于履带行走机构中底盘防腐金属履带(341)所形成的上平面和下平面之间；所述的箱体(30)与底盘防腐金属履带(341)所形成的上平面之间设置有张紧装置，所述的张紧装置包括“U”字形张紧板(31)和固定安装在箱体(30)两侧的滑轨板(33)，所述的张紧板(31)的平板通过张紧弹簧(32)安装在箱体(30)顶板上，张紧板(31)的两侧板分别可滑动地安装在滑轨板(33)内。

8.根据权利要求7所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的履带行走机构包括底盘防腐金属履带(341)、底盘主动轮(342)和与底盘舱体(29)侧面板转动连接的底盘从动轮(343)，所述的底盘防腐金属履带(341)套装在底盘主动轮(342)、底盘从动轮(343)上；所述的底盘主动轮(342)通过驱动轴与设于底盘舱体(29)后舱内的行走驱动减速机(36)相连，行走驱动减速机(36)与行走驱动电机(37)相连；两所述的履带行走机构外侧设有呈左右对称的两金属鳍臂，所述的金属鳍臂包括鳍臂防腐金属履带(351)、鳍臂金属支架(354)、与底盘从动轮(343)固连的鳍臂主动轮(352)和与鳍臂金属支架(354)转动连接的鳍臂从动轮(353)，所述的鳍臂防腐金属履带(351)套装在鳍臂主动轮(352)、鳍臂从动轮(353)上；所述的底盘舱体(29)的前舱中间位置处设有鳍臂角度控制电机(355)，所述的鳍臂角度控制电机(355)与鳍臂旋转驱动减速机(357)相连，鳍臂旋转驱动减速机(357)上插接有转轴(356)；所述的转轴(356)的两端分别伸出底盘舱体(29)左右两侧面板并穿过底盘从动轮(343)和鳍臂主动轮(352)后与鳍臂金属支架(354)固连；所述的鳍臂旋转驱动减速机(357)的输出口内设有手动旋转轴(358)。

9.根据权利要求8所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的底盘舱体(1)上设置有冷却水箱(46)，冷却水箱(46)的底部设有排水排污口(45)；所述的水轮机(2)的出水管两侧均设置有三通管(9)，两三通管(9)中主管的一端均与水轮机(2)的出水管连通，两三通管(9)中主管的另一端均与喷雾头(10)连通，两三通管(9)中分管的一端均与主管连通，两三通管(9)中分管的另一端分别通过水循环进水管(43)和水循环出水管(44)与冷却水箱(46)连通。

10.根据权利要求9所述的一种可变重量可控灭火范围自发电的消防灭火机器人，其特征在于：所述的水轮机(2)的进水口处设置有以便消防水能够正对水轮机(2)内水轮叶轮方向进入的分水片(27)。