CN105498128A - 一种消防机器人的辅助支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种消防机器人的辅助支撑装置，该辅助支撑装置能够增强消防机器人的对地摩擦力和支撑力作用，从而抵抗消防机器人水炮发射时产生的后坐力。对消防机器人采用后支撑撑地的方式，在消防机器人的尾部设置辅助支撑装置，辅助支撑装置包括运动机构和位于运动机构端部的带钉底盘，消防机器人处于行走状态时，带钉底盘不接触地面，当消防机器人到达目的地找好喷射位置后，通过运动机构带动带钉底盘运动至与地面接触，由带钉底盘与地面的反作用力与车体自重产生的摩擦力共同抵消后坐力，保证消防机器人在发射水泡时不会发生倾覆。

Description

一种消防机器人的辅助支撑装置

技术领域

发明涉及一种辅助支撑装置，具体涉及一种用于消防机器人的辅助支撑装置。

背景技术

随着机器人技术的突飞猛进，消防机器人越来越多的用于代替消防队员进入到火场一线进行灭火战斗，显著提高了消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡也产生重要了作用。

目前的搭载大流量水炮的消防机器人往往通过加大自身重量，增大消防机器人与地面的摩擦力来抵抗水炮发射的后坐力。因此，应用于大型火灾的消防机器人通常都体积大，重量大。然而体积大，重量大的消防机器人加工成本及运输成本高，同时进入火场灭火时体积庞大，不易操控。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种消防机器人的辅助支撑装置，能够在不加大消防机器人重量和体积的前提下，有效抵抗其水炮发射时产生的后坐力。

所述的消防机器人的辅助支撑装置包括：一个以上支撑单元，每个支撑单元包括底盘、运动机构和为运动机构提供动力的电机，所述运动机构的一端与消防机器人的尾部相连，另一端与所述底盘相连；当所述消防机器人处于行走状态时，所述底盘在运动机构的作用下运动至不与地面接触的位置；当所述消防机器人喷射消防水炮时，所述底盘在运动机构的作用下运动至与地面抵触，对消防机器人进行后撑地支撑。

所述运动机构为伸缩机构，当所述消防机器人处于行走状态时，底盘在所述伸缩机构的作用下沿伸缩机构的轴线收缩，不接触地面；当所述消防机器人喷射消防水炮时，底盘在所述伸缩机构的作用下沿伸缩机构的轴线伸出，与地面抵触。所述伸缩机构包括：蜗轮蜗杆升降机和螺杆；所述螺杆的一端与蜗轮蜗杆升降机螺纹配合，另一端固接所述底盘。

所述运动机构为旋转机构，当所述消防机器人处于行走状态时，所述旋转机构带动底盘沿旋转机构的轴线转动，底盘向上抬起，不接触地面；当所述消防机器人喷射消防水炮时，所述旋转机构带动底盘沿旋转机构的轴线反方向转动，底盘向下转动至与地面抵触。

所述底盘与地面相对的端面上设置有凸起，形成带钉底盘。

还包括用于检测电机电流的电流传感器，当所述电流传感器的检测值超过设定阈值时，所述电机停止工作。

有益效果：

(1)通过该辅助支撑装置在消防机器人工作时对其形成后支撑，从而在不增大消防机器人体积和重量的前提下，抵抗消防机器人水炮发射时产生的后坐力；伸缩机构的设置能够保证不影响消防机器人的正常行走。

(2)通过设置在动力机构上的电流传感器，确保消防机器人喷射消防水炮时，底盘在动力机构的作用下能够与地面接触，从而消防机器人使用时安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2该辅助支撑装置的使用示意图；

图3为实施例2的结构示意图。

其中，1-蜗轮蜗杆升降机，2-螺杆，3-带钉底盘

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

为解决现有搭载大流量水炮的消防机器人体积大、重量大的问题，本实施例本实施例提供一种用于消防机器人的辅助支撑装置，该辅助支撑装置能够增强消防机器人的对地摩擦力和支撑力作用，从而抵抗消防机器人水炮发射时产生的后坐力。

实施例1：

该辅助支撑装置包括两个支撑单元，分别固定在消防机器人尾部的左右两侧，如图1所示。每个支撑单元包括由蜗轮蜗杆升降机1、螺杆2和用于驱动蜗轮蜗杆升降机1的电机组成的伸缩机构、带钉底盘3。所述螺杆2的一端与蜗轮蜗杆升降机1螺纹连接，另一端固接带钉底盘3。当消防机器人处于行走状态时，螺杆2在蜗轮蜗杆升降机1的作用下收缩，处于图1中所示右侧位置，此时带钉底盘3不接触地面。当机器人到达目的地找好喷射位置后，启动电机，螺杆2在蜗轮蜗杆升降机1的作用下伸出，使带钉底盘3抵触在地面上，如图1中的左侧位置，从而增加消防机器人与地面的摩擦力。当消防水炮喷射产生强大后坐力时，由带钉底盘3与地面的反作用力与车体自重产生的摩擦力共同抵消后坐力，保证消防机器人不会发生倾覆。当整个辅助支撑装置受力时，消防机器人上的水炮即可开始喷射。工作结束后，电机反转，收起辅助支撑装置，消防机器人即可行走。

其中螺杆2与地面的夹角小于90度，以改善螺杆2的受力情况。

同时为保证消防机器人安全可靠，设置有用于检测电机电流的电流传感器，当带钉底盘3与地面接触后，若电机持续工作，则其电流会持续增大，基于此原理，电机启动后，电流传感器实时检测电机的电流，当电流传感器的检测值超过其内部设定的阈值后，表明此时带钉底盘3已经与地面可靠基础，电机停止工作。由此不仅可以确保带钉底盘(3)与地面可靠接触，还能保证电机不能损坏。

在消防机器人的整体设计中，确保消防水炮在各个工作状态的后坐力落在带钉底盘之前。以80排量消防机器人为例：已知：该消防机器人上水炮斜回转角度：-30°～30°；1.2MPa水炮后坐力：380kg；车自重320Kg。

当水炮上仰30度时：

竖直分力：F_竖直＝380xsin30＝190KG

向后分力：F_后＝380xcos30＝329KG

由于消防机器人工作时要自喷淋降温，因此地面有水降低摩擦系数，则

摩擦力(有润滑)静摩擦系数0.6：F摩＝0.6x(320+190)＝306kg

当地面淋水有润滑时侧向力<擦力，会发生侧向滑移。如果想保持机器人静止只能加大自重，这样使车体笨重；使用辅助支撑后，辅助支撑抵消向后分力，可以使车体保持静止。

当消防机器人工作时，该辅助支撑结构作为后支撑撑住地面，相当于把消防机器人的倾翻线延长至后支撑撑地面处，即相当于增加车体接地面积，使水炮后坐力作用线落在倾翻线内，增加了安全性，即使车体与地面有一定角度也不会发生倾翻，如图2所示。

实施例2：

图3所示为该辅助支撑装置的另一种结构形式，与上述实施例1的区别在于，本实施例中用于带动带钉底盘3运动的运动机构为旋转机构。所述旋转机构的轴线沿车身的宽度方向，当消防机器人处于行走状态时，旋转机构沿其轴线向前转动，带动带钉底盘3向上抬离地面。当机器人到达目的地找好喷射位置后，旋转机构沿其轴线向反方向转动，带动带钉底盘3向下运动直至抵触在地面上，从而增加消防机器人与地面的摩擦力。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进如带钉底盘的形状，钉的数量，钉与底盘的角度等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种消防机器人的辅助支撑装置，其特征在于，包括：一个以上支撑单元，每个支撑单元包括底盘、运动机构和为运动机构提供动力的电机，所述运动机构的一端与消防机器人的尾部相连，另一端与所述底盘相连；当所述消防机器人处于行走状态时，所述底盘在运动机构的作用下运动至不与地面接触的位置；当所述消防机器人喷射消防水炮时，所述底盘在运动机构的作用下运动至与地面抵触，对消防机器人进行后撑地支撑。

2.如权利要求1所述的消防机器人的辅助支撑装置，其特征在于，所述运动机构为伸缩机构，当所述消防机器人处于行走状态时，底盘在所述伸缩机构的作用下沿伸缩机构的轴线收缩，不接触地面；当所述消防机器人喷射消防水炮时，底盘在所述伸缩机构的作用下沿伸缩机构的轴线伸出，与地面抵触。

3.如权利要求2所述的消防机器人的辅助支撑装置，所述伸缩机构包括：蜗轮蜗杆升降机(1)和螺杆(2)；所述螺杆(2)的一端与蜗轮蜗杆升降机(1)螺纹配合，另一端固接所述底盘。

4.如权利要求2或3所述的消防机器人的辅助支撑装置，其特征在于，所述伸缩机构伸出后，其轴线与水平地面之间的夹角小于90度。

5.如权利要求1所述的消防机器人的辅助支撑装置，其特征在于，所述运动机构为旋转机构，当所述消防机器人处于行走状态时，所述旋转机构带动底盘沿旋转机构的轴线转动，底盘向上抬起，不接触地面；当所述消防机器人喷射消防水炮时，所述旋转机构带动底盘沿旋转机构的轴线反方向转动，底盘向下转动至与地面抵触。

6.如权利要求1、2或5所述的消防机器人的辅助支撑装置，其特征在于，所述底盘与地面相对的端面上设置有凸起，形成带钉底盘(3)。

7.如权利要求1、2或5所述的消防机器人的辅助支撑装置，其特征在于，还包括用于检测电机电流的电流传感器，当所述电流传感器的检测值超过设定阈值时，所述电机停止工作。

8.如权利要求1、2或5所述的消防机器人的辅助支撑装置，其特征在于，当只有一个支撑单元时，所述支撑单元位于消防机器人尾部的中间位置；当有两个以上支撑单元时，所述支撑单元沿消防机器人的宽度方向均匀分布。