CN105999598B - 一种防爆消防灭火侦察机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防爆消防灭火侦察机器人，该机器人包括消防机器人本体和远程控制箱两部分，消防机器人本体由箱体组件、独立悬挂减震系统、消防水炮、数据采集多媒体组件和附件组成，消防机器人本体采用防爆设计，并携带有传感器、摄像机、消防水炮，可代替消防人员进入易燃、易爆、有毒气体环境进行探测和侦察，也可进入浓烟、火灾等事故现场，进行消防灭火，具有体积小、行走灵活、通信距离远、工作时间长、操作方便的特点。
Description
技术领域
本发明属于消防机器人领域，具体说是一种防爆消防灭火侦察机器人。
背景技术
消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火中能够发挥举足轻重的作用。随着大型石油化工企业、隧道、地铁等建设的不断增多，油品、燃气、毒气、化学危险品等引起的泄漏爆炸、火灾等灾害隐患不断增加，消防机器人搭载消防水炮等灭火设备，可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探测、搜救和灭火，有效解决消防人员在上述场所面临的人身安全、现场数据信息采集不足等问题。但现有的消防机器人一般不具备防爆功能，在易爆场合不适宜应用。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种防爆消防灭火侦察机器人。
本发明采用的技术方案是：一种防爆消防灭火侦察机器人，该机器人包括消防机器人本体和远程控制箱两部分，其中消防机器人本体由箱体组件（1）、独立悬挂减震系统（2）、消防水炮（3）、数据采集多媒体组件（4）和附件（5）组成；
箱体组件（1）包括：机器人防爆箱体（11）、充电电池（12）、电气控制元件（13）、电机（14）、直角减速机（15）、散热风扇（16）、电源开关（17）和充电部件（18）；
独立悬挂减震系统（2）包括：承重轮组件（21）、导向轮组件（22）、张紧轮组件（23）、驱动轮（24）、履带（25）、油压阻尼减震器（26）、减震器连接座一（27）和减震器连接座二（28）；
消防水炮（3）包括：进水口集水器（31）、回转驱动部（32）、俯仰驱动部（33）、炮体（34）、水幕喷头（35）和可伸缩炮头（36）；
数据采集多媒体组件（4）包括：升降组件（41）、采集箱（42）、前置摄像头（43）、后置摄像头（44）、气体传感器（45）、随动摄像头（46）、红外温度传感器（47）、避障传感器（48）和天线（49）；
附件（5）包括：可折叠挂钩（51）、机器人上护罩（52）和照明灯（53）；
箱体组件（1）作为整个系统的安装基体，独立悬挂减震系统（2）、消防水炮（3）、数据采集多媒体组件（4）和附件（5）均安装在箱体组件（1）上；
机器人防爆箱体（11）由中间隔板分成两个相对独立的封闭仓体，充电电池（12）、电气控制元件（13）处于一个封闭仓体内；电机（14）、直角减速机（15）、散热风扇（16）、电源开关（17）和充电部件（18）在另一个封闭仓体内。
机器人防爆箱体（11）采用隔爆设计，各组成部件都置于箱体内部，只有少量线缆通过隔爆线嘴进入机器人防爆箱体（11）；
独立悬挂减震系统（2）各部件与机器人防爆箱体（11）应用止口和螺栓结构进行模块化组装。
消防水炮（3）通过法兰安装于机器人防爆箱体（11）上方，进水口集水器（31）与炮体（34）末端螺纹连接，在炮体（34）回转和俯仰处分别安装有回转驱动部（32）和俯仰驱动部（33），炮体（34）中间位置安装水幕喷头（35），炮体（34）出水端部安装有可伸缩炮头（36）；
数据采集多媒体组件（4）中，所述采集箱（42）安装有前置摄像头（43）、后置摄像头（44）和气体传感器（45）。采集箱（42）底部安装有升降组件（41）,可随现场情况上下移动，调整视频和气体采集高度。随动摄像头（46）安装于消防水炮（3）的炮头端。红外温度传感器（47）和避障传感器（48）安装于机器人上护罩（52）的正前方，天线（49）安装于机器人防爆箱体（11）尾端两侧。
可折叠挂钩（51）安装于机器人防爆箱体（11）尾部，机器人上护罩（52）上还安装有照明灯（53）。
本发明的有益效果是：机器人本体采用防爆设计，并携带有传感器、摄像机、消防水炮，可代替消防人员进入易燃、易爆、有毒气体环境进行探测和侦察，也可进入浓烟、火灾等事故现场，进行消防灭火，具有体积小、行走灵活、通信距离远、工作时间长、操作方便的特点。
附图说明
图1为防爆消防灭火侦察机器人本体组成结构示意图（主视图）。
图2为防爆消防灭火侦察机器人防爆箱体组成结构示意图（俯视图）。
图3 为防爆消防灭火侦察机器人本体组成结构示意图（侧视图）。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。
如附图所示，一种防爆消防灭火侦察机器人，由消防机器人本体和远程控制箱两部分组成，其中消防机器人本体由箱体组件（1）、独立悬挂减震系统（2）、消防水炮（3）、数据采集多媒体组件（4）和附件（5）组成。
箱体组件（1）包括：机器人防爆箱体（11）、充电电池（12）、电气控制元件（13）、电机（14）、直角减速机（15）、散热风扇（16）、电源开关（17）和充电部件（18）。
独立悬挂减震系统（2）包括：承重轮组件（21）、导向轮组件（22）、张紧轮组件（23）、驱动轮（24）、履带（25）、油压阻尼减震器（26）、减震器连接座一（27）和减震器连接座二（28）。
消防水炮（3）包括：进水口集水器（31）、回转驱动部（32）、俯仰驱动部（33）、炮体（34）、水幕喷头（35）和可伸缩炮头（36）。
数据采集多媒体组件（4）包括：升降组件（41）、采集箱（42）、前置摄像头（43）、后置摄像头（44）、气体传感器（45）、随动摄像头（46）、红外温度传感器（47）、避障传感器（48）、天线（49）。
附件（5）包括：可折叠挂钩（51）、机器人上护罩（52）和照明灯（53）。
箱体组件（1）作为整个系统的安装基体，独立悬挂减震系统（2）、消防水炮（3）、数据采集多媒体组件（4）和附件（5）均安装在箱体组件（1）上。
机器人防爆箱体（11）由中间隔板分成两个相对独立的封闭仓体，充电电池（12）、电气控制元件（13）处于一个封闭仓体内；电机（14）、直角减速机（15）、散热风扇（16）、电源开关（17）和充电部件（18）放在另一个封闭仓体内，散热风扇（16）带走电机（14）所产生热量，空气对流将热量传递给机器人防爆箱体（11），使整个箱体都起到散热作用；同时由于中间隔板的阻隔作用，电机（14）所在封闭仓体产生的热量不会传递到另一个封闭仓体里，不会对受热较为敏感的电气元件产生影响。
机器人防爆箱体（11）采用隔爆设计，各组成部件都置于箱体内部，只有少量线缆通过隔爆线嘴进入机器人防爆箱体（11）。
独立悬挂减震系统（2）各部件与机器人防爆箱体（11）应用止口和螺栓结构模块化组装。导向轮组件（22）轮廓超出机器人防爆箱体（11），以确定系统接近角，并保护机器人前行过程中箱体不受直接撞击；沿履带轮廓均匀布置三个承重轮组件（21）构成悬挂系统的主要承重机构；张紧轮组件（23）设计有自动弹簧张紧功能，使履带在行走过程中始终保持张紧；直角减速机（15）输出轴与驱动轮（24）直接连接，传动效率高，驱动轮（24）同时承担履带（25）导向作用，确定系统分离角；上述各组件回转关节均使用轴承连接，并设置有密封结构，转动灵活。
消防水炮（3）通过法兰安装于机器人防爆箱体（11）上方，进水口集水器（31）与炮体（34）末端螺纹连接，在炮体（34）回转和俯仰处分别安装有回转驱动部（32）和俯仰驱动部（33），炮体（34）中间位置安装水幕喷头（35），炮体（34）出水端部安装有可伸缩炮头（36）；
数据采集多媒体组件（4）用于采集现场图像和环境信息，其中采集箱（42）安装有前置摄像头（43）、后置摄像头（44）和气体传感器（45），采集箱（42）底部安装有升降组件（41），可随现场情况上下移动，调整视频和气体采集高度。随动摄像头（46）安装于消防水炮（3）的炮头端，随着水炮炮头的动作，具有回转和俯仰两个自由度，可获得更大的观测视角。红外温度传感器（47）和避障传感器（48）安装于机器人上护罩（52）的正前方，可在一定距离范围内检测机器人前方温度和障碍物。天线（49）安装于机器人防爆箱体（11）尾端两侧，用于传输控制信号和图像信号。
可折叠挂钩（51）安装于机器人防爆箱体（11）尾部，不进行拖拽消防水带作业时，利用自身磁铁吸附在箱体上，占空间较小。机器人上护罩（52）上还安装有照明灯（53）。
该发明的工作过程是：打开远程控制箱的电源，发出指令，消防机器人本体上的天线负责接收控制箱发来的命令，根据命令驱动消防机器人本体行走，当消防机器人本体接近事故或火灾现场时，消防机器人本体摄像头、气体传感器、红外温度传感器和避障传感器将采集到的信息回传给控制箱，操作人员根据现场实际情况，发出各种命令控制消防机器人本体进行灭火、侦察等工作。
远程控制箱上设有显示器、消防机器人本体控制摇杆、水炮控制按钮、摄像机升降控制按钮等，消防机器人本体控制摇杆分别控制消防机器人本体的前进、后退、左转和右转；水炮控制按钮控制水炮的仰俯角度和旋转角度；摄像机升降控制按钮控制升降组件的升降；当消防机器人本体温度升高时，开启水幕喷头，进行喷淋降温；远程控制箱上的显示器实时显示现场图像、温度、气体浓度、自身电流、电压等信息。
本发明所述并不限于具体实施方式所述的实施例，只要是本领域技术人员根据本发明方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新及保护的范围。
Claims (3)
1.一种防爆消防灭火侦察机器人，其特征在于：包括消防机器人本体和远程控制箱两部分，其中消防机器人本体由箱体组件（1）、独立悬挂减震系统（2）、消防水炮（3）、数据采集多媒体组件（4）和附件（5）组成；箱体组件（1）包括：机器人防爆箱体（11）、充电电池（12）、电气控制元件（13）、电机（14）、直角减速机（15）、散热风扇（16）、电源开关（17）和充电部件（18）；独立悬挂减震系统（2）包括：承重轮组件（21）、导向轮组件（22）、张紧轮组件（23）、驱动轮（24）、履带（25）、油压阻尼减震器（26）、减震器连接座一（27）和减震器连接座二（28）；消防水炮（3）包括：进水口集水器（31）、回转驱动部（32）、俯仰驱动部（33）、炮体（34）、水幕喷头（35）和可伸缩炮头（36）；数据采集多媒体组件（4）包括：升降组件（41）、采集箱（42）、前置摄像头（43）、后置摄像头（44）、气体传感器（45）、随动摄像头（46）、红外温度传感器（47）、避障传感器（48）和天线（49）；附件（5）包括：可折叠挂钩（51）、机器人上护罩（52）和照明灯（53）；箱体组件（1）作为整个系统的安装基体，独立悬挂减震系统（2）、消防水炮（3）、数据采集多媒体组件（4）和附件（5）均安装在箱体组件（1）上。
2.根据权利要求1所述的一种防爆消防灭火侦察机器人，其特征在于：机器人防爆箱体（11）由中间隔板分成两个相对独立的封闭仓体，充电电池（12）、电气控制元件（13）处于一个封闭仓体内；电机（14）、直角减速机（15）、散热风扇（16）、电源开关（17）和充电部件（18）放在另一个封闭仓体内；机器人防爆箱体（11）采用隔爆设计，各组成部件都置于箱体内部，只有少量线缆通过隔爆线嘴进入机器人防爆箱体（11）。
3.根据权利要求1所述的一种防爆消防灭火侦察机器人，其特征在于：独立悬挂减震系统（2）各部件与机器人防爆箱体（11）应用止口和螺栓结构进行模块化组装；消防水炮（3）通过法兰安装于机器人防爆箱体（11）上方，进水口集水器（31）与炮体（34）末端螺纹连接，在炮体（34）回转和俯仰处分别安装有回转驱动部（32）和俯仰驱动部（33），炮体（34）中间位置安装水幕喷头（35），炮体（34）出水端部安装有可伸缩炮头（36）；数据采集多媒体组件（4）中，所述采集箱（42）安装有前置摄像头（43）、后置摄像头（44）和气体传感器（45）；采集箱（42）底部安装有升降组件（41）, 采集箱（42）可随现场情况上下移动，调整视频和气体采集高度；随动摄像头（46）安装于消防水炮（3）的炮头端；红外温度传感器（47）和避障传感器（48）安装于机器人上护罩（52）的正前方，天线（49）安装于机器人防爆箱体（11）尾端两侧；可折叠挂钩（51）安装于机器人防爆箱体（11）尾部，机器人上护罩（52）上还安装有照明灯（53）。
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