CN106512266A - 吊轨式消防巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吊轨式消防巡检机器人，包括：行走部、升降视觉装置、定位装置、探测装置、灭火设备操控装置、控制与通讯装置；行走部在吊轨部的轨道上移动；行走部包括主架、万向导向轮组、上斜轮组件、有齿驱动轮组件，万向导向轮组包络在导轨体外，上斜轮组件位于导轨体一侧上部；有齿驱动轮组件驱动所述机器人移动；所述定位装置检测与确定行走部在轨道上的位置；所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；灭火设备操控装置对灭火设备进行操作；控制与通讯装置实现所述机器人与远程控制中心通讯连接。本发明的吊轨式消防巡检机器人可沿轨道进行巡检探测，及时发现设备故障及安全隐患，并能及时进行灭火作业。

Description

吊轨式消防巡检机器人

技术领域

本发明涉及消防巡检机器人技术领域，尤其涉及一种吊轨式消防巡检机器人。

背景技术

在一些化工厂因存在很多易燃易爆的化工原料，存在引发火灾的可能；一些存在大量高电压、大电流设备的场所，如变电所、大型设备电气控制室、电力隧道等，容易发生电路故障，引发火灾，因此，加强巡检预防与消防紧急措施工作尤为重要。目前，对于上述场所，大多还采用人工巡检的方式，即使发生火灾，也是由人进入现场进行灭火。然而，人工巡检不仅效率低，发现问题不及时，可靠性差；若发生火灾，救灾人员很难安全靠近，不可预知的火势、产生的有害气体、可能的爆炸危险往往使得救灾效率低，救灾危险性大。

近些年，关于轨道式消防机器人的研究与报道很少，但轮式与履带式的消防机器人已经在应用。其中，河南海力特机电制造有限公司研发的高压细水雾消防机器人(专利申请号：201110206090.6)采用轮式行走机构，并配有灭火弹、传感器、可见光相机等，当发生火灾时进入现场，将火灾现场情况实时传回指挥中心，同时进行灭火。

无论是上述的轮式消防机器人还是履带式消防机器人均存在以下缺点：(1)与轨道式消防机器人相比，轮式和履带式消防机器人的定位与控制极其复杂；(2)只能在火灾发生后进行灭火，而无法实现预防火灾的发生，而将机器人开入火灾现场也需要一定时间，因此，不能在火灾发生的第一时间进行灭火。

为了解决上述问题，本发明人团队在国家自然科学基金面上项目(批准号：51675518)与国家重点研发计划课题(课题编号：2016YFC0802908)的支持下，进一步研究，提出一种吊轨式消防巡检机器人。

发明内容

发明目的：本发明旨在解决现有技术中存在的问题。为此，本发明的一个目的在于提出一种吊轨式消防巡检机器人，实现对重要设备的巡检工作，从而有效预防火灾的发生，即使发生火灾亦能及时、迅速地进行灭火。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于，包括：

吊轨部，所述吊轨部包括轨道以及用于将所述轨道吊装在空中的吊架，所述轨道包括：导轨体，所述导轨体横截面轮廓为圆形；齿轨，所述齿轨固定于所述导轨体的底部；

可在轨道上移动的行走部，所述行走部包括：主架；万向导向轮组，所述万向导向轮组包络于所述导轨体外，且所述万向导向轮组与所述主架相连；上斜轮组件，所述上斜轮组件位于所述导轨体一侧上部，且所述上斜轮组件与所述主架相连；有齿驱动轮组件，所述有齿驱动轮组件包括：有齿驱动轮，所述有齿驱动轮与所述主架可枢转地相连，并与所述齿轨相啮合；支撑轮，所述支撑轮与所述有齿驱动轮同轴相连，且所述支撑轮与所述齿轨的轨面贴合；驱动件，所述驱动件与所述有齿驱动轮相连，并驱动所述有齿驱动轮转动；

升降视觉装置，所述升降视觉装置包括：升降装置，所述升降装置与所述主架相连，且能够在上下方向升降；云台，所述云台与所述升降装置相连；可见光摄像机，所述可见光摄像机安装在所述云台上；热成像仪，所述热成像仪安装在所述云台上；

定位装置，所述定位装置用于检测与确定所述行走部在所述轨道上的位置，所述定位装置包括位置检测装置和若干个位置识别块，所述位置检测装置安装在所述主架上，各个所述位置识别块间隔布设在所述齿轨上；

探测装置，所述探测装置安装在所述主架上，且所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；

灭火设备；

灭火设备操控装置，所述灭火设备操控装置与所述主架相连，且所述灭火设备操控装置可以操控所述灭火设备进行灭火作业；

控制与通讯装置，所述控制与通讯装置与远程控制中心通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部、所述定位装置、所述升降视觉装置、所述探测装置与所述灭火设备操控装置。

进一步的，所述万向导向轮组包括：

竖直轴，所述竖直轴为两个，竖直轴的上端与所述主架顶部可枢转地相连；

n形架支撑架，所述n形架支撑架为两个，每个n形架支撑架的的中部分别与其中一个竖直轴的下端可枢转地相连；两个n形架支撑架的一端均为n形框架，其一个n形架支撑架的另一端设有凹窝孔，另一个n形架支撑架的另一端设有球头；所述球头设在所述凹窝孔内；

顶轮，在每个所述n形框架的拱顶部位横向设置一个顶轮，所述顶轮与所述轨道体的顶部滚动接触；

侧轮，所述侧轮竖向设置于所述n形框架的两侧，侧轮与所述轨道体的两侧滚动接触。

进一步的，所述上斜轮组件包括：

斜轮轴，所述斜轮轴与所述主架顶部相连，且斜轮轴轴线与竖直方向存在一定夹角；

斜轮，所述斜轮与所述斜轮轴可枢转地相连，且斜轮与导轨体一侧上部滚动接触。

进一步的，所述位置检测装置为射频读卡器或霍尔传感器，所述识别块为电子标签或位置编码块。

进一步的，所述灭火设备包括灭火弹，所述灭火弹包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；所述灭火设备操控装置包括与所述灭火弹对应的灭火弹抓取与释放装置，所述灭火弹抓取与释放装置包括电磁铁式取放装置，电磁铁式取放装置通过机械臂与主架相连，所述灭火弹上设有铁质吸块。

进一步的，所述灭火设备包括：灭火器，所述灭火器与所述主架相连，所述灭火器包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、清水灭火器；所述灭火设备操控装置包括与所述灭火器对应的灭火器操控装置，所述灭火器操控装置包括：喷嘴、电磁阀，所述灭火器与所述电磁阀相连，所述喷嘴与所述电磁阀相连。

进一步的，所述气体检测传感器包括检测一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫气体浓度的传感器的一种或多种以及信号处理模块。

进一步的，所述的吊轨式消防巡检机器人还包括：电源装置、充电装置，所述电源装置安装在所述主架上，所述充电装置与所述电源装置相连；所述吊轨部设有充电点，所述充电点设有充电触点，所述行走部移动至所述充电点时，所述充电装置与所述充电触点接通。

进一步的，所述升降装置包括线性模组，线性模组包括底座、丝杆、滑块和升降电机，丝杆的两端与底座可枢转地相连，丝杆的一端通过联轴器与升降电机的输出轴相连，滑块与丝杆以螺纹副相连，云台与线性模组的滑块相连。

进一步的，所述升降装置包括同步带升降装置，同步带升降装置包括安装底座、螺杆、驱动电机、带轮一、同步带一、螺母滑块、一级升降板、二级升降板、三级升降板、带轮二、同步带二，螺杆的两端与安装底座可枢转地相连，螺杆的一端与带轮二相连，驱动电机安装在安装底座上，且驱动电机输出轴与另一个带轮二相连，两个带轮二通过同步带二相连，在一级升降板与二级升降板的两端均安装有带轮一，且一级升降板与二级升降板上各自的两个带轮一均通过同步带一相连，螺杆与螺母滑块以螺纹副相连，螺母滑块与一级升降板的上端相连，一级升降板上的同步带一与安装底座的下端相连，二级升降板的上端与一级升降板上的同步带一相连，二级升降板上的同步带一与一级升降板的下端相连，三级升降板的上端与二级升降板上的同步带一相连，云台与三级升降板相连。

采用本发明的技术方案将能获得以下有益效果：(1)所述轨道可以沿空间任意方向进行折弯，形成空间曲线，从而可以根据现场的设备、障碍物的布置情况，将所述轨道加工成合适的形状，保证所述机器人能够处于最佳的探测与检测位置；(2)采用所述行走部，所述吊轨式消防巡检机器人能够适应空间曲线轨道，并实现在所述轨道上的平稳性移动与转向；(3)采用了所述升降视觉装置，利用升降装置与云台，使得所述机器人对现场探测的视野更加宽阔，探测结果更为准确；(4)所述吊轨式消防巡检机器人可沿着所述轨道进行巡检探测，所述机器人的控制与定位比较简单，可实现对工矿现场的巡检工作，能够及时发现故障或安全隐患，具有预防火灾的发生的功能，在发生火灾险情时亦能进行灭火作业。

附图说明

图1为本发明吊轨式消防巡检机器人的系统图；

图2为本发明吊轨式消防巡检机器人实施例一的立体结构示意图；

图3为图2所示实施例一的另一个角度的立体结构示意图；

图4为图2所示实施例一抓取灭火弹时的示意图；

图5为图2所示实施例一的行走部吊挂在吊轨部上的立体结构示意图；

图6为图2所示实施例一的行走部的立体结构示意图(移除了上斜轮组件)；

图7为图2所示实施例一的行走部的万向导向轮组通过竖直方向外凸道轨时的示意图；

图8为图2所示实施例一的行走部的万向导向轮组通过竖直方向内凹道轨时的示意图；

图9为图2所示实施例一的行走部的万向导向轮组通过水平方向弯曲道轨时的示意图；

图10为图2所示实施例一的行走部的万向导向轮组通过水平方向与图9相反弯曲道轨时的示意图；

图11为本发明实施例二的立体结构示意图；

图12为本发明实施例三的立体结构示意图；

图13为本发明实施例四的立体结构示意图；

图14为本发明实施例五的立体结构示意图；

图15为图14所示实施例五其升降装置正伸长时的立体结构示意图；

图16为图14所示实施例五中同步带升降装置的原理图；

图17为图16所示同步带升降装置的伸出时的示意图；

图18为一段空间弯曲的吊轨部；

图中：1000-吊轨式消防巡检机器人；2000-吊轨部；3000-远程控制中心；4000-灭火设备；4001-灭火弹；40011铁质吸块；4002灭火器；5000充电点；

1-行走部；11-主架；111-顶板；112-竖直轴座；12-万向导向轮组；121-竖直轴；1211-销轴；122-n形架支撑架；1221-n形框架；1222-凹窝孔；1223-球头；123-顶轮；124-侧轮；13-上斜轮组件；131-斜轮轴；132-斜轮；133-斜轮架；14-有齿驱动轮组件；141-有齿驱动轮；142-支撑轮；143-驱动件；

2-升降视觉装置；21-升降装置；22-云台；23-可见光摄像机；24-热成像仪；211-线性模组；2111-底座；2112-丝杆；2113-滑块；2114-升降电机；212-同步带升降装置；2121-安装底座；2122-螺杆；2123-驱动电机；2124-带轮一；2125-同步带一；2126-螺母滑块；2127-一级升降板；2128-二级升降板；2129-三级升降板；21210-带轮二；21211-同步带二；

3-定位装置；31-位置检测装置；32-位置识别块；

4-探测装置；

5-灭火设备操控装置；51-灭火弹抓取与释放装置；511-电磁铁式取放装置；512-机械臂；52-灭火器操控装置；521-喷嘴；522-电磁阀；523-软管；

6-控制与通讯装置；

7-电源装置；

8-充电装置；

9-轨道；91-导轨体；92-齿轨；93-轨道连接件；

10-吊架。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

图1至3所示，图中，吊轨式消防巡检机器人1000包括、吊轨部2000、远程控制中心3000、灭火设备4000、行走部1、升降视觉装置2、定位装置3、探测装置4、灭火设备操控装置5、控制与通讯装置6、电源装置7、充电装置8。

吊轨部2000，所述吊轨部2000包括轨道9以及用于将所述轨道9吊装在空中的吊架10，所述轨道9包括：导轨体91，所述导轨体91横截面轮廓为圆形；齿轨92，所述齿轨92固定于所述导轨体91的底部。

可在轨道6上移动的行走部1，所述行走部1包括：主架11；万向导向轮组12，所述万向导向轮组12包络于所述导轨体91外，且所述万向导向轮组12与所述主架11相连；上斜轮组件13，所述上斜轮组件13位于所述导轨体91一侧上部，且所述上斜轮组件12与所述主架11相连；有齿驱动轮组件14，所述有齿驱动轮组件14包括：有齿驱动轮141，所述有齿驱动轮141与所述主架11可枢转地相连，并与所述齿轨92相啮合；支撑轮142，所述支撑轮142与所述有齿驱动轮141同轴相连，且所述支撑轮与142所述齿轨92的轨面贴合；驱动件143，所述驱动件143与所述有齿驱动轮141相连，并驱动所述有齿驱动轮141转动。

升降视觉装置2，所述升降视觉装置2包括：升降装置21，所述升降装置21与所述主架11相连，且能够在上下方向升降；云台22，所述云台22与所述升降装置21相连；可见光摄像机23，所述可见光摄像机23安装在所述云台22上；热成像仪24，所述热成像仪24安装在所述云台22上。

定位装置3，所述定位装置3用于检测与确定所述行走部1在所述轨道9上的位置，所述定位装置3包括位置检测装置31和若干个位置识别块32，所述位置检测装置31安装在所述主架上，各个所述位置识别块32间隔布设在所述齿轨92上。

探测装置4，所述探测装置4安装在所述主架11上，且所述探测装置4包括：气体检测传感器、烟雾检测装置。

灭火设备操控装置5，所述灭火设备操控装置5与所述主架11相连，且所述灭火设备操控装置5可以操控所述灭火设备4000进行灭火作业。

控制与通讯装置6，所述控制与通讯装置6与远程控制中心3000通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部1、所述定位装置3、所述升降视觉装置2、所述探测装置4与所述灭火设备操控装置5。

具体地，所述可见光摄像机23与热成像仪24被安装在云台22上的防护壳体内，如图2、3所示。

具体而言，图2所示的实施例一中，导轨体91采用圆管，由于圆管能够进行空间任意方向的折弯以适应空间曲线轨道的形成，如图7、图8、图9、图10所示，导轨体91可在任意方向折弯，这些折弯的组合即可构成空间的曲线轨道，如图18所示。齿轨92通过焊接的方式固定在导轨体91上，以增大其连接强度。

根据本发明的实施例一，如图2所示，轨道9通过轨道连接件93与吊架10相连，轨道连接件93的一端与轨道9可以通过焊接的方式连接以增大其连接强度，另一端与吊架10连接固定。可根据实际情况，每隔一段距离设置一个轨道连接件93用于与吊架10相连。可选地，根据安装环境的不同，轨道连接件93可以有不同的形状。吊架10通常与上方的固定设施相连，比如天花板。

如图5、图6所示，具体地，本发明实施例一的万向导向轮组12包括：竖直轴121，所述竖直轴121为两个，竖直轴121的上端与所述主架11顶部可枢转地相连；n形架支撑架122，所述n形架支撑架122为两个，每个n形架支撑架122的的中部分别与其中一个竖直轴121的下端可枢转地相连,具体地，竖直轴121径向与n形架支撑架122的中部均设有连接孔，通过销轴1211连接；两个n形架支撑架122的一端均为n形框架1221，其一个n形架支撑架122的另一端设有凹窝孔1222，另一个n形架支撑架122的另一端设有球头1223；所述球头1223设在所述凹窝孔1222内；顶轮123，在每个所述n形框架1221的拱顶部位横向设置一个顶轮123，所述顶轮123与所述轨道体91的顶部滚动接触(如图5所示)；侧轮124，所述侧轮124竖向设置于所述n形框架1221的两侧，侧轮124与所述轨道体91的两侧滚动接触。

具体而言，采用此技术方案，万向导向轮组12的两个竖直轴121可以旋转，n形架支撑架122的一端可相对竖直轴121径向转动，又因一个n形架支撑架122的另一端的球头1223的设于另一个n形架支撑架122的另一端的凹窝孔1222内；而每个n形架支撑架122在顶部设有顶轮123，两侧设有侧轮124，包络在导轨体91外，这样使得两个n形架支撑架122能够具有关联性的联动，能够向任何方向摆动，以适应轨道9在空间任意方向的弯曲。如图7为万向导向轮组12在通过竖直方向外凸道轨时的示意图，图8为万向导向轮组12在通过竖直方向内凹道轨时的示意图，图9、图10为万向导向轮组12在通过水平方向弯曲道轨时的示意图。可见，采用万向导向轮组12的技术方案可适应空间弯曲的轨道。

具体地，根据本发明的实施例一，如图6所示，主架11包括顶板111、竖直轴座112，顶板111的上部设有两个安装孔，竖直轴座112为两个，且竖直轴座112安装在顶板111上部的安装孔中；进一步地，竖直轴座112与竖直轴121间设有轴承，以减少摩擦力，使得竖直轴转动灵活。

如图5所示，本发明的实施例一的上斜轮组件13包括：斜轮轴131，所述斜轮轴131与所述主架11顶部相连，且斜轮轴131轴线与竖直方向存在一定夹角；斜轮132，所述斜轮132与所述斜轮轴131可枢转地相连，且斜轮132与导轨体91一侧上部滚动接触。图5中，斜轮轴131通过斜轮架133与主架11相连，斜轮架133与主架11固定连接，斜轮轴131与斜轮架133相连。

根据本发明的实施例一，如图5、6所示，所述顶轮123、侧轮124、斜轮132的回转面均为内凹曲面。

可选地，灭火设备4000包括：灭火弹4001，灭火弹4001包括：干粉灭火弹和泡沫灭火弹；如图2、图3、图4所示的实施例一所示，灭火设备操控装置5包括与灭火弹4001对应的灭火弹抓取与释放装置51，灭火弹抓取与释放装置51与主架11相连，可从灭火弹存放处抓取不少于一个灭火弹4001，并可根据需要对灭火弹4001进行释放操作。具体地，如图2、图3、图4所示，灭火弹抓取与释放装置51包括电磁铁式取放装置511，灭火弹4001上设有铁质吸块40011(如图4所示)，吊轨式消防巡检机器人1000运行至灭火弹4001的存放处时，通过定位装置3定位，电磁铁式取放装置511通电将灭火弹4001吸住携带至需灭火处，电磁铁式取放装置511失电将灭火弹释放。图2所示的实施例一中，具体地，电磁铁式取放装置511通过一个机械臂512与行走部相连，电磁铁式取放装置511设于机械臂512的末端；机械臂512实施对灭火弹4001的抓取与释放。图4中，灭火弹抓取与释放装置51吸附住一个灭火弹4001。

可选地，灭火设备4000包括：灭火器4002，灭火器4002与主架11相连，灭火器4002包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、清水灭火器；灭火设备操控装置5包括与灭火器4002对应的灭火器操控装置52，如图11所示的实施例二吊轨式消防巡检机器人1000携带了灭火器4002，灭火器操控装置52包括：喷嘴521，喷嘴521安装在云台22的下端；电磁阀522，电磁阀522的一端与灭火器4002相连，电磁阀522的另一端与喷嘴521相连。在其它的实施例中，如图12所示的实施例三中，喷嘴521设置在一个机械手臂的末端，喷嘴521通过软管523与电磁阀522相连，喷嘴521可以通过机械手臂的操作使得喷嘴521对准灭火区域。图13所示的实施例四中，吊轨式消防巡检机器人1000携带了灭火器4002，装备了灭火器操控装置52，同时还装备了灭火弹抓取与释放装置51，也可实现采用灭火弹4001进行灭火操作。

图1、图4、图11、图12、图13、图14所示的本发明的实施例中，定位装置3包括位置检测装置31和位置识别块32；位置检测装置31安装在主架11上，而位置识别块32安装在轨道9上，且每隔一定距离在轨道9上设置一个位置识别块32，或在重要位置如充电点5000、重要设备处、灭火设备存放处设置位置识别块32；当吊轨式消防巡检机器人1000在轨道9上运行时，位置检测装置31通过识别轨道9上设置的位置识别块32，就能够确定吊轨式消防巡检机器人1000所在的位置，实现定位。具体而言，位置检测装置31为射频读卡器，位置识别块32为一种电子标签，当吊轨式消防巡检机器人通过电子标签时，射频读卡器记录吊轨式消防巡检机器人通过的位置。在其他的一些实施例中，位置检测装置31为霍尔传感器，位置识别块32为一种由多个磁块组成的位置编码块，同样可以实现吊轨式消防巡检机器人的定位。在其他一些实施例中，定位装置3还可以包括安装在有齿驱动轮组件14上的编码设备，对所述机器人的行程进行检测从而实现定位。

本发明的探测装置4的所述气体检测传感器包括检测一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫气体浓度的传感器的一种或多种以及信号处理模块。

根据本发明的实施例一(图2至图4所示)、实施例二(图11所示)、实施例三(图12所示)、实施例四(图13所示)、实施例五(图14、图15所示)，吊轨式消防巡检机器人1000的电源装置7安装在主架11上，充电装置8与电源装置7相连；吊轨部2000设有充电点，充电点5000设有充电触点。当电源装置7的电量小于设定值时，控制与通讯装置6控制行走部1移动至充电点5000，充电装置8与充电触点接通。

图2、图3、图4所示的实施例一中，升降视觉装置2的升降装置21采用线性模组211实现升降，其包括底座2111、丝杆2112、滑块2113和升降电机2114。丝杆2112的两端与底座2111可枢转地相连，在丝杆2112与底座2111之间设有轴承，减小丝杆2112转动时的摩擦阻力。丝杆2112的一端通过联轴器与升降电机2114的输出轴相连，通过升降电机2114转动驱动丝杆2112的转动。滑块2113与丝杆2112以螺纹副相连，通过丝杆2112的转动实现滑块2113的上下移动。云台22与线性模组211的滑块2113相连。这样，云台22可跟随滑块2113上下移动。具体实施时，可设置保护外壳(图2、图3中未绘出)以防尘防水。图11所示实施例二、图12所示的实施例三、图13所示实施例四中，升降视觉装置2的升降装置21也均采用了线性模组211。

图14、图15所示的实施例五中，升降视觉装置2的升降装置21采用同步带升降装置212实现升降。图14为升降装置21回缩时的状态，图15为升降装置21正伸长时的状态。图16为同步带升降装置212的原理图，图16为可实现三级升降的同步带升降装置，同步带升降装置212包括安装底座2121、螺杆2122、驱动电机2123、带轮一2124、同步带一2125、螺母滑块2126、一级升降板2127、二级升降板2128、三级升降板2129、带轮二21210；同步带二21211。螺杆2122的两端与安装底座2121可枢转地相连，在螺杆2122与安装底座2121之间设有轴承，减小螺杆2122转动时的摩擦阻力。螺杆2122的一端与带轮二21210相连，驱动电机2123安装在安装底座2121上，且驱动电机2123输出轴与另一个带轮二21210相连，两个带轮二21210通过同步带二21211相连。在一级升降板2127与二级升降板2128的两端均安装有带轮一2124，且一级升降板2127与二级升降板2128上各自的两个带轮一2124均通过同步带一2125相连。螺杆2122与螺母滑块2126以螺纹副相连，螺母滑块2126与一级升降板2127的上端相连，一级升降板2127上的同步带一2125与安装底座2121的下端相连。二级升降板2128的上端与一级升降板2127上的同步带一2125相连，二级升降板2128上的同步带一2125与一级升降板2127的下端相连。三级升降板2129的上端与二级升降板2128上的同步带一2125相连。进一步地，安装底座2121与一级升降板2127、一级升降板2127与二级升降板2128以及二级升降板2128与三级升降板2129之间均设有导轨、滑块。图16为同步带升降装置212回缩时的状态，图17为同步带升降装置212伸出时的状态。云台22与三级升降板2129相连，这样，云台22可跟随三级升降板2129上下移动，如图14、图15所示。

本发明通过上述技术方案，吊轨部2000的导轨体91与齿轨92为行走部1提供了行走轨道9，吊架10将轨道9吊挂在巡检现场的设备上方；行走部1的主架11为行走部1及吊轨式消防巡检机器人1000提供一个总体机架，万向导向轮组12与主架11相连，且包络并支撑在导轨体91上，采用万向导向轮组12可适应各个方向的弯曲轨道9；上斜轮组件13承担了吊轨式消防巡检机器人1000的部分载荷；有齿驱动轮组件14与主架11相连，并驱动吊轨式消防巡检机器人1000移动。通过上述技术方案实现了吊轨式消防巡检机器人1000在吊轨部2000上的行走。根据本发明的技术方案，升降视觉装置2实现了云台22的升降；云台22可以实现全方位旋转，安装在云台22上的可见光摄像头23、热成像仪24可以实现与云台22的同步旋转，另外，可见光摄像头23、热成像仪24也可以实现上下俯仰；这样，可使得安装在云台22上的所述可见光摄像机23与所述热成像仪24有较广的探测视野。定位装置3可检测与确定行走部1即吊轨式消防巡检机器人1000在所述轨道9上的位置。探测装置4的气体检测传感器、烟雾检测装置对环境信息进行实时检测；灭火设备操控装置5可对着火位置进行灭火操作；控制与通讯装置6与远程控制中心3000通讯连接把吊轨式消防巡检机器人1000的状态、检测的环境信息与视觉信息传输给远程控制中心3000，同时远程控制中心3000也可通过控制与通讯装置6对吊轨式消防巡检机器人1000进行运动控制与操作，比如所述机器人的移动、升降视觉装置2的升降、云台22的动作以及灭火设备操控装置5的操作。因在吊轨部2000沿线设置了充电点5000，充电点5000设有充电触点，与行走部1相连的充电装置8在充电点5000与所述充电触点接通，可以对吊轨式消防巡检机器人1000的电源装置7进行充电。

本发明通过上述技术方案，可选地，灭火设备操控装置5可从灭火弹4001存放处抓取不少于一个灭火弹4001，并可根据需要对灭火弹4001进行释放操作。如采用电磁铁式取放装置511，通过通电与失电的方式使得电磁铁式取放装置511能够吸取与释放设有铁质吸块的灭火弹4001；再如采用机械臂512更便于对灭火弹4001的抓取与释放；采用本发明的技术方案可实现采用灭火弹4001进行灭火的目的。所述灭火弹4001可以根据现场设备的起火原因选择不同性质的灭火弹4001，如干粉灭火弹和泡沫灭火弹。

本发明通过上述技术方案，可选地，灭火设备4000为灭火器4002，所述灭火器操控装置52可对灭火器4002进行开启与方向的操作，实现利用灭火器4002对着火点的灭火作业。

使用本发明时，可根据应用场所的设备布置与特点在设备的上方或斜上方布设所述吊轨部2000，轨道9可根据实际情况设计成空间曲线形状，如图18中的一段空间弯曲的吊轨部2000，保证所述机器人能够处于最佳的探测与检测位置，也可根据巡检需要，在一个吊轨部2000上安装多个吊轨式消防巡检机器人1000。所述机器人的行走部1套装在轨道9上，采用了本发明的行走部11，吊轨式消防巡检机器人1000能够适应空间曲线轨道9，并实现在轨道9上的平稳性移动与转向；日常情况下，所述机器人沿着轨道9进行日常的巡检与探测，可实现对检测环境中某些气体浓度的检测，再结合可见光摄像头23、热成像仪24的探测判断是否发生火灾，其中，升降视觉装置2使得所述机器人对现场探测的视野更加宽阔，探测结果更为准确；若发生火灾，吊轨式消防巡检机器人1000移动到发生火灾的位置，利用灭火设备操控装置5在第一时间进行自动灭火。若所携带的灭火设备4000使用完，可移动至灭火设备4000存放处抓取备用灭火设备4000，如灭火弹4001。所述机器人可检测自身电量的多少，若小于设定电量可移动至充电点5000进行自主充电。吊轨式消防巡检机器人1000的状态、检测的环境信息与视觉信息传输给远程控制中心3000，远程控制中心3000通过所述控制与通讯装置6对吊轨式消防巡检机器人1000进行运动控制与操作。因此，吊轨式消防巡检机器人1000可沿着轨道9进行巡检探测，所述机器人的控制与定位比较简单，可实现对工矿现场的巡检工作，能够及时发现故障或安全隐患，具有预防火灾的发生的功能，在发生火灾险情时亦能进行灭火作业。

对于本吊轨式消防巡检机器人1000其他构成，如防护外壳的设计，已为现有技术，且为本领域的普通技术人员熟知，故不再详细描述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，需要说明的是，通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文若使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述了只是为了说明的目的。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于，包括：

吊轨部，所述吊轨部包括轨道以及用于将所述轨道吊装在空中的吊架，所述轨道包括：导轨体，所述导轨体横截面轮廓为圆形；齿轨，所述齿轨固定于所述导轨体的底部；

可在轨道上移动的行走部，所述行走部包括：主架；万向导向轮组，所述万向导向轮组包络于所述导轨体外，且所述万向导向轮组与所述主架相连；上斜轮组件，所述上斜轮组件位于所述导轨体一侧上部，且所述上斜轮组件与所述主架相连；有齿驱动轮组件，所述有齿驱动轮组件包括：有齿驱动轮，所述有齿驱动轮与所述主架可枢转地相连，并与所述齿轨相啮合；支撑轮，所述支撑轮与所述有齿驱动轮同轴相连，且所述支撑轮与所述齿轨的轨面贴合；驱动件，所述驱动件与所述有齿驱动轮相连，并驱动所述有齿驱动轮转动；

升降视觉装置，所述升降视觉装置包括：升降装置，所述升降装置与所述主架相连，且能够在上下方向升降；云台，所述云台与所述升降装置相连；可见光摄像机，所述可见光摄像机安装在所述云台上；热成像仪，所述热成像仪安装在所述云台上；

定位装置，所述定位装置用于检测与确定所述行走部在所述轨道上的位置，所述定位装置包括位置检测装置和若干个位置识别块，所述位置检测装置安装在所述主架上，各个所述位置识别块间隔布设在所述齿轨上；

探测装置，所述探测装置安装在所述主架上，且所述探测装置包括：气体检测传感器、烟雾检测装置；

灭火设备；

灭火设备操控装置，所述灭火设备操控装置与所述主架相连，且所述灭火设备操控装置可以操控所述灭火设备进行灭火作业；

控制与通讯装置，所述控制与通讯装置与远程控制中心通讯连接，并连接、检测与控制下列设备：所述行走部、所述定位装置、所述升降视觉装置、所述探测装置与所述灭火设备操控装置。

2.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于，所述万向导向轮组包括：

竖直轴，所述竖直轴为两个，竖直轴的上端与所述主架顶部可枢转地相连；

n形架支撑架，所述n形架支撑架为两个，每个n形架支撑架的的中部分别与其中一个竖直轴的下端可枢转地相连；两个n形架支撑架的一端均为n形框架，其一个n形架支撑架的另一端设有凹窝孔，另一个n形架支撑架的另一端设有球头；所述球头设在所述凹窝孔内；

顶轮，在每个所述n形框架的拱顶部位横向设置一个顶轮，所述顶轮与所述轨道体的顶部滚动接触；

侧轮，所述侧轮竖向设置于所述n形框架的两侧，侧轮与所述轨道体的两侧滚动接触。

3.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于，所述上斜轮组件包括：

斜轮轴，所述斜轮轴与所述主架顶部相连，且斜轮轴轴线与竖直方向存在一定夹角；

斜轮，所述斜轮与所述斜轮轴可枢转地相连，且斜轮与导轨体一侧上部滚动接触。

4.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于：所述位置检测装置为射频读卡器或霍尔传感器，所述识别块为电子标签或位置编码块。

5.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于：所述灭火设备包括灭火弹，所述灭火弹包括干粉灭火弹和泡沫灭火弹；所述灭火设备操控装置包括与所述灭火弹对应的灭火弹抓取与释放装置，所述灭火弹抓取与释放装置包括电磁铁式取放装置，电磁铁式取放装置通过机械臂与主架相连，所述灭火弹上设有铁质吸块。

6.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于：所述灭火设备包括：灭火器，所述灭火器与所述主架相连，所述灭火器包括：干粉灭火器、泡沫灭火器、二氧化碳灭火器、清水灭火器；所述灭火设备操控装置包括与所述灭火器对应的灭火器操控装置，所述灭火器操控装置包括：喷嘴、电磁阀，所述灭火器与所述电磁阀相连，所述喷嘴与所述电磁阀相连。

7.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于：所述气体检测传感器包括检测一氧化碳、二氧化碳、甲烷、硫化氢、二氧化硫气体浓度的传感器的一种或多种以及信号处理模块。

8.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于，还包括：电源装置、充电装置，所述电源装置安装在所述主架上，所述充电装置与所述电源装置相连；所述吊轨部设有充电点，所述充电点设有充电触点，所述行走部移动至所述充电点时，所述充电装置与所述充电触点接通。

9.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于：所述升降装置包括线性模组，线性模组包括底座、丝杆、滑块和升降电机，丝杆的两端与底座可枢转地相连，丝杆的一端通过联轴器与升降电机的输出轴相连，滑块与丝杆以螺纹副相连，云台与线性模组的滑块相连。

10.根据权利要求1所述的一种吊轨式消防巡检机器人，其特征在于：所述升降装置包括同步带升降装置，同步带升降装置包括安装底座、螺杆、驱动电机、带轮一、同步带一、螺母滑块、一级升降板、二级升降板、三级升降板、带轮二、同步带二，螺杆的两端与安装底座可枢转地相连，螺杆的一端与带轮二相连，驱动电机安装在安装底座上，且驱动电机输出轴与另一个带轮二相连，两个带轮二通过同步带二相连，在一级升降板与二级升降板的两端均安装有带轮一，且一级升降板与二级升降板上各自的两个带轮一均通过同步带一相连，螺杆与螺母滑块以螺纹副相连，螺母滑块与一级升降板的上端相连，一级升降板上的同步带一与安装底座的下端相连，二级升降板的上端与一级升降板上的同步带一相连，二级升降板上的同步带一与一级升降板的下端相连，三级升降板的上端与二级升降板上的同步带一相连，云台与三级升降板相连。