CN107050708A - 一种消防救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消防救援机器人，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、移动载体组件、破拆组件、数据信息采集组件和液压救援组件组成，箱体组件是整个系统的安装基座，移动载体组件、破拆组件、数据信息采集组件和液压救援组件均安装在箱体组件上。破拆组件、数据信息采集组件、液压救援组件通过法兰安装于新型箱体上方，移动载体组件与新型箱体应用螺栓结构进行模块化组装，安装于新型箱体下方，本发明，采用了新型设计，携带破拆工具，救援工具和摄像头等，可代替消防人员进入易燃、易爆、有毒的气体环境进行救援，侦查,具有行走灵活，通信距离远，工作时间长，操作方便的特点。

Description

一种消防救援机器人

技术领域

本发明属于机器人的技术领域，具体为一种消防救援机器人。

背景技术

随着国民经济的发展,消防救援灭灾，保卫人民生命财产，在现代社会生活中显得越来越重要。人民和消防部门越来越重视科学消防，技术消防，消防救援机器人在消防设备里扮演着越来越重要的角色。通过对消防救援灭灾现场的分析，我们不难发现在高温，浓烟，有毒气体，辐射，二次爆炸、坍塌等恶劣环境中，消防员在开展救援任务时，稍微有一点疏忽大意就可能威胁到生命安全。同时，在这种环境下，消防员心理压力较大，搜救判断，计划实施都会面临的考验，工作效率得不到发挥。新型消防救援机器人可以完全忽略这种情况，在耐高温材料的保护下，生命探测，救援辅助，声像数据传输等等任务都能得到更好的完成，而且机器人不存在人类的情感，完全受程序或人为控制，工作效率和结果都比较好。并且，新型消防救援机器人可以应用于许多救援场合，比如地震，泥石流，台风，洪水，矿难，危险物排除等。因此，新型消防救援机器人的研究具有重要的实用价值和社会意义

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双目视觉的三维定位，集破拆、防火、防爆、隔热功能的新型消防救援机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种消防救援机器人，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、移动载体组件、破拆组件、数据信息采集组件和液压救援组件组成，箱体组件是整个系统的安装基座，移动载体组件、破拆组件、数据信息采集组件和液压救援组件均安装在箱体组件上，破拆组件、数据信息采集组件、液压救援组件通过法兰安装于新型箱体上方，移动载体组件与新型箱体应用螺栓结构进行模块化组装，安装于新型箱体下方，其中：

箱体组件包括新型箱体、充电电池、电气控制芯片、电机、散热风扇、电源开关、充电部件，氧气供应组件，新型箱体分为三个部分，其中一个为救援仓体，由氧气供应组件组成；另一个为供能仓体，由充电电池、电气控制芯片组成，最后一个为附件仓体，由电机、散热风扇、电源开关、充电部件组成；

移动载体组件包括驱动轮、履带、减震器、导向轮、张紧轮组件；

破拆组件包括水平回转驱动部、中段俯仰驱动部、机械臂中段、前段俯仰驱动部、机械臂前段、切割片驱动部、切割片，机械臂中段一端安装有水平回转驱动部和中段俯仰驱动部，并且水平回转驱动部固定在箱体组件上，另一端安装有前段俯仰驱动部，前段俯仰驱动部与机械臂前端连接，驱动机械臂前端转动，在机械臂前段安装有切割片驱动部、切割片；

数据信息采集组件包括双目随动相机、旋转基座、数据箱、气体传感器、红外温度传感器、避障传感器、天线，数据信息采集组件中，数据信息采集组件安装在箱体组件上，在数据箱上安装有双目随动相机，双目随动相机在旋转基座上实现上下左右移动，调整视野，气体传感器、红外温度传感器、避障传感器安装在数据箱旁，天线安装在新型箱体尾段两侧；

液压救援组件包括舱门、左舱门液压杆、右舱门液压杆、伸缩滚动床、左升降臂中段、右升降臂中段、左升降臂关节驱动部、右升降臂关节驱动部、左升降臂前段、右升降臂前段、左翻转杆、右翻转杆、左掌、右掌、总液压杆、后滑动轮、左升降臂驱动部、右升降臂驱动部、左伸缩杆、右伸缩杆、前滑动轮、导轨，液压救援组件与新型箱体应用螺栓结构进行模块化组装，左舱门液压杆、右舱门液压杆控制舱门的开闭，左翻转杆、右翻转杆控制左掌、右掌的对目标物的控制，拾起等动作，左升降臂关节驱动部、右升降臂关节驱动部和相对应的左伸缩杆、右伸缩杆控制左掌、右掌的整体抬起，回缩等动作，总液压杆通过后滑动轮，前滑动轮和导轨的运动，实现伸缩滚动床的下滑与上拉动作。

进一步的，远程控制箱通过无线信号与控制箱通信，从而控制新型消防救援机器人本体动作。

本发明的有益效果是：

采用了新型设计，携带破拆工具，救援工具和摄像头等，可代替消防人员进入易燃、易爆、有毒的气体环境进行救援，侦查；具有行走灵活，通信距离远，工作时间长，操作方便的特点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明示意图。

图2为本发明内部结构示意图。

图3为本发明内部结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如附图所示，本发明提出的一种新型消防救援机器人,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、移动载体组件2、破拆组件3、数据信息采集组件4和液压救援组件5组成。

箱体组件1包括：新型箱体、充电电池、电气控制芯片、电机、散热风扇、电源开关、充电部件，氧气供应组件；

移动载体组件2包括：驱动轮、履带、减震器、导向轮、张紧轮组件；

破拆组件3包括：水平回转驱动部301、中段俯仰驱动部302、机械臂中段303、前段俯仰驱动部304、机械臂前段305、切割片驱动部306、切割片307；

数据信息采集组件4包括：双目随动相机、旋转基座、数据箱、气体传感器、红外温度传感器、避障传感器、天线；

液压救援组件5包括：舱门501、左舱门液压杆502、右舱门液压杆503、伸缩滚动床504、左升降臂中段505、右升降臂中段506、左升降臂关节驱动部507、右升降臂关节驱动部508、左升降臂前段509、右升降臂前段510、左翻转杆511、右翻转杆512、左掌513、右掌514、总液压杆515、后滑动轮516、左升降臂驱动部517、右升降臂驱动部518、左伸缩杆519、右伸缩杆520、前滑动轮521、导轨522。

箱体组件1是整个系统的安装基座，移动载体组件2、破拆组件3、数据信息采集组件4和液压救援组件5均安装在箱体组件1上。破拆组件3、数据信息采集组件4液压救援组件5通过法兰安装于新型箱体上方；移动载体组件2与新型箱体应用螺栓结构进行模块化组装，安装于新型箱体下方。

箱体组件1中的新型箱体分为三个部分，其中一个为救援仓体，由氧气供应组件组成；另一个为供能仓体，由充电电池、电气控制芯片组成，最后一个为附件仓体，由电机、散热风扇、电源开关、充电部件组成。救援仓体中的氧气供应组件具有排除烟雾气体、供应安全的空气、防火隔热的功能。散热风扇带走电机产生的热量，空气对流将热量传递给箱体，使整个箱体起到散热作用；同时，在附件仓体与救援仓体和供能仓体间安置间隔板，使电机的热量不会对救援仓体和供能仓体内的人员与器件产生影响。

移动载体组件2使用的导向轮轮廓超过新型箱体，以确定两端履带与地面形成一定角度，可以方便机器人更好的翻越障碍物，并保护机器人在前行的过程中，箱体不受到直接的撞击。张紧轮组件设计有自动弹簧张紧功能，使履带在行走的过程中始终张紧。

在破拆组件3上分别安装了水平回转驱动部301、中段俯仰驱动部302、前段俯仰驱动部304；在机械臂前段305安装了切割片驱动部306、切割片307。通过水平回转驱动部301、中段俯仰驱动部302、前段俯仰驱动部304可实现水平方向360度，垂直方向近90度的工作范围；通过对数据信息采集组件4中采集信号的分析，操作人员可远程遥控或程序自主智能控制使用切割片307，实现破拆救援工作。

数据信息采集组件4中，在数据箱上安装了双目随动相机，双目随动相机可以在旋转基座上实现上下左右移动，调整视野。气体传感器、红外温度传感器、避障传感器安装在数据箱旁，天线安装在新型箱体尾段两侧。数据信息采集组件4通过双目随动相机、气体传感器、红外温度传感器、避障传感器采集现场的图像和环境信息。双目随动相机可实现对被救人员的定点识别，以便以最佳路径和最佳方式，迅速到达被救人员位置并且实现安全救援。红外温度传感器、避障传感器可在一定距离范围内检测机器人四周温度和障碍物。气体传感器可对空气质量进行分析，为接下来的救援活动提供参考依据。天线用于传输控制信号和图像信号。

液压救援组件5与新型箱体应用螺栓结构进行模块化组装。左舱门液压杆502、右舱门液压杆503控制舱门501的开闭；左翻转杆511、右翻转杆512控制左掌513、右掌514的对目标物的控制，拾起等动作。左升降臂关节驱动部507、右升降臂关节驱动部508和相对应的左伸缩杆519、右伸缩杆520控制左掌513、右掌514的整体抬起，回缩等动作。总液压杆515通过后滑动轮516，前滑动轮521和导轨522的运动，实现伸缩滚动床504的下滑与上拉动作。舱门501的关闭后，氧气供应组件工作；同时，操作人员可远程遥控或程序自主智能控制选择最佳回归路线，达到迅速救援的目的。

该发明的工作过程是：打开远程控制箱的电源，发出指令，新型消防救援机器人本体上的天线负责接收控制箱发来的命令，根据命令驱动或者自主智能控制驱动新型消防救援机器人本体前进、后退、左转、右转、破拆，救援等；远程控制箱上的显示器实时显示现场图像、路径、温度、气体浓度、自身电流、电压等信息。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定,任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种消防救援机器人，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、移动载体组件2、破拆组件3、数据信息采集组件4和液压救援组件5组成，箱体组件1是整个系统的安装基座，移动载体组件2、破拆组件3、数据信息采集组件4和液压救援组件5均安装在箱体组件1上，破拆组件3、数据信息采集组件4、液压救援组件5通过法兰安装于新型箱体上方，移动载体组件2与新型箱体应用螺栓结构进行模块化组装，安装于新型箱体下方，其中：

箱体组件1包括新型箱体、充电电池、电气控制芯片、电机、散热风扇、电源开关、充电部件，氧气供应组件，新型箱体分为三个部分，其中一个为救援仓体，由氧气供应组件组成；另一个为供能仓体，由充电电池、电气控制芯片组成，最后一个为附件仓体，由电机、散热风扇、电源开关、充电部件组成；

移动载体组件2包括驱动轮、履带、减震器、导向轮、张紧轮组件；

破拆组件3包括水平回转驱动部301、中段俯仰驱动部302、机械臂中段303、前段俯仰驱动部304、机械臂前段305、切割片驱动部306、切割片307，机械臂中段303一端安装有水平回转驱动部301和中段俯仰驱动部302，并且水平回转驱动部301固定在箱体组件1上，另一端安装有前段俯仰驱动部304，前段俯仰驱动部304与机械臂前端305连接，驱动机械臂前端305转动，在机械臂前段305安装有切割片驱动部306、切割片307；

数据信息采集组件4包括双目随动相机、旋转基座、数据箱、气体传感器、红外温度传感器、避障传感器、天线，数据信息采集组件4中，数据信息采集组件4安装在箱体组件1上，在数据箱上安装有双目随动相机，双目随动相机在旋转基座上实现上下左右移动，调整视野，气体传感器、红外温度传感器、避障传感器安装在数据箱旁，天线安装在新型箱体尾段两侧；

液压救援组件5包括舱门501、左舱门液压杆502、右舱门液压杆503、伸缩滚动床504、左升降臂中段505、右升降臂中段506、左升降臂关节驱动部507、右升降臂关节驱动部508、左升降臂前段509、右升降臂前段510、左翻转杆511、右翻转杆512、左掌513、右掌514、总液压杆515、后滑动轮516、左升降臂驱动部517、右升降臂驱动部518、左伸缩杆519、右伸缩杆520、前滑动轮521、导轨522，液压救援组件5与新型箱体应用螺栓结构进行模块化组装，左舱门液压杆502、右舱门液压杆503控制舱门501的开闭，左翻转杆511、右翻转杆512控制左掌513、右掌514的对目标物的控制，拾起等动作，左升降臂关节驱动部507、右升降臂关节驱动部508和相对应的左伸缩杆519、右伸缩杆520控制左掌513、右掌514的整体抬起，回缩等动作，总液压杆515通过后滑动轮516，前滑动轮521和导轨522的运动，实现伸缩滚动床504的下滑与上拉动作。

2.根据权利要求1所述一种消防救援机器人，其特征在于，远程控制箱通过无线信号与控制箱通信，从而控制新型消防机器人本体动作。