CN107137847B - 一种基于物联网的火灾救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的火灾救援机器人，主体、移动机构、中控机构、机械臂、救生机构和灭火机构，救生机构包括固定板、升降板、传送组件和升降组件，升降组件包括第二电机、第二驱动轴、导向杆和移动板，传送组件包括第一电机、第一驱动轴、第一驱动轮、传送带和第一从动轮，灭火机构包括移动组件和角度调节组件，移动组件包括控制单元和移动单元，角度调节组件包括外壳、驱动单元、调节单元和灭火喷头。该基于物联网的火灾救援机器人中，通过机械臂将伤员送入救生机构进行救治保护，通过灭火机构，增大了灭火范围，这些都大大提高了机器人的实用性。

Description

一种基于物联网的火灾救援机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于物联网的火灾救援机器人。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。在火灾救援时，经常会出现各种危险情况，此时，救火员已经不适合去处理，这时需要机器人帮忙，然而很多机器人智能单一的灭火，而且灭火的范围比较有限，并且，一旦发现伤员，机器人都不能立即将其搬运离开救治，这样浪费了宝贵救援的时间，从而造成巨大损失，这些都大大降低了机器人的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的火灾救援机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的火灾救援机器人，包括主体、设置在主体下方的移动机构、设置在主体一侧的中控机构、设置在主体上的机械臂、设置在主体内部的救生机构和灭火机构，所述移动机构、机械臂、救生机构和灭火机构均与中控机构电连接；

所述救生机构包括固定板、升降板、传送组件和升降组件，所述固定板通过升降组件与升降板传动连接，所述传送组件水平设置在升降板上；

所述升降组件包括第二电机、第二驱动轴、两根关于第二驱动轴对称的导向杆和移动板，所述移动板的中心处设有与第二驱动轴上的外螺纹匹配的螺纹孔，所述第二电机竖向设置在固定板上，所述第二电机通过第二驱动轴与移动板传动连接，所述导向杆的一端固定在固定板上，所述导向杆的另一端穿过移动板；

所述传送组件包括第一电机、第一驱动轴、第一驱动轮、传送带和第一从动轮，所述第一电机通过第一驱动轴与第一驱动轮传动连接，所述第一驱动轮通过传送带与第一从动轮传动连接；

当需要救援伤员时，此时，第二电机正转启动，第二驱动轴随之转动，因为移动板的中心处设有与第二驱动轴上的外螺纹匹配的螺纹孔，故移动板向下移动，因为移动板和升降板固定连接，故设置在升降板上的传送组件也随之下移，同时，第一电机启动，第一驱动轮随之转动，第一驱动轮通过传送带带动第一从动轮旋转，设置在主体上的机械臂将伤员抓住，送到传送带上，传送带将伤员送到里面进行保护治疗，之后第二电机反转，升降板上升，机器人可以带着伤员离开火灾现场。

所述灭火机构包括移动组件和角度调节组件，所述移动组件与角度调节组件传动连接；

所述移动组件包括控制单元和移动单元，所述控制单元与移动单元传动连接，所述控制单元包括第三电机、第三驱动轴、第二驱动轮和第一齿轮，所述第二驱动轮和第一齿轮均与第三驱动轴同轴设置，所述移动单元包括升降杆、连接线和第二从动轮，所述升降杆竖向设置在第一齿轮的一侧，所述升降杆的一侧设有与第一齿轮啮合的从动齿，所述升降杆的另一侧设有凹槽，所述角度调节组件的一端与凹槽匹配，所述角度调节组件在凹槽内上下滑动，所述第二从动轮设置在升降杆的顶端，所述第二驱动轮通过连接线绕过第二从动轮与角度调节组件传动连接；

所述角度调节组件包括外壳、驱动单元、调节单元和灭火喷头，所述外壳的一端位于凹槽的内部，所述驱动单元和调节单元均设置在外壳的内部，所述驱动单元设置在调节单元的上方，所述驱动单元与调节单元传动连接，所述驱动单元包括第四电机、第四驱动轴和第二齿轮，所述第四电机通过第四驱动轴与第二齿轮传动连接，所述调节单元包括第一连杆、滑动套筒、第二连杆和条形齿轮，所述第一连杆水平设置，所述第一连杆的一端固定设置在外壳内壁，所述第一连杆的另一端与灭火喷头的下端铰接，所述滑动套筒设置在第一连杆上，所述第二连杆的一端与滑动套筒铰接，所述第二连杆的另一端与灭火喷头的上端铰接，所述滑动套筒的上方设有条形齿轮，所述条形齿轮与滑动套筒固定连接，所述条形齿轮与第二齿轮啮合。

当灭火机构需要上升时，此时第三电机正转启动，第一齿轮随之逆时针转动，因为升降杆的一侧设有与第一齿轮啮合的从动齿，故升降板向上移动，同时因为第二驱动轮通过连接线绕过第二从动轮与角度调节组件传动连接，调节组件在升降杆另一侧的凹槽内被拉升向上滑动。当需要调节角度灭火时，此时，第四电机启动，第二齿轮随之转动，因为第二齿轮与条形齿轮啮合，条形齿轮下端与滑动块上端固定连接，第一连杆的一端固定设置在外壳内壁，第一连杆的另一端与灭火喷头的下端铰接，第二连杆的一端与滑动套筒铰接，第二连杆的另一端与灭火喷头的上端铰接，故滑动块向左移动时，灭火喷头向上转动，滑动块向右移动时，灭火喷头向下转动。

作为优选，为了防止伤员在传送带移动过程中受到撞击，所述传送带的上方设有缓冲单元，所述缓冲单元包括固定块，若干弹簧和缓冲板，所述固定块设置在升降板内壁上，所述缓冲板通过弹簧与固定块连接。

作为优选，为了检测伤员在传送带上的位置，使其传送到一定位置停下，所述救生机构内部设有红外线探测器。

作为优选，为了能够遥控观察周围环境，所述主体上方一侧设有摄像头，所述摄像头与中控机构电连接。

作为优选，为了使机器人长时间工作，所述主体内部设有蓄电池。

作为优选，所述中控机构包括显示界面、控制按键、状态指示灯和PLC，所述显示界面、控制按键和状态指示灯均与PLC电连接。

作为优选，为了观看的更加清楚，所述显示界面为液晶显示屏。

作为优选，为了方便手动按键，所述控制按键为轻触按键。

作为优选，为了观察机器人的状态，所述状态指示灯为工作指示灯和报警信号灯。

作为优选，为了能够远程遥控机器人，为了所述主体内部设有天线，所述天线与PLC电连接。

本发明的有益效果是，该基于物联网的火灾救援机器人中，通过机械臂将伤员送入救生机构进行救治保护，通过灭火机构，增大了灭火范围，这些都大大提高了机器人的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的火灾救援机器人的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的火灾救援机器人的救生机构的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的火灾救援机器人的灭火机构的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的火灾救援机器人的中控机构的结构示意图；

图中：1.主体，2.移动机构，3.中控机构，4.机械臂，5.灭火机构，6.摄像头，7.固定板，8.升降板，9.第一电机，10.第一驱动轴，11.第一驱动轮，12.传送带，13.第一从动轮，14.固定块，15.弹簧，16.缓冲板，17.第二电机，18.第二驱动轴，19.导向杆，20.移动板，21.第三电机，22.第二驱动轮，23.第一齿轮，24.升降杆，25.第二从动轮，26.连接线，27.第四电机，28.第四驱动轴，29.第二齿轮，30.条形齿轮，31.第一连杆，32.滑动套筒，33.第二连杆，34.灭火喷头，35.显示界面，36.控制按键，37.状态指示灯。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图4所示，一种基于物联网的火灾救援机器人，包括主体1、设置在主体1下方的移动机构2、设置在主体1一侧的中控机构3、设置在主体1上的机械臂4、设置在主体1内部的救生机构和灭火机构5，所述移动机构2、机械臂4、救生机构和灭火机构5均与中控机构3电连接；

所述救生机构包括固定板7、升降板8、传送组件和升降组件，所述固定板7通过升降组件与升降板8传动连接，所述传送组件水平设置在升降板8上；

所述升降组件包括第二电机17、第二驱动轴18、两根关于第二驱动轴18对称的导向杆19和移动板20，所述移动板20的中心处设有与第二驱动轴18上的外螺纹匹配的螺纹孔，所述第二电机17竖向设置在固定板7上，所述第二电机17通过第二驱动轴18与移动板20传动连接，所述导向杆19的一端固定在固定板7上，所述导向杆19的另一端穿过移动板20；

所述传送组件包括第一电机9、第一驱动轴10、第一驱动轮11、传送带12和第一从动轮13，所述第一电机9通过第一驱动轴10与第一驱动轮11传动连接，所述第一驱动轮11通过传送带12与第一从动轮13传动连接；

当需要救援伤员时，此时，第二电机17正转启动，第二驱动轴18随之转动，因为移动板20的中心处设有与第二驱动轴18上的外螺纹匹配的螺纹孔，故移动板20向下移动，因为移动板20和升降板8固定连接，故设置在升降板8上的传送组件也随之下移，同时，第一电机9启动，第一驱动轮11随之转动，第一驱动轮11通过传送带12带动第一从动轮13旋转，设置在主体1上的机械臂4将伤员抓住，送到传送带12上，传送带12将伤员送到里面进行保护治疗，之后第二电机17反转，升降板8上升，机器人可以带着伤员离开火灾现场。

所述灭火机构5包括移动组件和角度调节组件，所述移动组件与角度调节组件传动连接；

所述移动组件包括控制单元和移动单元，所述控制单元与移动单元传动连接，所述控制单元包括第三电机21、第三驱动轴、第二驱动轮22和第一齿轮23，所述第二驱动轮22和第一齿轮23均与第三驱动轴同轴设置，所述移动单元包括升降杆24、连接线26和第二从动轮25，所述升降杆24竖向设置在第一齿轮23的一侧，所述升降杆24的一侧设有与第一齿轮23啮合的从动齿，所述升降杆24的另一侧设有凹槽，所述角度调节组件的一端与凹槽匹配，所述角度调节组件在凹槽内上下滑动，所述第二从动轮25设置在升降杆24的顶端，所述第二驱动轮22通过连接线26绕过第二从动轮25与角度调节组件传动连接；

所述角度调节组件包括外壳、驱动单元、调节单元和灭火喷头34，所述外壳的一端位于凹槽的内部，所述驱动单元和调节单元均设置在外壳的内部，所述驱动单元设置在调节单元的上方，所述驱动单元与调节单元传动连接，所述驱动单元包括第四电机27、第四驱动轴28和第二齿轮29，所述第四电机27通过第四驱动轴28与第二齿轮29传动连接，所述调节单元包括第一连杆31、滑动套筒32、第二连杆33和条形齿轮30，所述第一连杆31水平设置，所述第一连杆31的一端固定设置在外壳内壁，所述第一连杆31的另一端与灭火喷头34的下端铰接，所述滑动套筒32设置在第一连杆31上，所述第二连杆33的一端与滑动套筒32铰接，所述第二连杆33的另一端与灭火喷头34的上端铰接，所述滑动套筒32的上方设有条形齿轮30，所述条形齿轮30与滑动套筒32固定连接，所述条形齿轮30与第二齿轮29啮合。

当灭火机构5需要上升时，此时第三电机21正转启动，第一齿轮23随之逆时针转动，因为升降杆24的一侧设有与第一齿轮23啮合的从动齿，故升降板8向上移动，同时因为第二驱动轮22通过连接线26绕过第二从动轮25与角度调节组件传动连接，调节组件在升降杆24另一侧的凹槽内被拉升向上滑动。当需要调节角度灭火时，此时，第四电机27启动，第二齿轮随29之转动，因为第二齿轮29与条形齿轮30啮合，条形齿轮30下端与滑动块32上端固定连接，第一连杆31的一端固定设置在外壳内壁，第一连杆31的另一端与灭火喷头34的下端铰接，第二连杆33的一端与滑动套筒32铰接，第二连杆33的另一端与灭火喷头34的上端铰接，故滑动块32向左移动时，灭火喷头34向上转动，滑动块32向右移动时，灭火喷头34向下转动。

作为优选，为了防止伤员在传送带移动过程中受到撞击，所述传送带12的上方设有缓冲单元，所述缓冲单元包括固定块14，若干弹簧15和缓冲板16，所述固定块14设置在升降板8内壁上，所述缓冲板16通过弹簧15与固定块14连接。

作为优选，为了检测伤员在传送带上的位置，使其传送到一定位置停下，所述救生机构内部设有红外线探测器。

作为优选，为了能够遥控观察周围环境，所述主体1上方一侧设有摄像头6，所述摄像头6与中控机构3电连接。

作为优选，为了使机器人长时间工作，所述主体1内部设有蓄电池。

作为优选，所述中控机构3包括显示界面35、控制按键36、状态指示灯37和PLC，所述显示界面35、控制按键36和状态指示灯37均与PLC电连接。

作为优选，为了观看的更加清楚，所述显示界面35为液晶显示屏。

作为优选，为了方便手动按键，所述控制按键36为轻触按键。

作为优选，为了观察机器人的状态，所述状态指示灯37为工作指示灯和报警信号灯。

作为优选，为了能够远程遥控机器人，为了所述主体1内部设有天线，所述天线与PLC电连接。

与现有技术相比，该基于物联网的火灾救援机器人中，通过机械臂4将伤员送入救生机构进行救治保护，通过灭火机构5，增大了灭火范围，这些都大大提高了机器人的实用性。。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，包括主体(1)、设置在主体(1)下方的移动机构(2)、设置在主体(1)一侧的中控机构(3)、设置在主体(1)上的机械臂(4)、设置在主体(1)内部的救生机构和灭火机构(5)，所述移动机构(2)、机械臂(4)、救生机构和灭火机构(5)均与中控机构(3)电连接；

所述救生机构包括固定板(7)、升降板(8)、传送组件和升降组件，所述固定板(7)通过升降组件与升降板(8)传动连接，所述传送组件水平设置在升降板(8)上；

所述升降组件包括第二电机(17)、第二驱动轴(18)、两根关于第二驱动轴(18)对称的导向杆(19)和移动板(20)，所述移动板(20)的中心处设有与第二驱动轴(18)上的外螺纹匹配的螺纹孔，所述第二电机(17)竖向设置在固定板(7)上，所述第二电机(17)通过第二驱动轴(18)与移动板(20)传动连接，所述导向杆(19)的一端固定在固定板(7)上，所述导向杆(19)的另一端穿过移动板(20)；

所述传送组件包括第一电机(9)、第一驱动轴(10)、第一驱动轮(11)、传送带(12)和第一从动轮(13)，所述第一电机(9)通过第一驱动轴(10)与第一驱动轮(11)传动连接，所述第一驱动轮(11)通过传送带(12)与第一从动轮(13)传动连接；

所述灭火机构(5)包括移动组件和角度调节组件，所述移动组件与角度调节组件传动连接；

所述移动组件包括控制单元和移动单元，所述控制单元与移动单元传动连接，所述控制单元包括第三电机(21)、第三驱动轴、第二驱动轮(22)和第一齿轮(23)，所述第二驱动轮(22)和第一齿轮(23)均与第三驱动轴同轴设置，所述移动单元包括升降杆(24)、连接线(26)和第二从动轮(25)，所述升降杆(24)竖向设置在第一齿轮(23)的一侧，所述升降杆(24)的一侧设有与第一齿轮(23)啮合的从动齿，所述升降杆(24)的另一侧设有凹槽，所述角度调节组件的一端与凹槽匹配，所述角度调节组件在凹槽内上下滑动，所述第二从动轮(25)设置在升降杆(24)的顶端，所述第二驱动轮(22)通过连接线(26)绕过第二从动轮(25)与角度调节组件传动连接；

所述角度调节组件包括外壳、驱动单元、调节单元和灭火喷头(34)，所述外壳的一端位于凹槽的内部，所述驱动单元和调节单元均设置在外壳的内部，所述驱动单元设置在调节单元的上方，所述驱动单元与调节单元传动连接，所述驱动单元包括第四电机(27)、第四驱动轴(28)和第二齿轮(29)，所述第四电机(27)通过第四驱动轴(28)与第二齿轮(29)传动连接，所述调节单元包括第一连杆(31)、滑动套筒(32)、第二连杆(33)和条形齿轮(30)，所述第一连杆(31)水平设置，所述第一连杆(31)的一端固定设置在外壳内壁，所述第一连杆(31)的另一端与灭火喷头(34)的下端铰接，所述滑动套筒(32)设置在第一连杆(31)上，所述第二连杆(33)的一端与滑动套筒(32)铰接，所述第二连杆(33)的另一端与灭火喷头(34)的上端铰接，所述滑动套筒(32)的上方设有条形齿轮(30)，所述条形齿轮(30)与滑动套筒(32)固定连接，所述条形齿轮(30)与第二齿轮(29)啮合。

2.如权利要求1所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述传送带(12)的上方设有缓冲单元，所述缓冲单元包括固定块(14)，若干弹簧(15)和缓冲板(16)，所述固定块(14)设置在升降板(8)内壁上，所述缓冲板(16)通过弹簧(15)与固定块(14)连接。

3.如权利要求1所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述救生机构内部设有红外线探测器。

4.如权利要求1所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述主体(1)上方一侧设有摄像头(6)，所述摄像头(6)与中控机构(3)电连接。

5.如权利要求1所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述主体(1)内部设有蓄电池。

6.如权利要求1所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述中控机构(3)包括显示界面(35)、控制按键(36)、状态指示灯(37)和PLC，所述显示界面(35)、控制按键(36)和状态指示灯(37)均与PLC电连接。

7.如权利要求6所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述显示界面(35)为液晶显示屏。

8.如权利要求6所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述控制按键(36)为轻触按键。

9.如权利要求6所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述状态指示灯(37)为工作指示灯和报警信号灯。

10.如权利要求6所述的基于物联网的火灾救援机器人，其特征在于，所述主体(1)内部设有天线，所述天线与PLC电连接。

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