CN107362485A - 一种建筑消防用多功能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑消防用多功能机器人，包括行走装置，所述行走装置包括机架、行走电机以及滑动件，所述机架包括前部架体、中部架体以及后部架体，所述前部架体和中部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述导轨上方竖直方向各设有一滑轨，所述滑轨的轨道为等边三角形。本发明的行走装置可平稳行走，仅需一个行走电机即可实现六个支撑腿的交替运动，来实现行走功能，结构设计巧妙。本发明由于喷水装置安装于升降板上的，升降板在竖直方向上往复运动，可使得喷水装置喷出的水流具有上下摆动效果，模拟消防员通过手部来控制消防水枪的动作效果，提升灭火效果。

Description

一种建筑消防用多功能机器人

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，特别是指一种建筑消防用多功能机器人。

背景技术

现有技术的消防设备由于火场环境恶劣，难以搬运，另外喷水装置需要人工操作，安全性低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种建筑消防用多功能机器人，以解决现有技术中消防设备由于火场环境恶劣，难以搬运，另外喷水装置需要人工操作，安全性低下的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种建筑消防用多功能机器人，包括行走装置，所述行走装置包括机架、行走电机以及滑动件，所述机架包括前部架体、中部架体以及后部架体，所述前部架体和中部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述转动杆上设有滑移槽，所述滑动件包括滑轨滑动部、支撑脚转轴以及连接所述导轨上方竖直方向各设有一滑轨，所述滑轨的轨道为等边三角形，所述等边三角形的底边与水平面相平行，所述等边三角形的中心处转动设有一转动杆，于滑轨滑动部和支撑脚转轴之间的滑移部，所述滑轨滑动部设于滑轨上，所述滑移部设置于所述转动杆的滑移槽内以使转动杆带动滑轨滑动部沿着滑轨的轨道运动，所述导轨上滑动设有一导向件，所述导向件的外端部设有竖直设置的导向槽，所述导向槽内滑动设置有支撑脚，所述支撑脚的上端转动连接于所述支撑脚转轴上，所述支撑脚的下端设有着地部，所述转动杆上位于导轨另一侧设有皮带轮，所述前后方向上对应位置的两个皮带轮和行走电机上的其中一输出轮位于同一平面上，并通过一皮带张紧联动连接，所述行走电机两端部共设有三输出轮，所述行走电机通过转动杆带动支撑脚运动使六支撑脚的着地部交替着地以完成行走动作；

所述机架上方通过支撑架连接有升降台，所述升降台包括圆形底座和升降板，所述圆形底座的外圈设有环形滑移轨，所述环形滑移轨上滑动连接一圆环，所述圆环上表面设有齿圈，所述圆形底座上表面圆形阵列有四个轴安装座，每个所述轴安装座设有安装轴，每个所述安装轴的一端设有与齿圈的齿圈齿轮，每个所述安装轴的另一端设有第一连杆，每个所述第一连杆的另一端转动连接一第二连杆，所述第一连杆和第二连杆等长，每个所述第二连杆通过连接轴连接于同一个升降板上，所述圆形底座中心部设有容置槽用于容置转动的第一连杆、第二连杆以及上下运动的升降板，其中一齿圈齿轮的外端面设有电机输入轴用于连接一升降电机用于驱动其中一齿圈齿轮旋转；

所述升降板上方设有喷水装置，所述喷水装置包括储水箱、底部座体、转筒以及中轴，所述底部座体设于储水箱上，所述储水箱安装于升降板上方，所述底部座体设有通水孔，所述转筒通过中轴可转动地连接于所述底部座体上，所述转筒为中空结构，所述转筒的外端面以轴心所在处为圆心均布有四个外圆孔，所述转筒靠近底部座体的内端面以轴心所在处为圆心均布有四个内圆孔，所述外圆孔和内圆孔均一一对应同轴设置，每一外圆孔通过软管连接与其错位90°的内圆孔；所述底部座体具有四个连接于其内侧壁上的支撑杆，四个所述支撑杆之间围构成所述通水孔，四个所述支撑杆的连接处设有中心孔，所述中心孔用于穿入所述中轴；

所述机架前部设有吊装设备，所述吊装设备包括设于机架前部的支架，所述支架的上端设有支撑板，所述支撑板的上侧设有回转支撑部，所述回转支撑部的上侧设有旋转板，所述支架上侧还设有吊装电机，所述吊装电机的输出端与旋转板的下侧中间连接，所述旋转板的上侧中间设有支柱，所述支柱的上端设有横梁，所述横梁的下侧设有导滑轨，所述导滑轨上设有第一液压气缸，所述横梁的下侧右端设有第二液压气缸，所述第二液压气缸的左输出端与第一液压气缸的右侧连接，所述第一液压气缸的下端设有吊钩装置，所述吊钩装置包括起吊主体，所述起吊主体的上部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端连接有起吊支架，所述起吊主体的上端连接有连接杆，所述连接杆的上端与第一液压气缸的下输出端连接，所述起吊主体的下端通过销轴分别连接有左吊钩和右吊钩，所述左吊钩和右吊钩通过吊钩弹簧连接，所述左吊钩和右吊钩通过吊钩连杆与起吊支架下端位置连接。

六个所述转动杆分别命名为前一、前二、前三、后一、后二、后三转动杆，所述前二转动杆设于前一转动杆和前三转动杆之间，所述后二转动杆设于后一转动杆和后三转动杆之间，所述前一、后一转动杆位于同一平面，所述前三、后三转动杆位于同一平面，所述前一、前二、前三转动杆相互形成的夹角均为120°，所述后一、后二、后三转动杆相互形成的夹角均为120°，所述前二、后二转动杆具有相同的初始位置，所述前一、后三转动杆具有相同的初始位置，所述前三、后一转动杆具有相同的初始位置，所述前一转动杆的初始位置沿皮带轮向前驱动的转动方向继续转动120°后才与所述后一转动杆的初始位置相重合。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的行走装置可平稳行走，仅需一个行走电机即可实现六个支撑腿的交替运动，来实现行走功能，结构设计巧妙。本发明由于喷水装置安装于升降板上的，升降板在竖直方向上往复运动，可使得喷水装置喷出的水流具有上下摆动效果，模拟消防员通过手部来控制消防水枪的动作效果，提升灭火效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的行走装置的结构图一。

图3为本发明的行走装置的结构图二。

图4为本发明的行走装置的结构图三。

图5为本发明的行走装置的局部结构图一。

图6为本发明的行走装置的爆炸图。

图7为本发明的行走装置的局部结构图二。

图8为本发明的行走装置的局部结构图三。

图9为本发明的升降台的俯视图。

图10为本发明的升降台的立体图。

图11为本发明的洒水装置的剖视图。

图12为本发明的洒水装置的转筒的俯视图。

图13为本发明的洒水装置的底座的立体图。

图14为本发明的吊装设备的结构图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

为方便说明，图1中左侧方向为前、前端、前部、前进方向，右侧方向为后、后端、后部、后退方向。

如图1至图8所示，本发明实施例提供一种建筑消防用多功能机器人，包括行走装置1，所述行走装置1包括机架、行走电机10以及滑动件11，所述机架包括前部架体12、中部架体13以及后部架体14，所述前部架体12和中部架体13之间设有三个平行设置的导轨15，所述中部架体13和后部架体14之间设有三个平行设置的导轨15，各个导轨15沿水平方向设置，所述中部架体13上设有所述行走电机10，每个所述导轨15上方竖直方向各设有一滑轨16，所述滑轨16的轨道为等边三角形，所述等边三角形的底边与水平面相平行，所述等边三角形的中心处转动设有一转动杆17，所述转动杆17上设有滑移槽18，所述滑动件11包括滑轨滑动部111、支撑脚转轴112以及连接于滑轨滑动部111和支撑脚转轴112之间的滑移部113，所述滑轨滑动部111设于滑轨16上，所述滑移部113设置于所述转动杆17的滑移槽18内以使转动杆带动滑轨滑动部111沿着滑轨16的轨道运动，所述导轨15上滑动设有一导向件19，所述导向件19在导轨15上作水平滑动，所述导向件19的外端部设有竖直设置的导向槽20，所述导向槽20内滑动设置有支撑脚21，所述支撑脚21的上端转动连接于所述支撑脚转轴112上，所述支撑脚21的下端设有着地部22，所述转动杆17上位于导轨另一侧设有皮带轮23，每个皮带轮的直径相同，所述前后方向上对应位置的两个皮带轮23和行走电机10上的其中一输出轮位于同一平面上，并通过一皮带24张紧联动连接，所述行走电机10两端部共设有三输出轮25，所述行走电机10通过转动杆17带动支撑脚21运动使六支撑脚21的着地部22交替着地以完成行走动作。

六个所述转动杆17分别命名为前一转动杆171、前二转动杆172、前三转动杆173、后一转动杆174、后二转动杆175、后三转动杆176，所述前二转动杆172设于前一转动杆171和前三转动杆173之间，所述后二转动杆175设于后一转动杆174和后三转动杆176之间，所述前一转动杆171、后一转动杆174位于同一平面，所述前三转动杆173、后三转动杆176位于同一平面，所述前一转动杆171、前二转动杆172、前三转动杆173相互形成的夹角均为120°，所述后一转动杆174、后二转动杆175、后三转动杆176相互形成的夹角均为120°，所述前二转动杆172、后二转动杆175具有相同的初始位置，所述前一转动杆171、后三转动杆176具有相同的初始位置，所述前三转动杆173、后一转动杆174具有相同的初始位置，所述前一转动杆171的初始位置沿皮带轮25向前驱动(即皮带轮驱动行走装置前进的方向)的转动方向继续转动120°后才与所述后一转动杆174的初始位置相重合。初始位置指的是行走电机10停止工作时，各个转动杆所处的位置关系。

工作时，如图8所示为初始位置，前一着地部221、后三着地部226为离地状态，前二着地部222、前三着地部223、后一着地部224、后二着地部25为着地状态，当皮带轮转过120°角后，前一着地部221、前三着地部223、后一着地部224、后三着地部226为着地状态，前二着地部222、后二着地部224为离地状态，在前进过程中，六个着地部中的其中四个始终保持着地状态，可保证行走装置的平稳行走。

如图1、图9、图10所示，所述机架上方通过支撑架80连接有升降台，所述升降台包括圆形底座81和升降板82，所述圆形底座81的外圈设有环形滑移轨(未图示)，所述环形滑移轨上滑动连接一圆环83，所述圆环83上表面设有齿圈831，所述圆形底座81上表面圆形阵列有四个轴安装座84，每个所述轴安装座84设有安装轴85，每个所述安装轴85的一端设有与齿圈83的齿圈齿轮86，每个所述安装轴85的另一端设有第一连杆87，每个所述第一连杆87的另一端转动连接一第二连杆88，所述第一连杆87和第二连杆88等长，每个所述第二连杆88通过连接轴89连接于同一个升降板82上，所述圆形底座81中心部设有容置槽811用于容置转动的第一连杆87、第二连杆88以及上下运动的升降板82，其中一齿圈齿轮86的外端面设有电机输入轴709用于连接一升降电机(未图示)用于驱动其中一齿圈齿轮86旋转。输入电机带动齿圈齿轮转动，接着齿圈齿轮与齿圈相啮合进而带动圆环转动，因此其他3个齿圈齿轮也同时转动，从而同时带动四个第一连杆和第二连杆运动，由于第一连杆和第二连杆等长，且所述第一连杆和第二连杆的初始运动角度相同，相互间为间隔90°角的圆周阵列关系，因此可带动升降板在竖直方向上往复运动。

如图1、图11至图13所示，所述升降板82上方设有喷水装置，所述喷水装置包括储水箱55、底部座体51、转筒52以及中轴53，所述底部座体51设于储水箱55上，所述储水箱55安装于升降板上，所述底部座体51设有通水孔511，所述转筒52通过中轴53可转动地连接于所述底部座体51上，所述转筒52为中空结构，所述转筒52的外端面以轴心所在处为圆心均布有四个外圆孔521，所述转筒52靠近底部座体51的内端面以轴心所在处为圆心均布有四个内圆孔522，所述外圆孔521和内圆孔522均一一对应同轴设置，每一外圆孔521通过软管54连接与其错位90°的内圆孔522。

所述底部座体51具有四个连接于其内侧壁上的支撑杆512，四个所述支撑杆512之间围构成所述通水孔511，四个所述支撑杆512的连接处设有中心孔513，所述中心孔513用于穿入所述中轴53。所述转筒52的上端面和下端面设有中心轴孔523用于穿过所述中轴53。

实施时将储水箱中需要喷洒的水通过水泵增压，然后与底部座体相连，水流依次通过底部座体上的通水孔和软管喷洒出去，由于软管为扭曲状，水流即会以旋转的流向从软管喷射出，并产生旋转反作用力，而使转筒相对于底部座体产生转动，形成喷洒面积较大的旋转喷射的水流，提高了作业效率，且不需要额外的电机来驱动，节能环保，减轻了设备重量。

由于喷水装置安装于升降板上的，升降板在竖直方向上往复运动，可使得喷水装置喷出的水流具有上下摆动效果，模拟消防员通过手部来控制消防水枪的动作效果，提升灭火效果。配合行走装置，可直接进入火场，实现机械化作业，提高安全性。

如图1和图14所示，所述机架前部设有吊装设备7，所述吊装设备7包括设于机架前部的支架60，所述支架60的上端设有支撑板61，所述支撑板61的上侧设有回转支撑部62，所述回转支撑部62的上侧设有旋转板63，所述支架60上侧还设有吊装电机64，所述吊装电机64的输出端与旋转板63的下侧中间连接，所述旋转板63的上侧中间设有支柱65，所述支柱65的上端设有横梁66，所述横梁66的下侧设有导滑轨67，所述导滑轨67上设有第一液压气缸68，所述横梁66的下侧右端设有第二液压气缸69，所述第二液压气缸69的左输出端与第一液压气缸68的右侧连接，所述第一液压气缸68的下端设有吊钩装置，所述吊钩装置包括起吊主体70，所述起吊主体70的上部设置有压缩弹簧71，所述压缩弹簧71的上端连接有起吊支架72，所述起吊主体70的上端连接有连接杆73，所述连接杆73的上端与第一液压气缸68的下输出端连接，所述起吊主体70的下端通过销轴分别连接有左吊钩74和右吊钩75，所述左吊钩74和右吊钩75通过吊钩弹簧76连接，所述左吊钩74和右吊钩75通过吊钩连杆77与起吊支架72下端位置连接。所述左吊钩74的末端设置有防滑衬垫，左吊钩74和右吊钩75的末端均设有切槽，所述旋转板63的上侧还设有控制柜78，所述吊装电机、第一液压气缸和第二液压气缸均与控制柜78连接。本发明的吊装设备在使用过程中，先通过左吊钩拉起起重物品，当左吊钩受到拉力的作用，会通过吊钩连杆使起吊支架向下运行，从而通过吊钩连杆带动右吊钩向下扣合，当右吊钩和左吊钩的切槽重合时，此时左、右吊钩扣合完成，就可以完全吊起起重物品，当完成移动时，左、右吊钩不受力的作用，在起吊主体与起吊支架之间连接的压缩弹簧作用下，会推动起吊支架向上运动，进而将左吊钩和右吊钩分开；左吊钩上设置的防滑衬垫，可免起重物品的滑动，提高了起吊过程的安全性，所述起吊设备用电机和液压装置进行驱动，自动化程度高，省时省力，降低了工人的劳动强度。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，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 (2)

1.一种建筑消防用多功能机器人，其特征在于，包括行走装置，所述行走装置包括机架、行走电机以及滑动件，所述机架包括前部架体、中部架体以及后部架体，所述前部架体和中部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体和后部架体之间设有三个平行设置的导轨，所述中部架体上设有所述行走电机，每个所述导轨上方竖直方向各设有一滑轨，所述滑轨的轨道为等边三角形，所述等边三角形的底边与水平面相平行，所述等边三角形的中心处转动设有一转动杆，所述转动杆上设有滑移槽，所述滑动件包括滑轨滑动部、支撑脚转轴以及连接于滑轨滑动部和支撑脚转轴之间的滑移部，所述滑轨滑动部设于滑轨上，所述滑移部设置于所述转动杆的滑移槽内以使转动杆带动滑轨滑动部沿着滑轨的轨道运动，所述导轨上滑动设有一导向件，所述导向件的外端部设有竖直设置的导向槽，所述导向槽内滑动设置有支撑脚，所述支撑脚的上端转动连接于所述支撑脚转轴上，所述支撑脚的下端设有着地部，所述转动杆上位于导轨另一侧设有皮带轮，所述前后方向上对应位置的两个皮带轮和行走电机上的其中一输出轮位于同一平面上，并通过一皮带张紧联动连接，所述行走电机两端部共设有三输出轮，所述行走电机通过转动杆带动支撑脚运动使六支撑脚的着地部交替着地以完成行走动作；

所述机架上方通过支撑架连接有升降台，所述升降台包括圆形底座和升降板，所述圆形底座的外圈设有环形滑移轨，所述环形滑移轨上滑动连接一圆环，所述圆环上表面设有齿圈，所述圆形底座上表面圆形阵列有四个轴安装座，每个所述轴安装座设有安装轴，每个所述安装轴的一端设有与齿圈的齿圈齿轮，每个所述安装轴的另一端设有第一连杆，每个所述第一连杆的另一端转动连接一第二连杆，所述第一连杆和第二连杆等长，每个所述第二连杆通过连接轴连接于同一个升降板上，所述圆形底座中心部设有容置槽用于容置转动的第一连杆、第二连杆以及上下运动的升降板，其中一齿圈齿轮的外端面设有电机输入轴用于连接一升降电机用于驱动其中一齿圈齿轮旋转；

所述升降板上方设有喷水装置，所述喷水装置包括储水箱、底部座体、转筒以及中轴，所述底部座体设于储水箱上，所述储水箱安装于升降板上方，所述底部座体设有通水孔，所述转筒通过中轴可转动地连接于所述底部座体上，所述转筒为中空结构，所述转筒的外端面以轴心所在处为圆心均布有四个外圆孔，所述转筒靠近底部座体的内端面以轴心所在处为圆心均布有四个内圆孔，所述外圆孔和内圆孔均一一对应同轴设置，每一外圆孔通过软管连接与其错位90°的内圆孔；所述底部座体具有四个连接于其内侧壁上的支撑杆，四个所述支撑杆之间围构成所述通水孔，四个所述支撑杆的连接处设有中心孔，所述中心孔用于穿入所述中轴；

所述机架前部设有吊装设备，所述吊装设备包括设于机架前部的支架，所述支架的上端设有支撑板，所述支撑板的上侧设有回转支撑部，所述回转支撑部的上侧设有旋转板，所述支架上侧还设有吊装电机，所述吊装电机的输出端与旋转板的下侧中间连接，所述旋转板的上侧中间设有支柱，所述支柱的上端设有横梁，所述横梁的下侧设有导滑轨，所述导滑轨上设有第一液压气缸，所述横梁的下侧右端设有第二液压气缸，所述第二液压气缸的左输出端与第一液压气缸的右侧连接，所述第一液压气缸的下端设有吊钩装置，所述吊钩装置包括起吊主体，所述起吊主体的上部设置有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端连接有起吊支架，所述起吊主体的上端连接有连接杆，所述连接杆的上端与第一液压气缸的下输出端连接，所述起吊主体的下端通过销轴分别连接有左吊钩和右吊钩，所述左吊钩和右吊钩通过吊钩弹簧连接，所述左吊钩和右吊钩通过吊钩连杆与起吊支架下端位置连接。

2.根据权利要求1所述的建筑消防用多功能机器人，其特征在于，六个所述转动杆分别命名为前一、前二、前三、后一、后二、后三转动杆，所述前二转动杆设于前一转动杆和前三转动杆之间，所述后二转动杆设于后一转动杆和后三转动杆之间，所述前一、后一转动杆位于同一平面，所述前三、后三转动杆位于同一平面，所述前一、前二、前三转动杆相互形成的夹角均为120°，所述后一、后二、后三转动杆相互形成的夹角均为120°，所述前二、后二转动杆具有相同的初始位置，所述前一、后三转动杆具有相同的初始位置，所述前三、后一转动杆具有相同的初始位置，所述前一转动杆的初始位置沿皮带轮向前驱动的转动方向继续转动120°后才与所述后一转动杆的初始位置相重合。