CN107469255A - 一种高空消防灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高空消防灭火机器人，包括主机体、四个机械爪模块，其特征在于：所述的四个机械爪模块中两个机械爪模块开口向上，机械爪模块的滑动支座侧面固定安装在主机体的第一底板两侧；另外两个机械爪模块开口向下，机械爪模块的滑动支座侧面固定安装在主机体的第二底板两侧；本发明采用无人机作为机动平台，能快速到达着火层，通过机械爪抓紧窗框使机器人保持稳定，能够快速高效的开展灭火作业，大大减小火灾造成的损失，保护人民的生命财产安全。

Description

一种高空消防灭火机器人

技术领域

本发明涉及消防和机器人技术领域，特别涉及一种高空消防灭火机器人。

背景技术

随着经济发展，楼房建设的越来越高，对消防装备提出了更高的要求，普通云梯和消防车无法抵达较高的楼层，消防员达到着火地点的速度较慢容易错过最佳灭火时机，同时由于设备老化、维护不当发生火灾时消防栓无法取水的情况时有发生，使用飞行器消防时，携带水量有限，水流喷射产生的后坐力会造成飞行器难以控制，有一定的危险，因此需要一种能够在高空进行消防作业的机器人。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高空消防灭火机器人，本发明采用无人机作为机动平台，能快速到达着火层，通过机械爪抓紧窗框使机器人保持稳定，能够快速高效的开展灭火作业，大大减小火灾造成的损失，保护人民的生命财产安全。

本发明所使用的技术方案是：一种高空消防灭火机器人，包括主机体、四个机械爪模块，其特征在于：所述的四个机械爪模块中两个机械爪模块开口向上，机械爪模块的滑动支座侧面固定安装在主机体的第一底板两侧；另外两个机械爪模块开口向下，机械爪模块的滑动支座侧面固定安装在主机体的第二底板两侧；

所述的主机体包括主机架、四个第一电机、四个螺旋桨、第一底板、四个第一电缸、第二底板、四个支撑腿、摄像头、第二电机、旋转平台、第三电机、喷水头、软管、管接头，所述的主机架为方形，四个角上各有一个向外伸出的电机座，四个第一电机分别安装在主机架四个角上，每个第一电机电机轴上装有一个螺旋桨；所述的第一底板通过四根连接杆固定安装主机架下方，第一底板下端面前端设有摄像头；四个第一电缸一端固定安装在第一底板下端面，另一端固定安装在第二底板上端面；所述的第二底板下端面上设有四个支撑腿；所述的第二底板中央设有90°弯曲的管接头，管接头上端朝向前方，下端竖直向下从第二底板下端面伸出；所述的第二底板前端下端面上固定安装有第二电机，电机轴从第二底板上端面伸出，所述的旋转平台固定安装在第二电机电机轴上，第三电机固定安装在旋转平台上的支撑架外侧，喷水头的出水口朝向前端，喷水头中部转动安装旋转平台的支撑架上并与第三电机电机轴固定连接；喷水头进水口端和管接头出水口端通过软管连接；

所述的机械爪模块包括滑动支座、第一支架、同步轮、同步带、电动同步轮、第二支架、伸出臂、导轨槽、固定爪、两个活动爪、铰接头、连杆、连接轴、导轨、连接座、第二电缸、同步带固定座，所述的滑动支座为长方体，中心设有方形通孔，上端面设有开口，滑动支座上端面前部设有第一支架，后部设有第二支架；所述的同步轮转动安装在第一支架上，电动同步轮电机轴固定安装在第二支架上；所述的同步带安装在同步轮和电动同步轮上；所述的伸出臂滑动安装在滑动支座上，伸出臂下端面设有前后贯通的导轨槽，伸出臂前端面设有向上的固定爪，两个活动爪分别转动安装在伸出臂前端两侧的销轴上，两个活动爪下端通过连接轴固定连接；所述的导轨滑动安装在导轨槽上，导轨前端下端面设有铰接头，连杆一端转动安装在连接轴上，另一端铰接在铰接头上；所述的导轨后部上端面设有连接座，第二电缸一端固定安装在伸出臂后端面，另一端与连接座前端面固定连接；同步带固定座固定安装在伸出臂上端面，同步带固定安装在同步带固定座上方的两个卡槽内；

进一步地，所述的管接头下端部设有与消防水带接头通用的螺纹；所述的电动同步轮的电机轴从电动同步轮两端伸出，电机外壳设有同步轮齿。

本发明有益效果：

1.本发明采用无人机作为机动平台，能快速到达着火楼层。

2.通过机械爪抓紧窗框，将外界环境对能机器人的影响降到最小。

3.能够快速高效的开展灭火作业，大大减小火灾造成的损失，保护人民的生命财产安全。

4.附图说明

图1、图2为本发明非工作状态下的结构示意图。

图3为本发明工作状态下的结构示意图。

图4、图6为本发明主机体的结构示意图。

图5为本发明图4的局部放大图。

图7、图8为本发明机械爪模块的结构示意图。

图9为本发明图8的局部放大图。

图10、图11为本发明伸出臂以及安装在伸出臂上零件的安装示意图。

图12为本发明图11的局部放大图。

附图标号：1-主机体；2-机械爪模块；101-主机架；102-第一电机；103-螺旋桨；104-第一底板；105-第一电缸；106-第二底板；107-支撑腿；108-摄像头；109-第二电机；110-旋转平台；111-第三电机；112-喷水头；113-软管；114-管接头；115-螺纹；201-滑动支座；202-第一支架；203-同步轮；204-同步带；205-电动同步轮；206-第二支架；207-伸出臂；208-导轨槽；209-固定爪；210-活动爪；211-铰接头；212-连杆；213-连接轴；214-导轨；215-连接座；216-第二电缸；217-同步带固定座。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12所示，一种高空消防灭火机器人，包括主机体1、四个机械爪模块2，其特征在于：所述的四个机械爪模块2中两个机械爪模块2开口向上，机械爪模块2的滑动支座201侧面固定安装在主机体1的第一底板104两侧；另外两个机械爪模块2开口向下，机械爪模块2的滑动支座201侧面固定安装在主机体1的第二底板106两侧；

所述的主机体1包括主机架101、四个第一电机102、四个螺旋桨103、第一底板104、四个第一电缸105、第二底板106、四个支撑腿107、摄像头108、第二电机109、旋转平台110、第三电机111、喷水头112、软管113、管接头114，所述的主机架101为方形，四个角上各有一个向外伸出的电机座，四个第一电机102分别安装在主机架101四个角上，每个第一电机102电机轴上装有一个螺旋桨103；所述的第一底板104通过四根连接杆固定安装主机架101下方，第一底板104下端面前端设有摄像头108；四个第一电缸105一端固定安装在第一底板104下端面，另一端固定安装在第二底板106上端面；所述的第二底板106下端面上设有四个支撑腿107；所述的第二底板106中央设有90°弯曲的管接头114，管接头114上端朝向前方，下端竖直向下从第二底板106下端面伸出；所述的第二底板106前端下端面上固定安装有第二电机109，电机轴从第二底板106上端面伸出，所述的旋转平台110固定安装在第二电机109电机轴上，第三电机111固定安装在旋转平台110上的支撑架外侧，喷水头112的出水口朝向前端，喷水头112中部转动安装旋转平台110的支撑架上并与第三电机111电机轴固定连接；喷水头112进水口端和管接头114出水口端通过软管113连接；

所述的机械爪模块2包括滑动支座201、第一支架202、同步轮203、同步带204、电动同步轮205、第二支架206、伸出臂207、导轨槽208、固定爪209、两个活动爪210、铰接头211、连杆212、连接轴213、导轨214、连接座215、第二电缸216、同步带固定座217，所述的滑动支座201为长方体，中心设有方形通孔，上端面设有开口，滑动支座201上端面前部设有第一支架202，后部设有第二支架206；所述的同步轮203转动安装在第一支架202上，电动同步轮205电机轴固定安装在第二支架206上；所述的同步带204安装在同步轮203和电动同步轮205上；所述的伸出臂207滑动安装在滑动支座201上，伸出臂207下端面设有前后贯通的导轨槽208，伸出臂207前端面设有向上的固定爪209，两个活动爪210分别转动安装在伸出臂207前端两侧的销轴上，两个活动爪210下端通过连接轴213固定连接；所述的导轨214滑动安装在导轨槽208上，导轨214前端下端面设有铰接头211，连杆212一端转动安装在连接轴213上，另一端铰接在铰接头211上；所述的导轨214后部上端面设有连接座215，第二电缸216一端固定安装在伸出臂207后端面，另一端与连接座215前端面固定连接；同步带固定座217固定安装在伸出臂207上端面，同步带204固定安装在同步带固定座217上方的两个卡槽内；

进一步地，所述的管接头114下端部设有与消防水带接头通用的螺纹115；所述的电动同步轮205的电机轴从电动同步轮205两端伸出，电机外壳设有同步轮齿。

本发明工作原理：本发明通过四个第一电机102带动四个螺旋桨103转动使机器人飞行；通过四个第一电缸105同时伸缩调整第一底板104和第二地板106之间的距离；通过第二电机109和第三电机111的转动调整喷水头112角度，电动同步轮205带动同步带转动，通过同步带固定座217带动伸出臂207沿滑动支座201前后移动；第二电缸216伸长带动导轨向后移动，铰接头211通过连杆212带动活动爪210旋转使固定爪209与活动爪210实现夹紧动作，反之第二电缸216缩短，固定爪209与活动爪210松开；需要进行消防作业时，首先将消防水带接头通过螺纹115连接在管接头114下端；机器人飞到失火地点的窗口，电动同步轮205旋转使四个机械爪模块2伸长，四个第一电缸105伸长使四个伸出臂207与窗框接触，第二电缸216控制机械爪模块2夹紧窗框，四个第一电机102停止转动，消防人员为水消防水带内通水，水从喷水头112内喷出，消防人员通过摄像头108观察火场情况，调整喷水头112角度；灭火完成后，首先停止供水，同时四个第一电机102启动，之后机械爪模块2松开，接下来四个第一电缸105收缩使四个伸出臂207离开窗框；电动同步轮205旋转使四个机械爪模块2退回，机器人返回地面，消防人员取下消防水带。

Claims (1)

1.一种高空消防灭火机器人，包括主机体（1）、四个机械爪模块（2），其特征在于：所述的四个机械爪模块（2）中两个机械爪模块（2）开口向上，机械爪模块（2）的滑动支座（201）侧面固定安装在主机体（1）的第一底板（104）两侧；另外两个机械爪模块（2）开口向下，机械爪模块（2）的滑动支座（201）侧面固定安装在主机体（1）的第二底板（106）两侧；

所述的主机体（1）包括主机架（101）、四个第一电机（102）、四个螺旋桨（103）、第一底板（104）、四个第一电缸（105）、第二底板（106）、四个支撑腿（107）、摄像头（108）、第二电机（109）、旋转平台（110）、第三电机（111）、喷水头（112）、软管（113）、管接头（114），所述的主机架（101）为方形，四个角上各有一个向外伸出的电机座，四个第一电机（102）分别安装在主机架（101）四个角上，每个第一电机（102）电机轴上装有一个螺旋桨（103）；所述的第一底板（104）通过四根连接杆固定安装主机架（101）下方，第一底板（104）下端面前端设有摄像头（108）；四个第一电缸（105）一端固定安装在第一底板（104）下端面，另一端固定安装在第二底板（106）上端面；所述的第二底板（106）下端面上设有四个支撑腿（107）；所述的第二底板（106）中央设有90°弯曲的管接头（114），管接头（114）上端朝向前方，下端竖直向下从第二底板（106）下端面伸出；所述的第二底板（106）前端下端面上固定安装有第二电机（109），电机轴从第二底板（106）上端面伸出，所述的旋转平台（110）固定安装在第二电机（109）电机轴上，第三电机（111）固定安装在旋转平台（110）上的支撑架外侧，喷水头（112）的出水口朝向前端，喷水头（112）中部转动安装旋转平台（110）的支撑架上并与第三电机（111）电机轴固定连接；喷水头（112）进水口端和管接头（114）出水口端通过软管（113）连接；

所述的机械爪模块（2）包括滑动支座（201）、第一支架（202）、同步轮（203）、同步带（204）、电动同步轮（205）、第二支架（206）、伸出臂（207）、导轨槽（208）、固定爪（209）、两个活动爪（210）、铰接头（211）、连杆（212）、连接轴（213）、导轨（214）、连接座（215）、第二电缸（216）、同步带固定座（217），所述的滑动支座（201）为长方体，中心设有方形通孔，上端面设有开口，滑动支座（201）上端面前部设有第一支架（202），后部设有第二支架（206）；所述的同步轮（203）转动安装在第一支架（202）上，电动同步轮（205）电机轴固定安装在第二支架（206）上；所述的同步带（204）安装在同步轮（203）和电动同步轮（205）上；所述的伸出臂（207）滑动安装在滑动支座（201）上，伸出臂（207）下端面设有前后贯通的导轨槽（208），伸出臂（207）前端面设有向上的固定爪（209），两个活动爪（210）分别转动安装在伸出臂（207）前端两侧的销轴上，两个活动爪（210）下端通过连接轴（213）固定连接；所述的导轨（214）滑动安装在导轨槽（208）上，导轨（214）前端下端面设有铰接头（211），连杆（212）一端转动安装在连接轴（213）上，另一端铰接在铰接头（211）上；所述的导轨（214）后部上端面设有连接座（215），第二电缸（216）一端固定安装在伸出臂（207）后端面，另一端与连接座（215）前端面固定连接；同步带固定座（217）固定安装在伸出臂（207）上端面，同步带（204）固定安装在同步带固定座（217）上方的两个卡槽内；

根据权利要求1所述的一种高空消防灭火机器人，其特征在于：所述的管接头（114）下端部设有与消防水带接头通用的螺纹（115）；所述的电动同步轮（205）的电机轴从电动同步轮（205）两端伸出，电机外壳设有同步轮齿。