CN107867399A

CN107867399A - 一种高楼消防灭火救援机器人

Info

Publication number: CN107867399A
Application number: CN201711145389.9A
Authority: CN
Inventors: 孟庆仕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2018-04-03

Abstract

本发明提供一种高楼消防灭火救援机器人，包括机体、救援舱、两个喷水模块、连接臂，其特征在于：所述的两个喷水模块各自通过顶部的第六电机固定安装在机体的主机身的顶板下方，两个喷水模块的喷管端部分别通过两根软管与机体的两个水泵连接，连接臂的连接架端部通过第七关节安装在机体的摇臂端部；救援舱通过连接座与连接臂连接；本发明采用螺旋桨飞行，能及时高效抵达救援位置，通过两个喷水模块远程操作灭火，极大提高了安全性，通过两层护板护内部人员不会被前方高温火焰威胁安全，前方的救援舱可以脱离机体独自进入火场中，进行搜救工作，并可以通过机械手帮助被困人员脱困，极大提高救援效率，降低救援过程的风险。

Description

一种高楼消防灭火救援机器人

技术领域

本发明涉及消防救援和机器人技术领域，特别涉及一种高楼消防灭火救援机器人。

背景技术

随着各种高层建筑的增多，对消防设施的压力越来越大，当高层发生火灾时，普通消防车由于路况原因可能会在路上浪费很多时间，极大地影响火灾救援，现有的消防车每次升高后救援人数少，同时高度有限，对于特别高的楼层施救特别困难，当楼层火灾严重时，消防员乘坐消防车没火时极易因为火灾受伤，造成严重损失，因此需要一种高楼消防灭火救援机器人。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种高楼消防灭火救援机器人，本发明采用螺旋桨飞行，能及时高效抵达救援位置，通过两个喷水模块远程操作灭火，极大提高了安全性，通过两层护板护内部人员不会被前方高温火焰威胁安全，前方的救援舱可以脱离机体独自进入火场中，进行搜救工作，并可以通过机械手帮助被困人员脱困，极大提高救援效率。

本发明所使用的技术方案是：一种高楼消防灭火救援机器人，包括机体、救援舱、两个喷水模块、连接臂，其特征在于：所述的两个喷水模块各自通过顶部的第六电机固定安装在机体的主机身的顶板下方，两个喷水模块的喷管端部分别通过两根软管与机体的两个水泵连接，连接臂的连接架端部通过第七关节安装在机体的摇臂端部；救援舱通过连接座与连接臂连接；

所述的机体包括主机身、四个电机支座、四个第一电机、四个螺旋桨、四个固定爪、四个第一关节、四个第一卡爪、两个水箱、两个水泵、伸缩臂、齿条、伸缩架、第二电机、齿轮、两个第一护板、四个第一滑槽、两个第一电缸、两个第一隔板、四个第一滑块、四个第二滑块、两个第二护板、四个第二滑槽、两个第二电缸、摇臂、第二关节，所述的机体的主机身为方形壳体前端设有开口，主机身两侧各设有两个电机支座，每个电机支座上装有一个第一电机，每个第一电机电机轴上装有一个螺旋桨；机体前端面四个角上各设有一个固定爪，四个第一卡爪分别通过各自后方的第一关节安装在四个固定爪前端；所述的主机身内部底板上方靠近后端面处设有两个水箱，两个水泵分别安装在两个水箱两侧；所述的伸缩架为长条形，内部为方形通孔，顶部有矩形槽，伸缩臂为长条形滑动安装在伸缩架内，伸缩臂顶部设有齿条，第二电机固定安装在伸缩架上，齿轮安装在第二电机电机轴上，并与齿条啮合；摇臂端部通过第二关节与伸缩臂伸出端连接；

所述的主机身中部设有两个第一隔板，每个第一隔板上各有两个第一滑槽，每个第一护板上设有两个第一滑块，两个第一护板各自通过后端面上的第一滑块滑动安装在两个第一隔板上的第一滑槽内，两个第一电缸分别固定安装在主机身内部两侧底板上方靠近两个第一隔板处，两个第一电缸伸缩杆端部与分别与两个第一护板固定连接；主机身前端的两个挡板内侧各设有两个第二滑槽，每个第二护板上设有两个第二滑块，两个第二护板各自通过后端面上的第二滑块滑动安装在主机身前端的两个挡板上的第二滑槽内，两个第二电缸分别固定安装在主机身内部两侧底板上方靠近前端的两个挡板处，两个第二电缸伸缩杆端部与分别与两个第二护板固定连接；

所述的救援舱包括连接座、舱体、防护板、玻璃护板、两个第三电机、座椅、两个灭火器、限位板、四个行走轮支架、四个行走轮、两个第四电机、两个第一转动座、两个第三关节、两个大臂、两个第四关节、两个小臂、两个第五电机、两个卡爪座、四个第五关节、四个第二卡爪，所述的舱体后部正中央设有连接座，舱体两个侧壁内侧上各有一个电机轴向外的第三电机，防护板通过两侧的支架固定安装在两个第三电机的电机轴上；防护板中央设有玻璃护板；舱体内侧设有水平布置的座椅，两个灭火器安装在舱体内侧的支架上，并位于座椅下方；限位板固定安装在舱体的底板上方，舱体下方设有四个行走轮支架，四个行走轮分别安装在四个行走轮支架上；所述的舱体的底板下方设有两个第四电机，第四电机的电机轴竖直向上，从底板上方伸出，两个第一转动座分别安装在两个第四电机电机轴上，两个大臂各自通过下方的第三关节安装在两个第一转动座上，两个小臂上方各自通过第四关节安装在两个大臂上方，每个两个小臂下方各有一个第五电机；每个第五电机电机轴上各装有一个卡爪座，四个第二卡爪两两一组，每组的两个第二卡爪分别通过两个第五关节安装在一个卡爪座两侧；

所述的喷水模块包括第六电机、第二转动座、第六关节、喷管、喷头，所述的第二转动座固定安装在第六电机电机轴上，喷管上方的支架通过第六关节安装在第二转动座上，喷头固定安装在喷管前端；

所述的连接臂包括连接架、第七关节、两个第三电缸、两个锁紧爪，所述的连接架后部设有第七关节，连接架前端中间设有竖直的凹槽，两个锁紧爪中部铰接在连接架两侧的支架上，两个第三电缸一端分别铰接在连接架两侧，并位于两个锁紧爪后方，两个第三电缸另一端分别铰接在与其同侧的锁紧爪后部，所述的两个锁紧爪前端面为圆弧面，并向中间弯折。

进一步地，所述的两个第一护板上各有一个方形缺口，两个第一护板并到一起时缺口形状与伸缩臂和齿条截面尺寸相同。

进一步地，所述的连接座端部为工字型，竖直段宽度略小于连接架凹槽宽度，连接座中部两侧对称设有竖直的凹槽。

进一步地，所述的行走轮内部有电机，电机轴为行走轮轴。

进一步地，所述的舱体底板前端向上翘起。

本发明有益效果：

1.本发明采用螺旋桨飞行，能及时高效抵达救援位置。

2.通过两个喷水模块远程操作灭火，极大提高了安全性，通过两层护板护内部人员不会被前方高温火焰威胁安全。

3.前方的救援舱可以脱离机体独自进入火场中，进行搜救工作，并可以通过机械手帮助被困人员脱困，极大提高救援效率，降低救援过程的风险。

附图说明

图1、图2为本发明的整体结构示意图。

图3为本发明图2的局部放大图。

图4为本发明机体的结构示意图。

图5为本发明图4的局部放大图。

图6、图9为本发明机体除去顶板后的结构示意图。

图7、图8为本发明图6的局部放大图。

图10、图11本发明图9的局部放大图。

图12、图13、图14、图15为本发明救援舱的结构示意图。

图16为本发明图15的局部放大图。

附图标号：1-机体；2-救援舱；3-喷水模块；4-连接臂；101-主机身；102-电机支座；103-第一电机；104-螺旋桨；105-固定爪；106-第一关节；107-第一卡爪；108-水箱；109-水泵；110-伸缩臂；111-齿条；112-伸缩架；113-第二电机；114-齿轮；115-第一护板；116-第一滑槽；117-第一电缸；118-第一隔板；119-第一滑块；120-第二滑块；121-第二护板；122-第二滑槽；123-第二电缸；124-摇臂；125-第二关节；201-连接座；202-舱体；203-防护板；204-玻璃护板；205-第三电机；206-座椅；207-灭火器；208-限位板；209-行走轮支架；210-行走轮；211-第四电机；212-第一转动座；213-第三关节；214-大臂；215-第四关节；216-小臂；217-第五电机；218卡爪座；219-第五关节；220-第二卡爪；301-第六电机；302-第二转动座；303-第六关节；304-喷管；305-喷头；401-连接架；402-第七关节；403-第三电缸；404-锁紧爪。

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、图13、图14、图15、图16所示，一种高楼消防灭火救援机器人，包括机体1、救援舱2、两个喷水模块3、连接臂4，其特征在于：所述的两个喷水模块3各自通过顶部的第六电机301固定安装在机体1的主机身101的顶板下方，两个喷水模块3的喷管304端部分别通过两根软管与机体1的两个水泵109连接，连接臂4的连接架401端部通过第七关节402安装在机体1的摇臂124端部；救援舱2通过连接座201与连接臂4连接；

所述的机体1包括主机身101、四个电机支座102、四个第一电机103、四个螺旋桨104、四个固定爪105、四个第一关节106、四个第一卡爪107、两个水箱108、两个水泵109、伸缩臂110、齿条111、伸缩架112、第二电机113、齿轮114、两个第一护板115、四个第一滑槽116、两个第一电缸117、两个第一隔板118、四个第一滑块119、四个第二滑块120、两个第二护板121、四个第二滑槽122、两个第二电缸123、摇臂124、第二关节125，所述的机体1的主机身101为方形壳体前端设有开口，主机身101两侧各设有两个电机支座102，每个电机支座102上装有一个第一电机103，每个第一电机103电机轴上装有一个螺旋桨104；机体1前端面四个角上各设有一个固定爪105，四个第一卡爪107分别通过各自后方的第一关节106安装在四个固定爪105前端；所述的主机身101内部底板上方靠近后端面处设有两个水箱108，两个水泵109分别安装在两个水箱108两侧；所述的伸缩架112为长条形，内部为方形通孔，顶部有矩形槽，伸缩臂110为长条形滑动安装在伸缩架112内，伸缩臂110顶部设有齿条111，第二电机113固定安装在伸缩架112上，齿轮114安装在第二电机113电机轴上，并与齿条111啮合；摇臂124端部通过第二关节125与伸缩臂110伸出端连接；

所述的主机身101中部设有两个第一隔板118，每个第一隔板118上各有两个第一滑槽116，每个第一护板115上设有两个第一滑块119，两个第一护板115各自通过后端面上的第一滑块119滑动安装在两个第一隔板118上的第一滑槽116内，两个第一电缸117分别固定安装在主机身101内部两侧底板上方靠近两个第一隔板118处，两个第一电缸117伸缩杆端部与分别与两个第一护板115固定连接；主机身101前端的两个挡板内侧各设有两个第二滑槽122，每个第二护板121上设有两个第二滑块120，两个第二护板121各自通过后端面上的第二滑块120滑动安装在主机身101前端的两个挡板上的第二滑槽122内，两个第二电缸123分别固定安装在主机身101内部两侧底板上方靠近前端的两个挡板处，两个第二电缸123伸缩杆端部与分别与两个第二护板121固定连接；

所述的救援舱2包括连接座201、舱体202、防护板203、玻璃护板204、两个第三电机205、座椅206、两个灭火器207、限位板208、四个行走轮支架209、四个行走轮210、两个第四电机211、两个第一转动座212、两个第三关节213、两个大臂214、两个第四关节215、两个小臂216、两个第五电机217、两个卡爪座218、四个第五关节219、四个第二卡爪220，所述的舱体202后部正中央设有连接座201，舱体202两个侧壁内侧上各有一个电机轴向外的第三电机205，防护板203通过两侧的支架固定安装在两个第三电机205的电机轴上；防护板203中央设有玻璃护板204；舱体202内侧设有水平布置的座椅206，两个灭火器207安装在舱体202内侧的支架上，并位于座椅206下方；限位板208固定安装在舱体202的底板上方，舱体202下方设有四个行走轮支架209，四个行走轮210分别安装在四个行走轮支架209上；所述的舱体202的底板下方设有两个第四电机211，第四电机211的电机轴竖直向上，从底板上方伸出，两个第一转动座212分别安装在两个第四电机211电机轴上，两个大臂214各自通过下方的第三关节213安装在两个第一转动座212上，两个小臂216上方各自通过第四关节215安装在两个大臂214上方，每个两个小臂216下方各有一个第五电机217；每个第五电机217电机轴上各装有一个卡爪座218，四个第二卡爪220两两一组，每组的两个第二卡爪220分别通过两个第五关节219安装在一个卡爪座218两侧；

所述的喷水模块3包括第六电机301、第二转动座302、第六关节303、喷管304、喷头305，所述的第二转动座302固定安装在第六电机301电机轴上，喷管304上方的支架通过第六关节303安装在第二转动座302上，喷头305固定安装在喷管304前端；

所述的连接臂4包括连接架401、第七关节402、两个第三电缸403、两个锁紧爪404，所述的连接架401后部设有第七关节402，连接架401前端中间设有竖直的凹槽，两个锁紧爪404中部铰接在连接架401两侧的支架上，两个第三电缸403一端分别铰接在连接架401两侧，并位于两个锁紧爪404后方，两个第三电缸403另一端分别铰接在与其同侧的锁紧爪404后部，所述的两个锁紧爪404前端面为圆弧面，并向中间弯折。

进一步地，所述的两个第一护板115上各有一个方形缺口，两个第一护板115并到一起时缺口形状与伸缩臂110和齿条111截面尺寸相同。

进一步地，所述的连接座201端部为工字型，竖直段宽度略小于连接架401凹槽宽度，连接座201中部两侧对称设有竖直的凹槽。

进一步地，所述的行走轮210内部有电机，电机轴为行走轮210轴。

进一步地，所述的舱体202底板前端向上翘起。

本发明工作原理：本发明通过四个第一电机103驱动四个螺旋桨104飞到指定位置，四个第一关节106驱动四个第一卡爪107可以夹紧墙体等固定物将机器人固定在附近的建筑上，减少能源消耗；工作时连接架401前方凹槽插入连接座201端部为工字型插槽内，两个第三电缸403伸长使两个锁紧爪404前端夹紧连接座201中部两侧的凹槽，救援舱2被连接在连接臂4上；两个第一电缸117带动两个第一护板115进行开关操作，两个第二电缸123带动两个第二护板121进行开关操作；救援前消防人员进入机体1，并位于第一护板115后方，需要人员进入建筑内部时，部分消防人员预先进入到救援舱2内；飞抵目的地后机体1固定在建筑上，两个第二电缸123带动两个第二护板121向两侧划开，需要进行灭火作业时通过两个水泵109从两个水箱108内抽水，由两个喷头305喷出，通过两个第六电机301和两个第六关节303可以调节两个喷水模块3喷水方向，需要进入建筑内部救援时，第二电机113带动齿轮114转动使伸缩臂110向前伸出，第二关节125和第七关节402联动调节救援舱2位置，将救援舱2放入建筑内部，两个第三电缸403缩短使两个锁紧爪404松开，救援舱2通过底部四个行走轮210行走，第三电机205转动将防护板203打开，第四电机211、第三关节213、第四关节215、第五电机217、第五关节219联动控制救援舱2内的两个机械手进行移除前方障碍物，救助人员的操作，被困人员和消防人员可以通过救援舱2内的两个灭火器207灭火，救援舱2内的限位板208与救援舱2前端向上翘起处将轮椅卡住防止滑落，能有效的救助行动不便的人，救援完成后救援舱2退回并与连接臂4连接，第二电机113带动齿轮114转动使伸缩臂110退回，第二关节125和第七关节402联动调节救援舱2位置，将救援舱2带回机体1内，第二护板121关闭后，第一护板115打开，被困人员进入机体1内部，四个第一卡爪107松开，机器人飞回地面。

Claims

1.一种高楼消防灭火救援机器人，包括机体（1）、救援舱（2）、两个喷水模块（3）、连接臂（4），其特征在于：所述的两个喷水模块（3）各自通过顶部的第六电机（301）固定安装在机体（1）的主机身（101）的顶板下方，两个喷水模块（3）的喷管（304）端部分别通过两根软管与机体（1）的两个水泵（109）连接，连接臂（4）的连接架（401）端部通过第七关节（402）安装在机体（1）的摇臂（124）端部；救援舱（2）通过连接座（201）与连接臂（4）连接；

所述的机体（1）包括主机身（101）、四个电机支座（102）、四个第一电机（103）、四个螺旋桨（104）、四个固定爪（105）、四个第一关节（106）、四个第一卡爪（107）、两个水箱（108）、两个水泵（109）、伸缩臂（110）、齿条（111）、伸缩架（112）、第二电机（113）、齿轮（114）、两个第一护板（115）、四个第一滑槽（116）、两个第一电缸（117）、两个第一隔板（118）、四个第一滑块（119）、四个第二滑块（120）、两个第二护板（121）、四个第二滑槽（122）、两个第二电缸（123）、摇臂（124）、第二关节（125），所述的机体（1）的主机身（101）为方形壳体前端设有开口，主机身（101）两侧各设有两个电机支座（102），每个电机支座（102）上装有一个第一电机（103），每个第一电机（103）电机轴上装有一个螺旋桨（104）；机体（1）前端面四个角上各设有一个固定爪（105），四个第一卡爪（107）分别通过各自后方的第一关节（106）安装在四个固定爪（105）前端；所述的主机身（101）内部底板上方靠近后端面处设有两个水箱（108），两个水泵（109）分别安装在两个水箱（108）两侧；所述的伸缩架（112）为长条形，内部为方形通孔，顶部有矩形槽，伸缩臂（110）为长条形滑动安装在伸缩架（112）内，伸缩臂（110）顶部设有齿条（111），第二电机（113）固定安装在伸缩架（112）上，齿轮（114）安装在第二电机（113）电机轴上，并与齿条（111）啮合；摇臂（124）端部通过第二关节（125）与伸缩臂（110）伸出端连接；

所述的主机身（101）中部设有两个第一隔板（118），每个第一隔板（118）上各有两个第一滑槽（116），每个第一护板（115）上设有两个第一滑块（119），两个第一护板（115）各自通过后端面上的第一滑块（119）滑动安装在两个第一隔板（118）上的第一滑槽（116）内，两个第一电缸（117）分别固定安装在主机身（101）内部两侧底板上方靠近两个第一隔板（118）处，两个第一电缸（117）伸缩杆端部与分别与两个第一护板（115）固定连接；主机身（101）前端的两个挡板内侧各设有两个第二滑槽（122），每个第二护板（121）上设有两个第二滑块（120），两个第二护板（121）各自通过后端面上的第二滑块（120）滑动安装在主机身（101）前端的两个挡板上的第二滑槽（122）内，两个第二电缸（123）分别固定安装在主机身（101）内部两侧底板上方靠近前端的两个挡板处，两个第二电缸（123）伸缩杆端部与分别与两个第二护板（121）固定连接；

所述的救援舱（2）包括连接座（201）、舱体（202）、防护板（203）、玻璃护板（204）、两个第三电机（205）、座椅（206）、两个灭火器（207）、限位板（208）、四个行走轮支架（209）、四个行走轮（210）、两个第四电机（211）、两个第一转动座（212）、两个第三关节（213）、两个大臂（214）、两个第四关节（215）、两个小臂（216）、两个第五电机（217）、两个卡爪座（218）、四个第五关节（219）、四个第二卡爪（220），所述的舱体（202）后部正中央设有连接座（201），舱体（202）两个侧壁内侧上各有一个电机轴向外的第三电机（205），防护板（203）通过两侧的支架固定安装在两个第三电机（205）的电机轴上；防护板（203）中央设有玻璃护板（204）；舱体（202）内侧设有水平布置的座椅（206），两个灭火器（207）安装在舱体（202）内侧的支架上，并位于座椅（206）下方；限位板（208）固定安装在舱体（202）的底板上方，舱体（202）下方设有四个行走轮支架（209），四个行走轮（210）分别安装在四个行走轮支架（209）上；所述的舱体（202）的底板下方设有两个第四电机（211），第四电机（211）的电机轴竖直向上，从底板上方伸出，两个第一转动座（212）分别安装在两个第四电机（211）电机轴上，两个大臂（214）各自通过下方的第三关节（213）安装在两个第一转动座（212）上，两个小臂（216）上方各自通过第四关节（215）安装在两个大臂（214）上方，每个两个小臂（216）下方各有一个第五电机（217）；每个第五电机（217）电机轴上各装有一个卡爪座（218），四个第二卡爪（220）两两一组，每组的两个第二卡爪（220）分别通过两个第五关节（219）安装在一个卡爪座（218）两侧；

所述的喷水模块（3）包括第六电机（301）、第二转动座（302）、第六关节（303）、喷管（304）、喷头（305），所述的第二转动座（302）固定安装在第六电机（301）电机轴上，喷管（304）上方的支架通过第六关节（303）安装在第二转动座（302）上，喷头（305）固定安装在喷管（304）前端；

所述的连接臂（4）包括连接架（401）、第七关节（402）、两个第三电缸（403）、两个锁紧爪（404），所述的连接架（401）后部设有第七关节（402），连接架（401）前端中间设有竖直的凹槽，两个锁紧爪（404）中部铰接在连接架（401）两侧的支架上，两个第三电缸（403）一端分别铰接在连接架（401）两侧，并位于两个锁紧爪（404）后方，两个第三电缸（403）另一端分别铰接在与其同侧的锁紧爪（404）后部，所述的两个锁紧爪（404）前端面为圆弧面，并向中间弯折。

2.根据权利要求1所述的一种高楼消防灭火救援机器人，其特征在于：所述的两个第一护板（115）上各有一个方形缺口，两个第一护板（115）并到一起时缺口形状与伸缩臂（110）和齿条（111）截面尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的一种高楼消防灭火救援机器人，其特征在于：所述的连接座（201）端部为工字型，竖直段宽度略小于连接架（401）凹槽宽度，连接座（201）中部两侧对称设有竖直的凹槽。

4.根据权利要求1所述的一种高楼消防灭火救援机器人，其特征在于：所述的行走轮（210）内部有电机，电机轴为行走轮（210）轴。

5.根据权利要求1所述的一种高楼消防灭火救援机器人，其特征在于：所述的舱体（202）底板前端向上翘起。