CN108096745A - 一种智能灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能灭火机器人，包括车体，气源部分，输送装置，电动转台喷气架，控制系统。车体包括底盘，履带轮，方向传感器，驱动电机，电控伸缩杆；输送装置包括输气管，喷气枪；气源部分包括气罐，充气阀，气体减压装置，安全泄压阀；电动转台喷气架包括喷气枪夹套，上下转架平台，上下驱动电机，连接轴，左右转架平台，左右驱动电机，左摄像头，左排气装置，右摄像头，右排气装置；控制系统包括供电系统，无线接收器，控制器，无线操控系统，自动控制系统，烟雾传感器，温度传感器，火灾自动报警器；该智能灭火机器人具有自我智能控制灭火和无线远程操控灭火功能，放置于存放重要仪器设备场所，可及时灭火并减少损失。

Description

一种智能灭火机器人

技术领域

本发明涉及消防机械的领域，具体说是一种智能灭火机器人。

背景技术

当计算机房、通讯机房、变配电室、精密仪器室、发电机房、油库、化学易燃品库房及图书库、资料库、档案库、金库等场所发生火灾时，普通泡沫或干粉灭火器灭火时会对这些重要设备造成二次损伤，且当夜间发生火灾时，如果人不在现场或者不能及时赶到现场，火势得不到及时控制势必会对设备造成损失。即使管理员在现场使用灭火器进入火灾现场进行灭火，灭火管理员也会存在一定的安全危险。针对上述消防灭火问题，本申请设计的智能灭火机器人，可在存放重要仪器设备的场合进行自动控制或人工操作喷气灭火，在灭火的同时避免消防设施对存放的仪器或设备造成二次损伤，从而将损失和危险程度降到最低，提高灭火效率。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种能够进行自动控制或人工操作的喷气智能灭火机器人。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能灭火机器人，其特征在于：包括车体，气源部分，输送装置，电动转台喷气架，控制系统；

气源部分设置于车体中底盘上方后端；输送装置设置于气源部分上方；电动转台喷气架设置于车体中电控伸缩杆的平台上方；

车体包括：底盘，履带轮，方向传感器，驱动电机，电控伸缩杆；履带轮设置于底盘下方；方向传感器设置于底盘表面；驱动电机设置于履带轮内；电控伸缩杆设置于底盘前端；

气源部分包括：气罐，充气阀，气体减压装置，安全泄压阀；气罐设置于底盘上方一端；充气阀设置于气罐外壁一侧；安全泄压阀设置于气罐外壁另一侧；气体减压装置设置于气罐上方接口处；

输送装置包括：输气管，喷气枪；输气管一端与气体减压装置连接；输气管的另一端与喷气枪相连接；

电动转台喷气架包括：喷气枪夹套，上下转架平台，上下驱动电机，连接轴，左右转架平台，左右驱动电机，左摄像头，左排气装置，右摄像头，右排气装置；左右转架平台设置于左右驱动电机上方；左右转架平台中心孔的中心线与左右驱动电机的输出轴轴线重合；上下转架平台设置于左右转架平台上方；上下驱动电机设置于左右转架平台的一侧，连接轴设置于左右转架平台的另一侧；上下转架平台两侧圆孔的中心线、左右转架平台两侧圆孔的中心线、连接轴轴线和上下驱动电机的输出轴轴线均重合；喷气枪夹套设置于上下转架平台中部；左摄像头设置于左排气装置外壳表面中部，右摄像头设置于右排气装置外壳表面中部；左排气装置设置于喷气枪夹套一侧，右排气装置设置于喷气枪夹套另一侧；

控制系统包括：供电系统，无线接收器，控制器，无线操控系统，自动控制系统，烟雾传感器，温度传感器，火灾自动报警器；供电系统设置于底盘中部；无线接收器设置于供电系统箱体上方；控制器，烟雾传感器，温度传感器，火灾自动报警器都设置于供电系统箱体内壁。

进一步的，所述电动转台喷气架与伸缩杆平台的连接方式为螺栓联接；气罐、电控伸缩杆和底盘的连接方式均为螺栓联接。

进一步的，所述喷气枪夹套与上下转架平台的连接方式为螺栓联接；左排气装置、右排气装置和上下转架平台的连接方式均为螺栓联接；上下转架平台与左右转架平台的一侧连接方式为上下驱动电机的输出轴连接，上下转架平台与左右转架平台的另一侧连接方式为连接轴连接；上下驱动电机驱动上下转架平台转动，左右驱动电机驱动左右转架平台转动。

进一步的，所述电控伸缩杆的可调节高度范围在0.5m~2m之间。

进一步的，所述左右驱动电机，上下驱动电机都为步进电机或者伺服电机。

进一步的，所述喷气枪夹套所夹持的喷气枪直径在20mm~50mm之间；上下转架平台长度范围在200mm~300mm之间；排气装置外壳为长度范围在30mm~40mm之间的正方体，两个排气装置分布在距离喷气枪夹套范围在20mm~40mm处两侧；两个正方体排气装置外壳都有一面设有1~20个排气孔。

进一步的，所述无线操控系统主要由控制器、无线接收器和控制端组成，控制端与无线接收器进行无线连接，控制端为智能手机或者平板电脑。

进一步的，所述喷气枪可在-90°~90°上下转动以及可在-160°~160°左右转动；气罐中的气体为七氟丙烷或混合气体IG541或二氧化碳或惰性气体。

进一步的，所述火灾自动报警器是由火灾探测器和火灾报警控制器组成；火灾探测器是系统的“感觉器官”，它的作用是监视环境中有没有火灾的发生，一旦有了火情，就将火灾的特征物理量，如温度、烟雾、气体和辐射光强等转换成电信号，并立即动作向火灾报警控制器发送报警信号。

进一步的，所述智能灭火机器人由自动报警系统识别的火情，可以通过自动控制系统进行自动灭火。

进一步的，所述智能远程操控灭火机器人材料具有耐高温防爆性能。

进一步的，所述气罐内压力超过安全泄压阀设定压力时，即自动开启泄压，保护设备，防止发生意外。

进一步的，所述该智能灭火机器人的所需要的电能由供电系统提供。

进一步的，所述控制端上显示控制界面，控制界面中有火灾现场摄像画面、上下转动角度调整按键、左右转动角度调整按键和电控伸缩杆控制键。

进一步的，所述通过远程控制器可以控制电动转台上的喷气架进行上下左右转动，控制机器人前后左右移动，控制喷气枪对准火源根部进行喷气灭火。

进一步的，所述气罐的容积范围30L~60L之间，气罐内的最大压力极限为10Mpa，气体经过减压装置减压后的气体压力范围是1.2kpa~4.8kpa。

进一步的，所述在喷气枪灭火时，排气装置通过喷射二氧化碳扑灭摄像头附近火源以及吹散附近的烟从而在手机屏幕中显示更加清晰的画面保证装置正常使用；两个摄像头可实现对火点处精准对焦测试着火点距离，从而将画面和数据传递给手机控制界面，管理员则根据画面和数据进行及时操控灭火机器人高效灭火。

进一步的，所述控制系统采用PLC进行控制或者控制器进行控制或者ARM控制器进行控制。

本发明的优点：

智能灭火机器人可用于保护计算机房、通讯机房、变配电室、精密仪器室、发电机房、油库、化学易燃品库房及图书库、资料库、档案库、金库等场所，避免消防设施对存放的仪器或设备造成二次损伤，从而将损失和危险程度降到最低，提高灭火效率。此外智能灭火机器人可以进入消防员、消防车无法进入的区域灭火。智能灭火机器人既可以实现由人远程操控灭火，也可以通过自动控制系统自动喷气灭火。

附图说明

图1是本发明的一种智能灭火机器人装配示意图；

图2为本发明的一种智能灭火机器人车体示意图；

图3为本发明的一种智能灭火机器人气源部分示意图；

图4为本发明的一种智能灭火机器人电动转台喷气架示意图；

图5为本发明的一种智能灭火机器人左摄像头和左排气装置示意图；

图6为本发明的一种智能灭火机器人右摄像头和右排气装置示意图；

图7为本发明的一种智能灭火机器人手机与灭火器无线连接示意图；

图中，1-车体，2-气源部分，3-输送装置，4-电动转台喷气架，6-控制端， 11-底盘，12-履带轮，13-电控伸缩杆，21-气罐，22-充气阀，23-气体减压装置，24-安全泄压阀， 31-喷气枪，32-输气管，41-喷气枪夹套， 42-上下转架平台， 43-上下驱动电机， 44-上下驱动电机的输出轴， 45-连接轴，46-左右转架平台， 47-左右驱动电机， 48-左右驱动电机的输出轴， 411-左摄像头，412-左排气装置，413-右摄像头，414-右排气装置， 51-供电系统，52-无线接收器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明:

本发明的一种喷气枪架具体操作使用步骤如下：

一种智能灭火机器人包括车体1，气源部分2，输送装置3，电动转台喷气架4，控制系统；所述车体包括底盘11，履带轮12，方向传感器，驱动电机，电控伸缩杆13；履带轮12设置于底盘11下方；方向传感器设置于底盘表面；驱动电机设置于履带轮内；电控伸缩杆13设置于底盘前端 ；所述气源部分包气罐21，充气阀22，气体减压装置23，安全泄压阀24；气罐21设置于底盘11上方一端；充气阀22设置于气罐21外壁一侧；安全泄压阀24设置于气罐21外壁另一侧；气体减压装置23设置于气罐上方接口处；所述输送装置包括输气管32，喷气枪31；输气管32一端与气体减压装置23连接；喷气枪31与输气管32另一端相连接。所述电动转台喷气架部分包括喷气枪夹套41，上下转架平台42，上下驱动电机43，连接轴45，左右转架平台46，左右驱动电机47，左摄像头411，左排气装置412，右摄像头413，右排气装置414；左右转架平台46设置于左右驱动电机47上方；左右转架平台46中心孔的中心线与左右驱动电机的输出轴48轴线重合；上下转架平台42设置于左右转架平台上方46；上下驱动电机43设置于左右转架平台46的一侧，连接轴45设置于左右转架平台46的另一侧；上下转架平台42两侧圆孔的中心线、左右转架平台46两侧圆孔的中心线、连接轴45的轴线和上下驱动电机的输出轴44轴线均重合；喷气枪夹套41设置于上下转架平台中部；左摄像411设置于左排气装置412外壳表面中部，右摄像头413设置于右排气装置414外壳表面中部；左排气装置设置于喷气枪夹套一侧，右排气装置设置于喷气枪夹套另一侧；所述控制系统包括供电系统51，无线接收器52，控制器，无线操控系统，烟雾传感器，温度传感器，火灾自动报警器；供电系统51设置于底盘中部；无线接收器设置于供电系统上方；控制器，烟雾传感器，温度传感器，火灾自动报警器都设置于供电系统内壁。

机房内突然发生火灾，位于机房角落处的智能灭火机器人通过火灾探测器监测到火灾发生，立即传输信号给火灾报警控制器发出警报信号，管理员收到报警信号立马拿出手机前往机房。在管理员未到现场时，智能灭火机器人启动自动控制系统根据左摄像头411、右摄像头412监测火势情况以及监测计算距离火点距离从而确定灭火目标，通过履带轮42和方向传感器到达目标点进行自动喷气灭火。管理员到达现场后，根据现场的火势情况进行判断，需要进行人工控制，管理员打开手机上的控制界面，使手机与智能灭火机器人的无线接收器连接进而控制智能灭火机器人进行人工操控灭火。

管理员通过控制器控制智能灭火机器人移动，同时根据摄像头传输在控制界面上的摄像画面观察机房情况，发现机房内有已经着火的计算机，立即控制智能灭火机器人向着火点附近移动。当智能灭火机器人到达着火点附近，管理员根据摄像画面通过电控伸缩杆控制键对电控转台喷气架进行调整，然后对左右角度调整键和上下角度调整键进行调整，使水枪对准着火点的根部进行喷气灭火，进而进行高效准确灭火操作。左摄像头和右摄像头附近突然有火点，此时左排气装置412和右排气装置414立即喷射二氧化碳扑灭摄像头附近的火，从而保证左摄像头和右摄像头正常工作。管理员时刻观察手机控制界面摄像画面，根据火势实时操控智能灭火机器人灭火。火势减小后，管理员立即携带手动灭火器进入机房进行人工灭火。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种智能灭火机器人，其特征在于：包括车体，气源部分，输送装置，电动转台喷气架，控制系统；

气源部分设置于车体中底盘上方后端；输送装置设置于气源部分上方；电动转台喷气架设置于车体中电控伸缩杆的平台上方；

车体包括：底盘，履带轮，方向传感器，驱动电机，电控伸缩杆；履带轮设置于底盘下方；方向传感器设置于底盘表面；驱动电机设置于履带轮内；电控伸缩杆设置于底盘前端；

气源部分包括：气罐，充气阀，气体减压装置，安全泄压阀；气罐设置于底盘上方一端；充气阀设置于气罐外壁一侧；安全泄压阀设置于气罐外壁另一侧；气体减压装置设置于气罐上方接口处；

输送装置包括：输气管，喷气枪；输气管一端与气体减压装置连接；输气管的另一端与喷气枪相连接；

电动转台喷气架包括：喷气枪夹套，上下转架平台，上下驱动电机，连接轴，左右转架平台，左右驱动电机，左摄像头，左排气装置，右摄像头，右排气装置；左右转架平台设置于左右驱动电机上方；左右转架平台中心孔的中心线与左右驱动电机的输出轴轴线重合；上下转架平台设置于左右转架平台上方；上下驱动电机设置于左右转架平台的一侧，连接轴设置于左右转架平台的另一侧；上下转架平台两侧圆孔的中心线、左右转架平台两侧圆孔的中心线、连接轴轴线和上下驱动电机的输出轴轴线均重合；喷气枪夹套设置于上下转架平台中部；左摄像头设置于左排气装置外壳表面中部，右摄像头设置于右排气装置外壳表面中部；左排气装置设置于喷气枪夹套一侧，右排气装置设置于喷气枪夹套另一侧。

2.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：电动转台喷气架与电控伸缩杆的平台的连接方式为螺栓联接；气罐、电控伸缩杆和底盘的连接方式均为螺栓联接。

3.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：喷气枪夹套与上下转架平台的连接方式为螺栓联接；左排气装置、右排气装置和上下转架平台的连接方式均为螺栓联接；上下转架平台与左右转架平台的一侧连接方式为上下驱动电机的输出轴连接，上下转架平台与左右转架平台的另一侧连接方式为连接轴连接；上下驱动电机驱动上下转架平台转动，左右驱动电机驱动左右转架平台转动。

4.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：电控伸缩杆的可调节高度范围在0.5m~2m之间。

5.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：左右驱动电机，上下驱动电机都为步进电机或者伺服电机。

6.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：喷气枪夹套所夹持的喷气枪直径在20mm~50mm之间；上下转架平台长度范围在200mm~300mm之间；排气装置外壳为长度范围在30mm~40mm之间的正方体，两个排气装置分布在距离喷气枪夹套范围在20mm~40mm处两侧；两个正方体排气装置外壳都有一面设有1~20个排气孔。

7.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：无线操控系统主要由控制器、无线接收器和控制端组成。

8.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：喷气枪可在-90°~90°上下转动以及可在-160°~160°左右转动。

9.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：气罐中的气体为七氟丙烷或混合气体IG541或二氧化碳或惰性气体。

10.根据权利要求1所述一种智能灭火机器人，其特征在于：控制系统采用PLC进行控制或者控制器进行控制或者ARM控制器进行控制。