CN108434622B - 一种具有自动远程破窗装置的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有自动远程破窗装置的机器人。本发明包括用于提供飞行动力的飞行平台和用于执行破窗任务的破窗任务舱，所述飞行平台固定连接所述破窗任务舱；所述飞行平台包括机体和与所述机体连接的动力系统；所述破窗任务舱连接所述机体，包括破窗装置、破窗装置固定机构和破窗装置发射机构，所述破窗装置固定机构连接所述破窗装置发射机构，所述破窗装置发射机构连接所述破窗装置。本发明的破窗装置可以远程自动破除玻璃幕墙和窗体玻璃，安全性极高，本发明的动力系统设置在机体内部，增加安全性、避免人员受伤的同时螺旋桨不会轻易因外界环境而受损。

Description

一种具有自动远程破窗装置的机器人

技术领域

本发明涉及机器人领域，具体的说是一种具有自动远程破窗装置的机器人。

背景技术

高层建筑不同于普通建筑，它层数多、规模大、人员集中、疏散难、功能复杂、设备众多、用电负荷大、配电线路多、可燃物多、火灾负荷大。一旦发生火灾极易产生烟囱效应，形成立体燃烧。高层建筑灭火一直是个世界性难题。来自消防部门的数据显示，我国百米以上超高层6000多幢，数量居世界第一。近十年全国共发生高层建筑火灾3.1万起，死亡474人，直接财产损失15.6亿元。近三年来，火灾致死发生在住宅的比例逐年升高，2016年有1269人在住宅火灾中死亡，占火灾致死总数的80.21%。

高层建筑一旦发生火灾，救援人员只有强行突进楼体内部灭火、救人。由于起火部位高，作战行动耗费体力大。火势竖向燃烧至该建筑的最高层，内攻灭火和搜救人员只能徒步登楼展开救援行动；在超负荷战斗行动中，人员搜救、灭火进攻、器材运送等行动极大的消耗了官兵体能，作战行动非常困难，从而导致最佳救援时机错过，造成严重的损失。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种具有自动远程破窗装置的机器人。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种具有自动远程破窗装置的机器人，包括用于提供飞行动力的飞行平台和用于执行破窗任务的破窗任务舱，所述飞行平台固定连接所述破窗任务舱；所述飞行平台包括机体和与所述机体连接的动力系统；所述破窗任务舱连接所述机体，包括破窗装置、破窗装置固定机构和破窗装置发射机构，所述破窗装置固定机构连接所述破窗装置发射机构，所述破窗装置发射机构连接所述破窗装置。

优选的是，所述机体为四周封闭且无底无顶的结构。

优选的是，所述动力系统连接在所述机体的内部。

优选的是，所述动力系统包括螺旋桨和发动机，所述螺旋桨由其连接的所述发动机驱动。

优选的是，所述破窗装置固定机构包括固定架和连接件，所述固定架连接所述连接件，所述连接件用于连接所述破窗装置。

优选的是，所述破窗装置发射机构包括舵机和旋臂，所述舵机用于与所述破窗装置固定机构固定连接，所述舵机与所述旋臂连接，并控制所述旋臂触动所述破窗装置实施破窗动作。

优选的是，所述舵机为数字舵机，所述舵机与所述破窗装置固定机构中的固定架固定连接。

优选的是，所述破窗装置发射机构还包括复位键，所述复位键通过扭簧与所述旋臂连接。

优选的是，所述破窗装置包括机壳、击锤、弹射通道、压簧和撞针；所述机壳为中空金属管，并开有装配方孔，用于所述破窗装置发射机构与破窗装置的连接；所述击锤设置在所述机壳内，并伸入所述弹射通道，所述撞针设置在所述弹射通道内，外部套接所述压簧，所述撞针前端为尖锥形。

优选的是，所述机壳与所述破窗装置固定机构中的连接件固定连接。

本发明具有以下优点及有益效果：

1、本发明的飞行平台采用四周封闭且无底无顶结构，既可以贴近需要操作的平面进行作业，同时又消除桨尖的湍流，提高了飞行平台的稳定性和效率。

2、本发明的动力系统设置在机体内部，增加安全性、避免人员受伤，同时螺旋桨不会轻易因外界环境而受损。

3、本发明可远程自动破除玻璃幕墙和窗体玻璃，无需人为靠近操作，安全性高，防止人员生命受到危险。

4、本发明可实现多次、往复、连续操作，实现连续多次破除玻璃幕墙和窗体玻璃的动作。

5、本发明可由户外直接进入室内，第一时间提供室内灾情情况，为消防救援抢夺时间。

6、本发明提供一种能够通过远程控制自动破除玻璃幕墙或窗体玻璃的机器人，可应用多领域，为高层灭火、高空救援等领域提供了一种实施性强、安全性高、便于普及的新的解决方案。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明破窗装置的结构示意图；

图3 为本发明破窗装置发射机构的结构示意图；

图4为本发明实施例3的总体结构示意图。

其中，1.飞行平台， 2.动力系统， 31.破窗装置固定机构，32.破窗装置，33.破窗装置发射机构，11.破窗任务舱，12.第二任务舱，13.机体，21.发动机，22.螺旋桨，121.云台相机，122.图传电台，123.扩音装置，124.显示屏幕，321.机壳，322.装配方孔 ，323.击锤，324.弹射通道，325.撞针，326.压簧，311.固定架，312.连接件，331.伺服驱动器，332.旋臂，333.复位键，334.扭簧，4.灭火装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

如图1所示，本实施例的一种具有自动远程破窗装置的机器人，包括用于提供飞行动力的飞行平台1和用于执行破窗任务的破窗任务舱11，所述飞行平台1固定连接所述破窗任务舱11；所述飞行平台1包括机体13和与所述机体13连接的动力系统2；所述机体13为四周封闭且无底无顶的结构，既可以贴近需要操作的平面进行作业，同时又消除桨尖的湍流，提高了飞行平台1的稳定性和效率。

所述动力系统2连接在所述机体13的内部。所述动力系统2包括螺旋桨22和发动机21，所述螺旋桨22由其连接的所述发动机21驱动。本发明的动力系统2设置在机体13内部，增加安全性、避免人员受伤，同时螺旋桨22不会轻易因外界环境而受损。

所述破窗任务舱11舱体连接所述机体，包括破窗装置32、破窗装置固定机构31和破窗装置发射机构33，所述破窗装置固定机构31连接所述破窗装置发射机构33，所述破窗装置发射机构33连接所述破窗装置32。

如图2所示，所述破窗装置固定机构31包括固定架311和连接件312，所述固定架311固定于破窗任务舱11舱体内，所述固定架311连接所述连接件312，所述连接件312用于连接所述破窗装置32。

所述破窗装置包括机壳321、击锤323，弹射通道324、压簧326撞针325，所述机壳321为中空金属管，并开有装配方孔322，所述机壳321与所述破窗装置固定机构中31的连接件312固定连接，所述装配方孔322用于所述破窗装置发射机构33与破窗装置32的连接，所述击锤323设置在所述机壳内，并伸入所述弹射通道324，所述撞针325设置在弹射通道324内，外部套接所述压簧326，所述撞针325前端为尖锥形 ，可采用合金类坚硬材质。

如图3所示，所述破窗装置发射机构33包括伺服驱动器331和旋臂332，所述伺服驱动器331用于与所述破窗装置固定机构31固定连接，所述伺服驱动器331与所述旋臂332连接，并控制所述旋臂332触动所述破窗装置32实施破窗动作。

所述伺服驱动器331为数字伺服驱动器，与所述破窗装置固定机构31中的固定架311固定连接。所述破窗装置发射机构33可远程控制，自动破除玻璃幕墙或窗体玻璃，无需人为靠近操作，安全性高，防止人员生命受到危险。

所述破窗装置发射机构33还包括复位键333，所述复位键333通过扭簧334与所述旋臂332连接，用于破窗装置32的自动复位，并可多次、往复地破除玻璃幕墙或窗体玻璃。

在实际使用中，指挥中心可远程控制具有自动远程破窗装置的机器人飞至需要破除玻璃幕墙或窗体玻璃的位置，并调整其飞行姿态使所述撞针325对准需要破除的玻璃幕墙或窗体玻璃，随后指挥中心远程控制破窗装置发射机构33，所述破窗装置发射机构33中的所述伺服驱动器331接收到信号后，进一步控制所述旋臂332旋转以触动所述破窗装置32中所述击锤323，进而使所述压簧326达到蓄能行程，随之压能释放，通过蓄能使得所述撞针325射出所述弹射通道324撞击玻璃，随后所述压簧326使所述撞针325复位，同时所述旋臂332复位键333通过所述扭簧324使所述旋臂332复位，进而所述破窗装置32复位，所述破窗装置32自动进入下一次破除玻璃准备状态。如果为多层玻璃，则需要指挥人员多次远程操作控制破窗装置发射机构33即可，可实现远程控制，并且可多次、往复地破除玻璃幕墙或窗体玻璃的动作。

本实例的具有自动远程破窗装置的机器人，通过远程控制实现玻璃幕墙或窗体玻璃的破除，并可自动、多次、往复进行破除。应用在高层建筑消防救援上，可由户外直接进入室内，第一时间提供室内灾情情况，为消防救援抢夺时间。

实施例2：

如图1所示，本实施例的具有自动远程破窗装置的机器人基本同实施例1，其改进之处在于：所述具有自动远程破窗装置的机器人还包括云台相机121、图传电台122、扩音装置123、显示屏幕124，设置在第二任务舱12。

所述云台相机121可使用三轴云台以及4K高清相机，可以大范围多角度进行清晰的拍摄，既可自动扫描拍摄区域，也可由指挥中心操纵拍摄区域。

所述图传电台122用来实现将云台相机拍摄的图像实时传送给指挥中心，便于指挥中心快速进行消防救援部署。

所述扩音装置123用来以声音的形式实现指挥中心与现场人员的语音信息的交互，如指令的传达、心理指导、自救及逃生指导等。

所述显示屏幕124用来以可视化的形式实现指挥中心与现场人员的影像信息交互，实现指挥中心对受困人员的指令传达，并进行自救以及逃生示范性展示。

本实例的具有自动远程破窗装置的机器人，既可使指挥中心实时了解灾情现场情况，从而有效快速的进行消防救援部署；又可以充分与受困人员双向交互信息，进行指令的传达、心理疏导、自救及逃生指导等，给受困人员的心理及生命带来安全保障，为其增加逃生的信心；同时代替消防人员进入危险搜索区域进行搜索，避免二次事故发生，防止消防救援人员生命受到危险。

实施例3：

本实施例的具有自动远程破窗装置的机器人基本同实施例1，其改进之处在于：本实施例还配备了灭火装置4，设置在破窗任务舱11下侧。在实际使用中，具有自动远程破窗装置的机器人按照实施例1的操作方法破除玻璃幕墙或窗体玻璃后进入楼体内，指挥中心快速定位火源点，并控制具有自动远程破窗装置的机器人飞至最佳位置并将灭火装置瞄准火源，远程控制灭火装置实现灭火剂的快速释放。

本实施例的具有自动远程破窗装置的机器人，在火灾初期可由户外直接进入室内进行火情侦查与灭火，完成对高层建筑火灾的扑灭及救援，保护人员和财产的安全。为高层灭火提供了一种实施性强、安全性高、便于普及的新的解决方案，实现了远程控制的内攻灭火，内攻近战的高层灭火救援战术。

有益效果：

1、本发明的飞行平台采用四周封闭且无底无顶结构，既可以贴近需要操作的平面进行作业，同时又消除桨尖的湍流，提高了飞行平台的稳定性和效率。

2、本发明的动力系统设置在机体内部，增加安全性、避免人员受伤，同时螺旋桨不会轻易因外界环境而受损。

3、本发明可远程自动破除玻璃幕墙和窗体玻璃，无需人为靠近操作，安全性高，防止人员生命受到危险。

4、本发明可实现多次、往复、连续操作，实现连续多次破除玻璃幕墙和窗体玻璃的动作。

5、本发明可由户外直接进入室内，第一时间提供室内灾情情况，为消防救援抢夺时间。

6、本发明提供一种能够通过远程控制自动破除玻璃幕墙或窗体玻璃的机器人，可应用多领域，为高层灭火、高空救援等领域提供了一种实施性强、安全性高、便于普及的新的解决方案。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种具有自动远程破窗装置的机器人，其特征在于，包括用于提供飞行动力的飞行平台和用于执行破窗任务的破窗任务舱，所述飞行平台固定连接所述破窗任务舱；所述飞行平台包括机体和与所述机体连接的动力系统；所述破窗任务舱连接所述机体，包括破窗装置、破窗装置固定机构和破窗装置发射机构，所述破窗装置固定机构连接所述破窗装置发射机构，所述破窗装置发射机构连接所述破窗装置；

所述破窗装置发射机构包括伺服驱动器和旋臂，所述伺服驱动器用于与所述破窗装置固定机构固定连接，所述伺服驱动器与所述旋臂连接，并控制所述旋臂触动所述破窗装置实施破窗动作；所述破窗装置发射机构还包括复位键，所述复位键通过扭簧与所述旋臂连接；

所述破窗装置包括机壳、击锤、弹射通道、压簧和撞针；所述机壳为中空金属管，并开有装配方孔，用于所述破窗装置发射机构与破窗装置的连接；所述击锤设置在所述机壳内，并伸入所述弹射通道，所述撞针设置在所述弹射通道内，外部套接所述压簧，所述撞针前端为尖锥形；指挥中心可远程控制具有自动远程破窗装置的机器人飞至需要破除玻璃幕墙或窗体玻璃的位置，并调整其飞行姿态使所述撞针对准需要破除的玻璃幕墙或窗体玻璃，随后指挥中心远程控制破窗装置发射机构，所述破窗装置发射机构中的所述伺服驱动器接收到信号后，进一步控制所述旋臂旋转以触动所述破窗装置中所述击锤，进而使所述压簧达到蓄能行程，随之压能释放，通过蓄能使得所述撞针射出所述弹射通道撞击玻璃，随后所述压簧使所述撞针复位，同时所述旋臂复位键通过所述扭簧使所述旋臂复位，进而所述破窗装置复位，所述破窗装置自动进入下一次破除玻璃准备状态。

2.根据权利要求1所述的一种具有自动远程破窗装置的机器人，其特征在于，所述机体为四周封闭且无底无顶的结构。

3.根据权利要求1所述的一种具有自动远程破窗装置的机器人，其特征在于，所述动力系统连接在所述机体的内部。

4.根据权利要求1所述的一种具有自动远程破窗装置的机器人，其特征在于，所述动力系统包括螺旋桨和发动机，所述螺旋桨由其连接的所述发动机驱动。

5.根据权利要求1所述的一种具有自动远程破窗装置的机器人，其特征在于，所述破窗装置固定机构包括固定架和连接件，所述固定架连接所述连接件，所述连接件用于连接所述破窗装置。

6.根据权利要求1所述的一种具有自动远程破窗装置的机器人，其特征在于，所述伺服驱动器为数字伺服驱动器，所述伺服驱动器与所述破窗装置固定机构中的固定架固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种具有自动远程破窗装置的机器人，其特征在于，所述机壳与所述破窗装置固定机构中的连接件固定连接。