CN110575637A - 高速公路应急救援与巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路应急救援与巡检机器人，其包括驱动单元、监控单元、灭火单元、运载单元和能源配置单元五大部分。所述驱动单元包括主动驱动轮、辅助轮、电机以及主、副轴，所述监控单元即电子眼及配套系统，所述灭火单元包括灭火器、消防斧等，所述运载单元包括运载板与高速公路护栏，所述能源配置单元包括电池及充电桩。该机器人功能完善，特别适用于高速公路火灾及交通事故突发的情况下，遭遇火情可及时灭火，独特的运载系统及驱动系统，实用性强。

Description

高速公路应急救援与巡检机器人

技术领域

本发明属于消防与应急救援的技术领域，具体涉及一种高速公路应急救援与巡检机器人。

背景技术

高速公路的消防安全一直是消防工程中的重中之重，由于高速公路的特殊性，一旦发生的事故，产生火灾，应急的救援消防车和消防官兵不一定能够及时到达现场。其次，即便是消防车可以迅速到达现场，也可能因为高速公路的特殊性，事故前后方的车辆发生堵塞，急救车不能到达或者不能将受伤人员及时运送到附近的医院，耽误急救的黄金时间。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种高速公路应急救援与巡检机器人。

本发明的技术方案为：

一种高速公路应急救援与巡检机器人，其包括机器人本体4以及设置于机器人本体4上的驱动单元、监控单元、灭火单元5、运载单元和能源配置单元。其中，所述的机器人本体4为呈阶梯状的箱体结构，箱体左侧的高度高，箱体右侧的高度低。

所述的驱动单元包括主动驱动轮1、多个辅助轮、至少两个副轴、驱动电机13、夹紧轮14和主轴15。所述的驱动电机13设置于机器人本体4的箱体右侧内部，所述的主动驱动轮1设置于机器人本体4的箱体右侧外部上方，驱动电机13通过主轴15与主动驱动轮1连接，且通过齿轮传动驱动主动驱动轮1运动。

所述的主动驱动轮1与地面水平设置，所述的主动驱动轮1由磁性材质制成，与高速公路护栏12磁性连接，主动驱动轮1的边缘吸附于高速公路护栏12的凹槽中。

所述的机器人本体4的箱体外部下表面设置至少两个副轴，每个副轴上设置至少两个辅助轮，辅助轮与地面相接触，以保证在高速公路应急救援与巡检机器人的运动时的平衡稳定性。

所述的夹紧轮14设置于机器人本体4的箱体右侧外部边缘处，位于主动驱动轮1下方，夹紧轮14水平设置，夹紧轮14沿周向设置有凹槽结构，用于容纳高速公路护栏12的凹槽下部末端边缘，通过主动驱动轮1的磁性吸附，与夹紧轮14的限位，使得高速公路护栏12的凹槽结构夹于主动驱动轮1和夹紧轮14之间，使得高速公路应急救援与巡检机器人依靠或沿着高速公路护栏12进行移动并且导向。

所述的监控单元设置于机器人本体4的箱体左侧外部上方，用于对周围环境以及高速公路的运行状况进行巡查。

所述的灭火单元5设置于机器人本体4的箱体左侧内部，用于灭火。具体地，灭火单元5包括灭火器、消防斧、消防毯。

所述的运载单元包括运载板2，运载板2设置于机器人本体4的箱体右侧外部顶部，位于主动驱动轮1的上方，运载板2的一侧边与机器人本体4的箱体左侧外部侧壁连接，运载板2的下表面光滑处理，且由高速公路护栏12的上端支撑，随高速公路应急救援与巡检机器人沿高速公路护栏12移动。

所述的能源配置单元包括电池，电池设置于机器人本体4上，用于为高速公路应急救援与巡检机器人提供动力。

本发明的效果和益处是：

本发明高速公路应急救援与巡检机器人通过高速公路两旁护栏进行快速移动，通过监控单元对路况及突发事故进行巡检，通过灭火单元对事故进行第一处理，通过运载单元对事故受伤人员进行及时救援。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的高速公路应急救援与巡检机器人的结构示意图的主视图。

图2为本发明实施例中提供的高速公路应急救援与巡检机器人的结构示意图的俯视图。

图3为本发明实施例中提供的高速公路应急救援与巡检机器人的轴测图。

图4为本发明实施例中提供的高速公路应急救援与巡检机器人的主动驱动轮与高速公路护栏连接部分的放大图。

图5A为本发明实施例中提供的高速公路应急救援与巡检机器人的运载机构的俯视示意图。

图5B为本发明实施例中提供的高速公路应急救援与巡检机器人的运载机构的侧视示意图。

图6为本发明实施例中提供的高速公路应急救援与巡检机器人的夹紧轮的结构图。

图中：1主动驱动轮；2运载板；3电子眼；4机器人本体；5灭火单元；6第一副轴；7第一辅助轮；8第二辅助轮；9第三辅助轮；10第四辅助轮；11第二副轴；12高速公路护栏；13驱动电机；14夹紧轮；15主轴。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

参见图1，高速公路应急救援与巡检机器人包括机器人本体4以及设置于机器人本体4上的驱动单元、监控单元、灭火单元5、运载单元和能源配置单元。其中，机器人本体4为呈阶梯状的箱体结构，使用时远离高速公路护栏12的一侧(在本说明书中定义为左侧，即箱体左侧)的高度高，靠近高速公路护栏12的一侧(在本说明书中定义为右侧，及箱体右侧)的高度低。

参见图1和图3，驱动单元包括主动驱动轮1、多个辅助轮(本实施例中为四个辅助轮，分别为第一辅助轮7、第二辅助轮8、第三辅助轮9、第四辅助轮10)、至少两个副轴(本实施例中为两个副轴，分别为第一副轴6和第二副轴11)、驱动电机13、夹紧轮14和主轴15。驱动电机13设置于机器人本体4的箱体右侧内部，主动驱动轮1设置于机器人本体4的箱体右侧外部上方，驱动电机13通过主轴15与主动驱动轮1连接，且通过齿轮传动(轴承连接)驱动主动驱动轮1运动。

主动驱动轮1与地面水平设置，使得主动驱动轮1与高速公路护栏12的凹槽相配合，构成一套完整的路轨系统。主动驱动轮1由磁性材质制成，与高速公路护栏12磁性连接，从而使得主动驱动轮1的边缘吸附于高速公路护栏12的凹槽中(参见图1、图3和图4)。

机器人本体4的箱体外部下表面设置至少两个副轴，本实施例中为第一副轴6和第二副轴11，第一副轴6上设置第一辅助轮7和第二辅助轮8，第二副轴11上设置第三辅助轮9和第四辅助轮10，使得四个辅助轮与地面相接触，以保证在高速公路应急救援与巡检机器人的运动时的平衡稳定性(参见图1和图3)。

夹紧轮14设置于机器人本体4的箱体外部上方靠近高速公路护栏12的边缘处，位于主动驱动轮1下方，夹紧轮14水平设置，夹紧轮14沿周向设置有凹槽结构，用于容纳高速公路护栏12的凹槽下部末端边缘，通过主动驱动轮1的磁性吸附，与夹紧轮14的限位，使得高速公路护栏12的凹槽结构夹于主动驱动轮1和夹紧轮14之间，使高速公路应急救援与巡检机器人沿高速公路护栏12移动，并且由高速公路护栏12导向(参见图1和图6)。

监控单元设置于机器人本体4的箱体左侧外部上方，用于对周围环境以及高速公路的运行状况进行巡查，其主要作用有：一、巡查过往车辆，一方面巡查其是否违章，或者不安全驾驶，既为交警工作人员减轻负担，又可以将违章及事故过程精确记录，在法律以及责任认定上提供重要指针。二、发现事故，高速公路的长度往往在几十公里甚至几百公里上下，除了一些收费站附近存在监控探头之外，其余地方皆为盲区。一旦在这些区域发生交通事故，手机无法接收不到信号的情况下，消防救援人员往往不能第一时间到达现场，延误最佳的救援时间。因此，本发明的高速公路应急救援与巡检机器人不仅能够进行事故的救援，更重要的是可以在监控不足的地方进行重点巡查，提前发现事故，提前处理事故。三、及时报警，发生事故时可能受伤人员不能及时报警或者事故区域处于信号弱或者无信号区域，这时本发明的机器人可以在第一时间拨打报警电话以及求救电话。具体地，在本实施例中。监控单元为电子眼3(探头)及配套系统(参见图1至图3)。

灭火单元5设置于机器人本体4的箱体左侧内部，灭火单元5包括小型灭火器、消防斧、消防毯，用于灭火。

运载单元包括运载板2，运载板2设置于机器人本体4的箱体右侧外部顶部，位于主动驱动轮1的上方，运载板2的一侧边与机器人本体4的箱体左侧外部侧壁连接，运载板2的下表面光滑处理，且由高速公路护栏12的上端支撑，可随高速公路应急救援与巡检机器人沿高速公路护栏12移动。运载板2上设置有束紧装置，用于运送受伤人员时对其进行固定。具体地，运载板2是一块可伸缩的平板(参见图1、图5A和图5B)。

能源配置单元包括电池，电池设置于机器人本体4上，用于为高速公路应急救援与巡检机器人提供动力。在本实施例中，能源配置单元位于机器人本体的外部，可与固定地点设置的充电桩相连接，为其充电。

在发生交通事故时，该高速公路救援与巡检机器人可通过高速公路护栏12快速移动至事故现场，并且在第一时间通过灭火单元5对事故现场发生的初始火灾进行扑灭，同时一旦发生交通堵塞，救护车及消防救援人员不能及时到达的情况下，该机器人可通过运载板2将受伤人员送出事故现场，保证伤者可以第一时间得到救治。

在没有事故发生时，该机器人可通过高速公路护栏12自动对目标路段进行巡检，同时通过顶部的电子眼对周围情况进行巡视，记录违章，提前预知火灾等情况。并且该机器人通过电力驱动，可通过固定地点安置的充电桩进行充电，保证续航，绿色高效。

综上所述，本发明提供的机器人功能完善，特别适用于高速公路火灾及交通事故突发的情况下，遭遇火情可自动灭火，独特的运载系统及驱动系统，实用性强，效率高且区别于现在主流的机器人设计。本发明提供的机器人驱动方式为电机驱动，导向方式为利用主驱动磁性轮与高速公路两旁的镀锌钢护栏构成一套完整的导轨系统进行导向且驱动，不必专门为机器人设计导向方式，新颖且便捷。该运载单元可以在火灾或交通事故发生时，利用高速公路两旁的护栏将伤者运送出事故现场、或进行救援物资与器材的输送，以防因交通堵塞所造成的不可抗力使得伤者不能及时送达医院，并且该运载单元在空闲时可以自动收缩，使用方便快捷。驱动电机的能源由充电桩提供，并且充电桩的电能可以通过太阳能电池板进行充电，也可以利用输电线路进行充电，绿色且高效。

本发明提供的高速公路应急救援与巡检机器人，不光具备了在交通事故发生时，及时到达现场参与救援，保障事故中的受伤人员的人身安全，而且具备了无事故发生时的巡检功能。该机器人是借助现有的网络技术、传感器技术，计算机视觉技术、采用多传感器融合的方法，所设计出的一款机器人，具有自动巡检，远程受控和灭火等功能。高速公路应急救援与巡检机器人可以有效的记录当前的巡检环境不同时间段的温度、气压、可燃气体浓度、烟雾浓度等数据，并且能将数据记录；同时在机器人工作的过程中，通过电子眼对周围环境进行侦测，对超出警戒的数据进行报警，在火灾发生前进行控制和调控，可以做到有效的预防火灾的作用。本发明提供的高速公路应急救援与巡检机器人，具有机器值守预警和火灾预处理的基本功能，同时具有智能灭火的能力，对于因发生交通事故而产生的火灾，自然环境所导致的山火以及人为疏忽造成的火灾，可以使火灾的预防尽可能科学化、智能化。利用机器人提高消防安全性，是消防装备发展的新趋势，使消防安全更可靠更高效。

以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (2)

1.一种高速公路应急救援与巡检机器人，其特征在于，所述的高速公路应急救援与巡检机器人包括机器人本体(4)以及设置于机器人本体(4)上的驱动单元、监控单元、灭火单元(5)、运载单元和能源配置单元；其中，

所述的机器人本体(4)为呈阶梯状的箱体结构，箱体左侧的高度高，箱体右侧的高度低；

所述的驱动单元包括主动驱动轮(1)、多个辅助轮、至少两个副轴、驱动电机(13)、夹紧轮(14)和主轴(15)；所述的驱动电机(13)设置于机器人本体(4)的箱体右侧内部，所述的主动驱动轮(1)设置于机器人本体(4)的箱体右侧外部上方，驱动电机(13)通过主轴(15)与主动驱动轮(1)连接，且通过齿轮传动驱动主动驱动轮(1)运动；所述的主动驱动轮(1)与地面水平设置，所述的主动驱动轮(1)由磁性材质制成，与高速公路护栏(12)磁性连接，主动驱动轮(1)的边缘吸附于高速公路护栏(12)的凹槽中；所述的机器人本体(4)的箱体外部下表面设置至少两个副轴，每个副轴上设置至少两个辅助轮，辅助轮与地面相接触，以保证在高速公路应急救援与巡检机器人的运动时的平衡稳定性；所述的夹紧轮(14)设置于机器人本体(4)的箱体右侧外部边缘处，位于主动驱动轮(1)下方，夹紧轮(14)水平设置，夹紧轮(14)沿周向设置有凹槽结构，用于容纳高速公路护栏(12)的凹槽下部末端边缘，通过主动驱动轮(1)的磁性吸附，与夹紧轮(14)的限位，使得高速公路护栏(12)的凹槽结构夹于主动驱动轮(1)和夹紧轮(14)之间，使高速公路应急救援与巡检机器人沿高速公路护栏(12)移动，并且由高速公路护栏(12)导向；

所述的监控单元设置于机器人本体(4)的箱体左侧外部上方，用于对周围环境以及高速公路的运行状况巡查；

所述的灭火单元(5)设置于机器人本体(4)的箱体左侧内部，用于灭火；

所述的运载单元包括运载板(2)，运载板(2)设置于机器人本体(4)的箱体右侧外部顶部，主动驱动轮(1)的上对方，运载板(2)的一侧边与机器人本体(4)的箱体左侧外部侧壁连接，运载板(2)的下表面光滑处理，且由高速公路护栏(12)的上端支撑，随高速公路应急救援与巡检机器人沿高速公路护栏(12)移动，以运送伤员；

所述的能源配置单元包括电池，电池设置于机器人本体(4)上，用于为高速公路应急救援与巡检机器人提供能源。

2.根据权利要求1所述的高速公路应急救援与巡检机器人，其特征在于，所述的灭火单元(5)包括灭火器、消防斧和消防毯。