CN110604888A - 一种消防机器车 - Google Patents
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Abstract
本发明属于消防技术领域，具体涉及一种消防机器车，包括机器车主体，所述机器车主体包括底盘，底盘的两侧装设有驱动行走机构，底盘的上端面装设有消防水炮装置、用于抓取消防水带的水带抓手装置、用于检测火灾的摄像机装置以及灭火器组，本发明通过水带抓手装置的设计，可将公共场所设置的消防水带抓取住并安装在消防栓上进行使用，并且机器车主体本身就具有消防水带，可以抓取自身携带的消防水带并与在消防栓相连，这样就能够为消防水炮装置提供水源，从而进行灭火操作。
Description
技术领域
本发明涉及消防技术领域，特指一种消防机器车。
背景技术
随着社会经济的迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性，导致危险化学品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故频繁增加。一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危险环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡。
这方面，公安消防部队已历经诸多血的教训，面对这样的大型灾害，一款可以前进、后退、调头、爬坡、越障、喷射灭火、排烟和现场侦察的远程操控消防灭火机器人顺势而生。
如[中国实用新型]CN201621473861.2一种履带式多用消防机器人，包括机器人外壳以及设置在机器人外壳中的机器人主体，所述机器人主体采用履带式消防车结构，其改进之处在于，所述机器人主体包括底盘、驱动行走机构、远控消防水泡、排风机、电路控制主机和供电电源；所述远控消防水泡、排风机、电路控制主机和供电电源均设置在底盘上，所述底盘设置在所述驱动行走机构上；所述所述供电电源为所述消防机器人提供整车电源，其中远控消防水炮是以水作介质，远距离扑灭火灾的灭火设备，并且的水源由内置的高位水箱提供，如水箱内的储备的水源使用完之后，就无法进行喷水的灭火功能，无法满足长时间的灭火操作。
发明内容
本发明的目的是提供一种消防机器车，通过水带抓手，解决消防机器车本体无水源的问题。
本发明的目的是这样实现的：一种消防机器车，包括机器车主体，所述机器车主体包括底盘，底盘的两侧装设有驱动行走机构，底盘的上端面装设有用于灭火的消防水炮装置、与消防水炮装置相连通的消防水带装置，用于抓取消防水带装置并将其与消防栓进行连接的水带抓手装置、用于检测火灾的摄像机装置以及灭火器组，所述机器车主体内设置有集中控制器，集中控制器可采集消防机器车的数据信号，并将采集到的数据信息通过云平台进行存储、分析、计算后反馈至上述各个模块内实现自动灭火、自动报警、自动监测，同时通过无线将数据信息发送至管理人员和消防人员的手机或电脑上以及用于监测各电线线路和配电柜中的电气火灾情况并予以灭火。
优选地，所述水带抓手装置包括：抓手本体，抓手本体连接有控制其横向移动的第一电动推杆和控制其竖向移动的第二电动推杆。
优选地，所述第一电动推杆的一端连接有手臂底座，手臂底座上设置有第一旋转动力源，第一旋转动力源的一端通过横杆连接有所述抓手本体。
优选地，所述抓手本体包括：滑轨固定板，滑轨固定板的下端面设置有滑轨，滑轨上可滑动安装有两个用于夹取的手指，手指通过连杆连接有控制其移动的第二动力源。
优选地，所述手指的内侧安装有若干个可旋转的胶轮，且其中至少有一个胶轮连接有控制其转动的第三动力源。
优选地，所述底盘的上端面设置有水炮支架，水炮支架上固定有水炮安装板，水炮安装板上设置有可旋转的水炮转动体，水炮转动体上装设有所述消防水炮装置，消防水炮装置通过水炮转动体与送水管相连通。
优选地，所述消防水炮装置包括与水炮转动体相连的摆动体，摆动体的一端装设有喷头，摆动体的另一端连接有控制其转动的第五动力源，所述水炮转动体连接有控制其转动的第四动力源。
优选地，所述灭火器组包括若干个灭火器本体，每个灭火器本体分别连接有喷嘴，所述底盘上设置有用于固定喷嘴的固定杆，固定杆的一端连接有控制其转动的第六动力源。
优选地，底盘上设置有第三电动推杆，第三电动推杆的上端安装有云台底座，云台底座上装设用于检测火灾的摄像机装置。
优选地，所述机器车主体内安装有用于为机器车提供电源的机器车电池，所述机器车主体的前端安装有传感器主体升缩模组，传感器主体升缩模组的一端安装有传感器组件，传感器组件的下端连接有传感器主体角度调节电机，传感器组件包括有视觉传感器、火焰传感器和烟雾传感器；所述机器车主体的后端安装有消防水带释放电机，消防水带释放电机上设置有机器车消防水带，机器车消防水带的一端连接有消防水带接头，机器车消防水带的另一端连接有机器车消防枪头，所述消防水带接头上连接有用于控制消防水带接头旋转的消防水带接头对接旋转电机，所述消防水带接头的下端面安装有消防水带接头高度调节杆，消防水带接头高度调节杆连接有消防水带接头角度调节电机；所述机器车主体的上端安装有消防枪头高度调节电机，消防枪头高度调节电机上连接有放置台面，放置台面上固定有所述机器车消防枪头，所述放置台面分别连接有消防枪头左右角度调节电机和消防枪头上下角度调节电机；所述机器车主体的侧面安装有轮毂电机组，轮毂电机组的上张紧有履带；所述机器车主体的侧面设置有用于放置灭火器组的放置台，放置台上安装有灭火器喷口角度调节电机，灭火器喷口角度调节电机通过灭火器喷口角度调节支架连接并控制灭火器组的喷口角度；所述机器车主体与消防设备相联动，联动方式可通过机器车主体的NB模块向后台系统请求数据信息和各个设备的状态信息，当发生火灾时，所述机器车主体可以直接使用消火栓及消火栓电机组件，通过消防车机器车上自带的机器车消防水带连接消火栓实现自动灭火操作，所述机器车主体能够通过改变自身的行走结构实现自动爬楼梯，以便于在多个不同楼层之间运动实现自动灭火；通过智能移动控制终端且具备机器车或机器人特性的设备，通过无线连接的方式向后台系统或消防设备本身请求状态数据后，通过机械动作或软件动作与具备灭火特性的设备进行联动，实现自动灭火动作。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：
本发明通过水带抓手装置的设计，可将公共场所设置的消防水带抓取住并安装在消防栓上进行使用，并且机器车主体本身就具有消防水带，可以抓取自身携带的消防水带并与在消防栓相连，这样就能够为消防水炮装置提供水源，从而进行灭火操作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为水带抓手装置的结构示意图。
图3为抓手本体的结构示意图。
图4为消防水炮的结构示意图。
图5为摄像机装置的结构示意图。
图6为灭火器组的结构示意图。
附图标记：2-底盘；3-驱动行走机构；4-消防水炮装置；5-水带抓手装置；6-摄像机装置；7-灭火器组；8-抓手本体；9-第一电动推杆；10-第二电动推杆；11-手臂底座；12-第一旋转动力源；13-横杆；14-滑轨固定板；15-滑轨；16-手指；17-连杆；18-第二动力源；19-胶轮；20-第三动力源；21-水炮支架；22-水炮安装板；23-水炮转动体；24-送水管；25-摆动体；26-喷头；27-第五动力源；28-第四动力源；29-灭火器本体；30-喷嘴；31-固定杆；32-第六动力源；33-第三电动推杆；34-云台底座；35-消防水带装置。
具体实施方式
下面结合附图1-6对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
一种消防机器车。
消防设备是在国家对消防全套设备的标准要求下对各种消防单一式或在原本地联网的设备上进行智能化的改造，在国家准予或无要求的外观或内置中增加智能功能，不对原消防系统或设备在不改变任何使用方式和对应作用的前提下，通过自动监测、自动探测数据、信息和自动控制及无线发送信息等方式，实现自动灭火、自动监管各种设备、远程监控设备使用期限、移动、定位、损坏及自检、集中器及平台接收数据，在发生险情或设备故障、损坏，水压、水量不足，烟感器、喷淋头、报警器，电气设备发生故障、电控柜接触不良、电线超负荷等情况下自检且启动相应功能设备，同时告知监管人并报警，实现无人化智能化的管控。使用场景适合于新老建的建筑物或新老装饰的厂房、办公区、公共场所、娱乐场所、企事业单位、超市、商场、饭店、机场、火车站、高铁站等各种需要求安装消防设备的单位和个人均可使用，更换功能设备后即可使用在已经验收的消防设施中，所有的小型功能性设备在国家标准对消防设施的要求上增加智能化，也不改造原有的固定消防设施。由此可见，本发明创造的领域不仅限于消防技术领域，还涉及自动监测、自动控制、无线通信及控制等领域，是多个技术领域人员共同发明创造的成果。因此本文中未具体介绍的技术内容均为本领域技术人员的惯用手段或熟练掌握的技能，本申请人在本文中不再重复赘述。
如图1所示，包括机器车主体，所述机器车主体包括底盘2，底盘2的两侧装设有驱动行走机构3，驱动行走机构3可采用履带的结构形式，且为现有技术，具体内容可参考[中国实用新型发明]CN201621473861.2一种履带式多用消防机器人，因此在本文中不在重复赘述其工作原理和具体结构，所述底盘2上设置有灭火器组7，通过电磁阀可远程控制灭火器组7进行喷洒灭火，所述底盘2的上端面装设有消防水炮装置4，消防水炮装置4可进行上下左右不同角度的调节，喷射水进行灭火，以及用于抓取消防水带的水带抓手装置5，在实际工作中，可将公共场所设置的消防水带抓取住并安装在消防栓上进行使用，并且机器车主体本身就具有消防水带装置35，可以抓取自身携带的消防水带装置35的接头并与消防栓的出水口进行连接，这样就能够为消防水炮装置4提供水源，从而进行灭火操作，并且在底盘2上还设置有用于检测火灾的摄像机装置6，摄像机装置6具有双传感器热成像仪和可见光系统，能够准确的检测到火灾信息，该摄像机装置6为现有技术，具体内容可参考[中国发明,中国发明授权]CN201210212003.2一种基于双光谱的森林防火智能监控系统，其中的前端设备具有相同的功能及作用，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可将该技术运用到本装置内。
具体看图2，所述水带抓手装置5包括：抓手本体8，抓手本体8连接有控制其横向移动的第一电动推杆9和控制其竖向移动的第二电动推杆10，抓手本体8能够进行上下左右任意位置的调节，能够对任意位置的消防水带进行抓取。
结合图2和图3，所述第一电动推杆9的一端连接有手臂底座11，手臂底座11上设置有第一旋转动力源12，第一旋转动力源12为电机，第一旋转动力源12的一端通过横杆13连接有所述抓手本体8，第一旋转动力源12将能够控制抓手本体8抓取的角度，调节到抓取消防水带的更佳位置，更容易抓取到，本技术方案中的电动推杆为现有装置，本领域技术人员应当熟知该具体结构和工作原理，因此在本文中不再重复赘述。
具体看图3，所述抓手本体8包括：滑轨固定板14，滑轨固定板14的下端面设置有滑轨15，滑轨15上可滑动安装有两个用于夹取的手指16，手指16通过连杆17连接有控制其移动的第二动力源18，第二动力源18为舵机，本技术方案具体介绍了抓手本体8的结构，在实际工作过程中，第二动力源18将会通过连杆17带动两个手指16进行夹紧操作，从而实现抓取动作。
具体看图3，所述手指16的内侧安装有若干个可旋转的胶轮19，且其中至少有一个胶轮19连接有控制其转动的第三动力源20，第三动力源20为电机，电机能够控制胶轮19旋转，从而带动手指16夹取住的消防水带接头旋转，将消防水带接头旋入消防栓上。
具体看图4，所述底盘2的上端面设置有水炮支架21，水炮支架21上固定有水炮安装板22，水炮安装板22上设置有可旋转的水炮转动体23，水炮转动体23上装设有所述消防水炮装置4，能够发射水进行灭火，消防水炮装置4通过水炮转动体23与送水管24相连通，送水管24连接有消防水带，将消防水带与消防栓相接，即可获得水源进行喷射，所述消防水炮装置4包括与水炮转动体23相连的摆动体25，摆动体25的一端装设有喷头26，摆动体25的另一端连接有控制其转动的第五动力源27，能够控制喷射的角度，第五动力源27为电机，所述水炮转动体23连接有控制其转动的第四动力源28，能够控制喷射的方向，第四动力源28为电机。
具体看图5，底盘2上设置有第三电动推杆33，本技术方案中的电动推杆为现有装置，本领域技术人员应当熟知该具体结构和工作原理，因此在本文中不再重复赘述，第三电动推杆33的上端安装有云台底座34，云台底座34上装设用于检测火灾的摄像机装置6，第三电动推杆33能够调节摄像机装置6的高度，方便进行检测，摄像机装置6具有双传感器热成像仪和可见光系统，能够准确的检测到火灾信息，该摄像机装置6为现有技术，具体内容可参考[中国发明,中国发明授权]CN201210212003.2一种基于双光谱的森林防火智能监控系统，其中的前端设备具有相同的功能及作用，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可将该技术运用到本装置内。
具体看图6，所述灭火器组7包括若干个灭火器本体29，每个灭火器本体29分别连接有喷嘴30，灭火器本体29的开合统一由电磁阀控制，所述底盘2上设置有用于固定喷嘴30的固定杆31，固定杆31的一端连接有控制其转动的第六动力源32，第六动力源32为舵机，能够控制喷嘴30的喷射角度，以满足灭火需求。
智慧式消防机器车；消防机器车主要用途是搭载消防水带和消防水枪直接连接消防栓启动灭火，启动消防机器人的信息来源是烟火探测器发出的起火信息以及经过智慧式消防本地服务系统计算后显示的具体起火位置，进一步的通过消防机器车自带的路径规划功能前往起火位置，再通过消防机器车上的视频算法确定具体的起火点和起火位置，进而实现自动灭火。存在关联的部分还包括了消防供水管理模块中的消火栓设备，该设备的供水是否正常，进而消防水泵控制器的启动供水都是直接影响消防车运作的直接因素。
智慧式消防机器车的主要作用是在初期起火时，代替人员进行灭火操作，其主要特征是可以自行组装消防水带和消防水枪并连接到消防栓上，自行查找起火点后使用消防水枪对起火点进行定点定向灭火，此过程中控制消防栓启动或关闭完全通过无线数据传输进行控制。所述智慧式消防机器车使用3399系列芯片作为主控处理器，搭载行走驱动模块、视频探测与计算模块、NB-lot无线模块、烟火探测器模块以及35000mAh充放式锂电池进行供电操作，确保断开充电状态下可持续工作时间超过5h；所述的消防机器车具有自动充电接头，充电接头位于机器车下方，采用具备导电材料的弹性镀银铜片作充电接头，充电接头分上下两组弹性镀银铜片构建，分别固定安装在机器车和充电桩上，机器车和充电桩的充电固定端到取电存电端分别采用防燃、防触电、能满足通电电流电压标准的线缆；所述智慧式消防机器车下部使用轮毂电机进一步驱动轮毂电机所固定的四轮或履带，并通过行走驱动模块内搭载的室内地图程序和驱动控制程序，提供所述智慧式消防机器车行走所需的动力来源和行走时的路径规划；所述烟雾和火焰探测器与视频探测器属于同一模块电路，且三个探测器都延伸出机器车表层外，以确保消防机器车能够正常获得当前空间内的烟雾和火焰信息以及当前场景的视频信息，且所述的视频模块通过机械结构可以实现在机器车上端360°的旋转，以确保所述智慧式消防机器车在任意空间出现火灾报警时都可以有效探测到起火位置和视频图像；所述的视频图像采集通过双目摄像头进行距离和位置判断，其中一个摄像头计算距离，另一个摄像头计算位置，同时两个摄像头相互配合可以获得更加准确和清晰的视频图像，进一步的根据双目摄像头传回的距离和位置信息，控制消防机器车上的消防水枪控制器，调整和转动消防水枪位置，以及控制消防机器车前进或后退来调整消防水枪距离起火点的距离。上述的双目摄像头计算距离和位置的具体计算办法以及对应的数据去调整消防水枪角度和距离的计算方法在此不做过多赘述，且该技术目前已经在世界范围内的诸多产品上得到应用，技术方案成熟可行。
所述智慧式消防机器车在探测到起火面积小于20cm2使用智慧式灭火器进行灭火时，所述的智慧式灭火器固定在消防车的一侧，所述智慧式灭火器的喷射口可以自动自动调整角度，再通过消防机器车前进或后退调整距离，灭火时的角度、距离调整的方法与消防水枪的调整方式一致；进一步的当所述消防机器车移动的距离和所述智慧式灭火器喷射的角度满足灭火的距离和角度要求时，机器车会向智慧式灭火器发送一条启动灭火的指令，对应的当智慧式灭火器接收到启动指令时，智慧式灭火器上的电磁阀自动开启，进一步的实现智慧式灭火器开启并对起火点进行灭火操作。
所述智慧式消防机器车在探测到起火面积大于20cm2时，使用消火栓进行自动灭火，所述消防机器车自身搭载有上文所述的消防水带和消防水枪，且消防水带和消防水枪处于已连接状态，形成消防机器车自带消防水枪和消防水带，所述消防水枪与消防机器车的任意一侧直接连接，且消防水带可以通过消防机器车上的控制器调整高度和角度；进一步的，所述消防水带挂在消防机器车连接消防水枪的一侧的专用水带挂杆上，需要使用时消防水带的挂杆向下倾斜，使消防水带全部落到地上；进一步消防水带连接消火栓的一端挂在消防机器车的接头卡合器处；所述接头卡合器日常状态下将消防水带接头卡紧，使用时通过消防机器车上的视频摄像头扫描到消火栓柜时，通过卡合器后端连接的液压杆向前推出，进一步的使卡合器顶碎消防栓箱外的玻璃，再次通过视频摄像头识别消火栓出水口接头，并通过视频数据调整卡合器对准消火栓接头处，通过液压杆继续推出或消防机器车向前移动的方式使卡合器上的消防水带接头与消火栓上的接头完全对接，对接完成后通过卡合器上端的电机，驱动卡合器旋转，使得消防水带接头和消防水栓接头完全对接且卡死；进一步的在所述智慧式消防机器车使用消防水带接头与消火栓出水口连接，安装在消防水带接头上的K23JD型FC磁感套件会做连接测试，即消防水带接头和消火栓上的FC磁感进行测试，当成功连接时，FC磁感套件会通过ARM芯片上的NB模块向机器车发出成功配对信息，反之则持续发出未成功配对信息，所述的配对即指各组接头是否准确、有效、稳固的安装对接好；进一步的智慧式消防水带磁感套件会将已经连接到消防栓的信息通过ARM芯片计算后通过NB-lot模块发出，提示系统水带和消防栓已经连接成功；消防机器车收到所述连接成功的信息后所述卡合器松开完全脱离消防水带接头；在消防机器车使用时，上述设备通过NB-lot模块发出的安装成功指令给消防机器车，进一步的等待消防机器车启动消火栓阀门控制器开水灭火，灭火完成后，消防机器车通过NB模块发出关闭指令，进一步的消火栓阀门控制器关闭并提升到最高处，消防水带和消防栓的接头处FC磁感配对信息清零。完成上述操作后，消防机器车移动到起火点，将消防水枪对准起火点后，由消防机器车发出启动指令控制消防栓阀门控制器开启阀门，实现自动灭火操作，进一步的当灭火完成后，所述消防机器车发出关闭消防栓的指令，消防栓阀门控制器关闭消火栓，当机器车进行消防水带连接消防栓的方向操作且成功后，所述消防栓消防栓阀门控制器升起，完成整个消防机器车控制消火栓开启进行灭火的全部动作，灭火完成后，通过人力完成消防水枪和消防水带的回收并摆放回原来的位置；在后期进行技术升级后，如加装机械臂或更换履带类型，还能实现在灭火完成后，消防机器车通过机械臂实现自动回收消防水带和消防水枪，还可以自动按电梯楼层或通过消防电梯到达起火位置，多个楼层使用一个所述智慧式消防机器车即可实现火灾扑灭的实时管控；进一步的进行消防水枪和消防水带连接通过机械结构实现自动的安装和旋转，并通过上文所述的带有电磁感应功能的消防水枪/水带接头的状态来判断是否安装完成且合格，最后将未连接消防水枪的消防水带另一头的接头安装在消防栓上，以完成整个消防栓和消防水带及消防水枪的连接以及连接后状态是否正常的工作。
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。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种消防机器车，包括机器车主体，其特征在于：所述机器车主体包括底盘(2)，底盘(2)的两侧装设有驱动行走机构(3)，底盘(2)的上端面装设有用于灭火的消防水炮装置(4)、与消防水炮装置(4)相连通的消防水带装置(35)，用于抓取消防水带装置(35)并将其与消防栓进行连接的水带抓手装置(5)、用于检测火灾的摄像机装置(6)以及灭火器组(7)。
2.根据权利要求1所述的一种消防机器车，其特征在于：所述水带抓手装置(5)包括：抓手本体(8)，抓手本体(8)连接有控制其横向移动的第一电动推杆(9)和控制其竖向移动的第二电动推杆(10)。
3.根据权利要求2所述的一种消防机器车，其特征在于：所述第一电动推杆(9)的一端连接有手臂底座(11)，手臂底座(11)上设置有第一旋转动力源(12)，第一旋转动力源(12)的一端通过横杆(13)连接有所述抓手本体(8)。
4.根据权利要求3所述的一种消防机器车，其特征在于：所述抓手本体(8)包括：滑轨固定板(14)，滑轨固定板(14)的下端面设置有滑轨(15)，滑轨(15)上可滑动安装有两个用于夹取的手指(16)，手指(16)通过连杆(17)连接有控制其移动的第二动力源(18)。
5.根据权利要求4所述的一种消防机器车，其特征在于：所述手指(16)的内侧安装有若干个可旋转的胶轮(19)，且其中至少有一个胶轮(19)连接有控制其转动的第三动力源(20)。
6.根据权利要求1所述的一种消防机器车，其特征在于：所述底盘(2)的上端面设置有水炮支架(21)，水炮支架(21)上固定有水炮安装板(22)，水炮安装板(22)上设置有可旋转的水炮转动体(23)，水炮转动体(23)上装设有所述消防水炮装置(4)，消防水炮装置(4)通过水炮转动体(23)与送水管(24)相连通。
7.根据权利要求6所述的一种消防机器车，其特征在于：所述消防水炮装置(4)包括与水炮转动体(23)相连的摆动体(25)，摆动体(25)的一端装设有喷头(26)，摆动体(25)的另一端连接有控制其转动的第五动力源(27)，所述水炮转动体(23)连接有控制其转动的第四动力源(28)。
8.根据权利要求1所述的一种消防机器车，其特征在于：所述灭火器组(7)包括若干个灭火器本体(29)，每个灭火器本体(29)分别连接有喷嘴(30)，所述底盘(2)上设置有用于固定喷嘴(30)的固定杆(31)，固定杆(31)的一端连接有控制其转动的第六动力源(32)。
9.根据权利要求1所述的一种消防机器车，其特征在于：底盘(2)上设置有第三电动推杆(33)，第三电动推杆(33)的上端安装有云台底座(34)，云台底座(34)上装设用于检测火灾的摄像机装置(6)。
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