CN111530002A - 一种可跨越障碍的消防机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可跨越障碍的消防机器人，包括车体、驱动机构、升降机构、喷洒机构和遥控机构，所述车体包括底座和两个滚动单元，所述底座中空设置，所述驱动机构和升降机构均设置在底座内，所述喷洒机构设置在底座上方，该可跨越障碍的消防机器人，通过信号发射器和信号接受器实现远程遥控，避免消防人员深入火场，保护了消防人员，通过喷洒机构喷水实现灭火，与现有的消防机器人相比，该机器人能通过升降机构抬升车体跨越障碍物，且能根据通道的大小进行车体高度的调节，避免了通道高度过高，机器人无法通过的问题，与现有的升降机构相比，该机器人可以在移动过程中快速调节车体高度，灵活方便，节省了救援时间，提高了实用性。

Description

一种可跨越障碍的消防机器人

技术领域

本发明涉及一种可跨越障碍的消防机器人。

背景技术

消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈，而现有的消防机器人一般都是使用履带前进的，在遇到阻碍时，机器人则无法翻越，影响救援效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种可跨越障碍的消防机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可跨越障碍的消防机器人，包括车体、驱动机构、升降机构、喷洒机构和遥控机构，所述车体包括底座和两个滚动单元，两个滚动单元分别设置在底座的两端，所述滚动单元包括转轴和两个滚轮，所述转轴穿过底座，两个滚轮分别位于转轴的两端，所述底座中空设置，所述驱动机构和升降机构均设置在底座内，所述喷洒机构设置在底座上方，所述升降机构包括张开组件和支撑组件；

所述驱动机构包括第一电机、主齿轮和次齿轮，所述第一电机设置在底座的内壁上，所述主齿轮安装在第一电机上，所述次齿轮套设在转轴上，所述次齿轮和转轴键连接，所述次齿轮和主齿轮啮合；

所述张开组件包括第二电机、齿轮和两个张开单元，所述第二电机竖向朝上设置在底座内，所述齿轮安装在第二电机上，两个张开单元分别设置在齿轮的两侧，两个张开单元包括齿条和推杆，所述推杆的两端分别套设在两个转轴上，所述齿条设置在推杆上，所述齿条和推杆垂直，所述齿条和齿轮啮合，两个推杆分别位于第一电机的两侧；

所述支撑组件有两个，两个支撑组件分别设置在两个转轴上，所述支撑组件包括两个支撑单元，两个支撑单元分别设置在转轴的两端，所述支撑单元包括固定环、移动环和撑开单元，所述固定环和移动环均套设在转轴上，所述固定环和移动环位于滚轮和推杆之间，所述转轴上设有滑槽，所述移动环的内圈上设有滑块，所述滑块位于滑槽内，所述滑块与滑槽滑动连接，所述移动环和推杆抵靠，所述撑开单元设置在固定环和移动环之间，所述撑开单元有六个，相邻的两个撑开单元形成的夹角为60°，所述撑开单元包括两个支杆，两个支杆的一端相互铰接，两个支杆的另一端分别与固定环和移动环铰接；

所述喷洒单元包括水箱、水管和喷头，所述水箱设置在底座上，所述喷头设置在水箱上，所述喷头通过水管与水箱内部连通；

所述遥控机构包括信号发射器和信号接收器，所述信号接受器设置在底座内，所述信号接受器与信号发射器信号连接。

为了调节方向，使得水能喷向各个方位，所述水箱上设有转动单元，所述转动单元包括第三电机、驱动轮、从动轮和链条，所述第三电机竖向设置在水箱上，所述驱动轮安装在第三电机上，所述从动轮套设在水管上，所述从动轮通过链条与驱动轮传动连接。

为了对齿条的移动进行限位，所述齿条上设有滑杆，所述底座的内壁上设有条形槽，所述条形槽与齿条平行，所述滑杆的一端与齿条连接，所述滑槽的另一端位于条形槽内，所述滑杆与条形槽滑动连接。

为了对装置的运行供电，所述底座内设有蓄电池，所述水箱内设有水泵，所述水管通过水泵与水箱内部连通，所述底座上设有摄像机，所述第一电机、第二电机、第三电机、水泵、摄像机和信号接受器均由蓄电池电连接。

为了实现遥控，所述第一电机、第二电机、第三电机、水泵、摄像机和信号接受器均由信号接受器控制。

为了更好的实现移动块的跟转，所述滑块有两个，两个滑块分别设置在移动环内壁的两侧，所述滑槽有两个，两个滑槽分别设置在转轴的两侧，两个滑块分别位于两个滑槽内。

为了对移动环的移动进行更好的限位，所述滑槽为燕尾型，所述滑块的截面为燕尾型。

为了更好的回复，两个支杆的铰接处设有扭簧。

为了防止水影响电机运行，所述第三电机为防水电机。

为了避免电机失步问题，提高电机转动的精度，所述第一电机和第二电机均为伺服电机。

本发明的有益效果是，该可跨越障碍的消防机器人，通过信号发射器和信号接受器实现远程遥控，避免消防人员深入火场，保护了消防人员，通过喷洒机构喷水实现灭火，与现有的消防机器人相比，该机器人能通过升降机构抬升车体跨越障碍物，且能根据通道的大小进行车体高度的调节，避免了通道高度过高，机器人无法通过的问题，与现有的升降机构相比，该机器人可以在移动过程中快速调节车体高度，灵活方便，节省了救援时间，提高了实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的可跨越障碍的消防机器人的结构示意图；

图2是本发明的可跨越障碍的消防机器人的驱动机构的结构示意图；

图3是本发明的可跨越障碍的消防机器人的升降机构的结构示意图；

图4是本发明的可跨越障碍的消防机器人的支撑单元的结构示意图；

图5是本发明的可跨越障碍的消防机器人的移动环与转轴的连接结构示意图；

图中：1.底座，2.转轴，3.滚轮，4.第一电机，5.主齿轮，6.次齿轮，7.第二电机，8.齿轮，9.齿条，10.推杆，11.固定环，12.移动环，13.支杆，14.水箱，15.水管，16.喷头，17.第三电机，18.驱动轮，19.从动轮，20.链条，21.滑杆，22.蓄电池，23.水泵，24.摄像机，25.滑块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，包括车体、驱动机构、升降机构、喷洒机构和遥控机构，所述车体包括底座1和两个滚动单元，两个滚动单元分别设置在底座1的两端，所述滚动单元包括转轴2和两个滚轮3，所述转轴2穿过底座1，两个滚轮3分别位于转轴2的两端，所述底座1中空设置，所述驱动机构和升降机构均设置在底座1内，所述喷洒机构设置在底座1上方，所述升降机构包括张开组件和支撑组件；

当发生火灾时，将机器人移动至火灾区，通过摄像机24向信号发射器传送图像信息，观察内部的情况，然后信号发射器发送电信号，信号接受器接受信号，运行驱动机构，将车体移动至起火点，通过喷洒机构向起火点喷水，实现灭火，由于各个火灾区的环境复杂，当观察在机器人的行走路径上有障碍物时，信号发射器就会驱动升降机构运行，使得张开组件驱动支撑组件撑开，抬高车体，实现障碍物的跨越。

为了对装置的运行供电，所述底座1内设有蓄电池22，所述水箱14内设有水泵23，所述水管15通过水泵23与水箱14内部连通，所述底座1上设有摄像机24，所述第一电机4、第二电机7、第三电机17、水泵23、摄像机24和信号接受器均由蓄电池22电连接。

为了实现遥控，所述第一电机4、第二电机7、第三电机17、水泵23、摄像机24和信号接受器均由信号接受器控制。

如图2所示，所述驱动机构包括第一电机4、主齿轮5和次齿轮6，所述第一电机4设置在底座1的内壁上，所述主齿轮5安装在第一电机4上，所述次齿轮6套设在转轴2上，所述次齿轮6和转轴2键连接，所述次齿轮6和主齿轮5啮合；

当需要移动车体时，信号发射器向信号接受器发送电信号，信号接受器接受信号，然后控制第一电机4运行，第一电机4动主齿轮5旋转，主齿轮5驱动次齿轮6旋转，次齿轮6驱动转轴2旋转，转轴2驱动滚轮3旋转，实现车体的移动。

如图3所示，所述张开组件包括第二电机7、齿轮8和两个张开单元，所述第二电机7竖向朝上设置在底座1内，所述齿轮8安装在第二电机7上，两个张开单元分别设置在齿轮8的两侧，两个张开单元包括齿条9和推杆10，所述推杆10的两端分别套设在两个转轴2上，所述齿条9设置在推杆10上，所述齿条9和推杆10垂直，所述齿条9和齿轮8啮合，两个推杆10分别位于第一电机4的两侧；

当遇到障碍物时，信号发射器向信号接受器发送电信号，信号接受器接受信号，然后控制第二电机7运行，第二电机7旋转，驱动齿轮8旋转，齿轮8驱动齿条9移动，齿条9驱动推杆10移动，这里的两个齿条9分别位于齿轮8的两侧，使得两个齿条9反向移动，推动两个推杆10反向移动，这里齿条9移动也会带动滑杆21在条形槽内移动，实现齿条9移动的限位。

为了对齿条9的移动进行限位，所述齿条9上设有滑杆21，所述底座1的内壁上设有条形槽，所述条形槽与齿条9平行，所述滑杆21的一端与齿条9连接，所述滑槽的另一端位于条形槽内，所述滑杆21与条形槽滑动连接。

如图3-5所示，所述支撑组件有两个，两个支撑组件分别设置在两个转轴2上，所述支撑组件包括两个支撑单元，两个支撑单元分别设置在转轴2的两端，所述支撑单元包括固定环11、移动环12和撑开单元，所述固定环11和移动环12均套设在转轴2上，所述固定环11和移动环12位于滚轮3和推杆10之间，所述转轴2上设有滑槽，所述移动环12的内圈上设有滑块25，所述滑块25位于滑槽内，所述滑块25与滑槽滑动连接，所述移动环12和推杆10抵靠，所述撑开单元设置在固定环11和移动环12之间，所述撑开单元有六个，相邻的两个撑开单元形成的夹角为60°，所述撑开单元包括两个支杆13，两个支杆13的一端相互铰接，两个支杆13的另一端分别与固定环11和移动环12铰接；

推杆10移动会推动移动环12移动，使得移动环12和固定环11之间的距离变小，从而使得两个支杆13撑开，当撑开的距离大于滚轮3的高度时，车体就会被抬升，这里的移动环12和固定环11会随着转轴2的转动而同步转动，移动块上的两个滑块25位于滑槽内，转轴2旋转会驱动滑块25旋转，滑块25驱动移动环12旋转，使得推杆10在推动移动环12移动时，移动环12也在继续旋转，固定环11和移动环12驱动两个支杆13旋转，这里的六个撑开单元在旋转时，各个支撑单元之间的距离可以使得车体跨越障碍物，从而使得机器人能快速移动至起火点进行灭火。

为了更好的实现移动块的跟转，所述滑块25有两个，两个滑块25分别设置在移动环12内壁的两侧，所述滑槽有两个，两个滑槽分别设置在转轴2的两侧，两个滑块25分别位于两个滑槽内。

为了对移动环12的移动进行更好的限位，所述滑槽为燕尾型，所述滑块25的截面为燕尾型。

为了更好的回复，两个支杆13的铰接处设有扭簧。

如图1所示，所述喷洒单元包括水箱14、水管15和喷头16，所述水箱14设置在底座1上，所述喷头16设置在水箱14上，所述喷头16通过水管15与水箱14内部连通；

当移动到起火点时，运行水泵23，水泵23将水箱14内的通过水管15和喷头16喷向火源，实现灭火，当需要调节喷洒方向时，运行第三电机17，第三电机17驱动驱动轮18旋转，驱动轮18通过链条20驱动从动轮19旋转，使得水管15旋转，水管15使得喷头16旋转，实现方向的调节。

为了调节方向，使得水能喷向各个方位，所述水箱14上设有转动单元，所述转动单元包括第三电机17、驱动轮18、从动轮19和链条20，所述第三电机17竖向设置在水箱14上，所述驱动轮18安装在第三电机17上，所述从动轮19套设在水管15上，所述从动轮19通过链条20与驱动轮18传动连接。

为了防止水影响电机运行，所述第三电机17为防水电机。

所述遥控机构包括信号发射器和信号接收器，所述信号接受器设置在底座1内，所述信号接受器与信号发射器信号连接。

为了避免电机失步问题，提高电机转动的精度，所述第一电机4和第二电机7均为伺服电机。

该机器人通过远程控制实现移动，避免了消防人员深入火灾区，实现了对消防人员的保护，通过摄像机24传送火灾区内部图像，实现火灾区内部情况的了解，当遇到障碍物时，通过控制张开组件使得支撑组件撑开，实现车体的抬升，通过驱动机构驱动撑开单元继续前进，实现障碍物的跨越，使得机器人能快速到达火源处，通过喷洒机构向起火点喷水，实现灭火，通过转动单元实现喷头16的转向，实现更好的灭火效果。

与现有技术相比，该可跨越障碍的消防机器人，通过信号发射器和信号接受器实现远程遥控，避免消防人员深入火场，保护了消防人员，通过喷洒机构喷水实现灭火，与现有的消防机器人相比，该机器人能通过升降机构抬升车体跨越障碍物，且能根据通道的大小进行车体高度的调节，避免了通道高度过高，机器人无法通过的问题，与现有的升降机构相比，该机器人可以在移动过程中快速调节车体高度，灵活方便，节省了救援时间，提高了实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，包括车体、驱动机构、升降机构、喷洒机构和遥控机构，所述车体包括底座(1)和两个滚动单元，两个滚动单元分别设置在底座(1)的两端，所述滚动单元包括转轴(2)和两个滚轮(3)，所述转轴(2)穿过底座(1)，两个滚轮(3)分别位于转轴(2)的两端，所述底座(1)中空设置，所述驱动机构和升降机构均设置在底座(1)内，所述喷洒机构设置在底座(1)上方，所述升降机构包括张开组件和支撑组件；

所述驱动机构包括第一电机(4)、主齿轮(5)和次齿轮(6)，所述第一电机(4)设置在底座(1)的内壁上，所述主齿轮(5)安装在第一电机(4)上，所述次齿轮(6)套设在转轴(2)上，所述次齿轮(6)和转轴(2)键连接，所述次齿轮(6)和主齿轮(5)啮合；

所述张开组件包括第二电机(7)、齿轮(8)和两个张开单元，所述第二电机(7)竖向朝上设置在底座(1)内，所述齿轮(8)安装在第二电机(7)上，两个张开单元分别设置在齿轮(8)的两侧，两个张开单元包括齿条(9)和推杆(10)，所述推杆(10)的两端分别套设在两个转轴(2)上，所述齿条(9)设置在推杆(10)上，所述齿条(9)和推杆(10)垂直，所述齿条(9)和齿轮(8)啮合，两个推杆(10)分别位于第一电机(4)的两侧；

所述支撑组件有两个，两个支撑组件分别设置在两个转轴(2)上，所述支撑组件包括两个支撑单元，两个支撑单元分别设置在转轴(2)的两端，所述支撑单元包括固定环(11)、移动环(12)和撑开单元，所述固定环(11)和移动环(12)均套设在转轴(2)上，所述固定环(11)和移动环(12)位于滚轮(3)和推杆(10)之间，所述转轴(2)上设有滑槽，所述移动环(12)的内圈上设有滑块(25)，所述滑块(25)位于滑槽内，所述滑块(25)与滑槽滑动连接，所述移动环(12)和推杆(10)抵靠，所述撑开单元设置在固定环(11)和移动环(12)之间，所述撑开单元有六个，相邻的两个撑开单元形成的夹角为60°，所述撑开单元包括两个支杆(13)，两个支杆(13)的一端相互铰接，两个支杆(13)的另一端分别与固定环(11)和移动环(12)铰接；

所述喷洒单元包括水箱(14)、水管(15)和喷头(16)，所述水箱(14)设置在底座(1)上，所述喷头(16)设置在水箱(14)上，所述喷头(16)通过水管(15)与水箱(14)内部连通；

所述遥控机构包括信号发射器和信号接收器，所述信号接受器设置在底座(1)内，所述信号接受器与信号发射器信号连接。

2.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述水箱(14)上设有转动单元，所述转动单元包括第三电机(17)、驱动轮(18)、从动轮(19)和链条(20)，所述第三电机(17)竖向设置在水箱(14)上，所述驱动轮(18)安装在第三电机(17)上，所述从动轮(19)套设在水管(15)上，所述从动轮(19)通过链条(20)与驱动轮(18)传动连接。

3.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述齿条(9)上设有滑杆(21)，所述底座(1)的内壁上设有条形槽，所述条形槽与齿条(9)平行，所述滑杆(21)的一端与齿条(9)连接，所述滑槽的另一端位于条形槽内，所述滑杆(21)与条形槽滑动连接。

4.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述底座(1)内设有蓄电池(22)，所述水箱(14)内设有水泵(23)，所述水管(15)通过水泵(23)与水箱(14)内部连通，所述底座(1)上设有摄像机(24)，所述第一电机(4)、第二电机(7)、第三电机(17)、水泵(23)、摄像机(24)和信号接受器均由蓄电池(22)电连接。

5.如权利要求4所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述第一电机(4)、第二电机(7)、第三电机(17)、水泵(23)、摄像机(24)和信号接受器均由信号发射器控制。

6.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述滑块(25)有两个，两个滑块(25)分别设置在移动环(12)内壁的两侧，所述滑槽有两个，两个滑槽分别设置在转轴(2)的两侧，两个滑块(25)分别位于两个滑槽内。

7.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述滑槽为燕尾型，所述滑块(25)的截面为燕尾型。

8.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，两个支杆(13)的铰接处设有扭簧。

9.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述第三电机(17)为防水电机。

10.如权利要求1所述的可跨越障碍的消防机器人，其特征在于，所述第一电机(4)和第二电机(7)均为伺服电机。

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