CN111821625A - 一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人 - Google Patents

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CN111821625A CN202010748936.8A CN202010748936A CN111821625A CN 111821625 A CN111821625 A CN 111821625A CN 202010748936 A CN202010748936 A CN 202010748936A CN 111821625 A CN111821625 A CN 111821625A
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朱耀东
朱珠
楼平
王中友
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Abstract

本发明提供了一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，属于灭火设备技术领域。它包括机体，机体上设有机体驱动机构和灭火机构，所述的灭火机构包括由上支臂和下支臂组合形成的灭火机械臂，所述的上支臂端部可拆卸的连有灭火器安装座。机体驱动机构能驱动机体行进，灭火机构内的灭火器安装座能安装灭火器等灭火设备，能自由伸缩且能360°旋转的灭火机械臂能够在机体无法灵活移动时调整灭火器安装座上的灭火设备指向的方位及与着火点之间的距离和角度，提高灭火效率和简化操作，且能在不使用时将灭火机械臂进行收缩，减少灭火机械臂的空间占有率。

Description

一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人
技术领域
本发明属于灭火设备技术领域，涉及一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人。
背景技术
目前大陆范围内，只有北京、上海、深圳、苏州、沈阳等少数几个城市建有综合管廊。据不完全统计，在我国范围内地下管廊建设里程约为800公里。城市地下综合管廊规划建设需要考虑城市功能分区，实现管廊与各城区发展规划的有机统一，不浪费每一寸城市建设用地。随着城市道路通行道路的逐渐加强，为了减轻该压力，将在地下设置地下管廊用于通行汽车或行人，地下综合管廊虽有诸多好处，但同时也伴随些许弊端，例如地下管廊环境复杂，有毒有害气体未知等，当地下管廊内发生火情时，车辆易发生拥堵从而导致消防车无法及时进入起火地点，当遇到这种情况时，体积小、遥控操作的灭火机器人能够通过远距离操作到达火情处进行观察或灭火，具有较高的安全性。
但现有技术中的灭火机器人只能朝一个方向定点进行喷水、粉末等进行灭火，在使用时需要调整车身位置从而能够对多个位置的火点进行的灭火，但当晕倒狭窄地段时，车身位置调整不变容易导致灭火机器人无法达到灭火目的。
为了克服现有技术的不足，人们经过不断探索，提出了各种各样的解决方案，如中国专利公开了一种灭火机器人[申请号：202010121307.2]，包括底盘行走装置、灭火器组件、夹持装置、调节装置、控制器和触发装置，支撑底板位于两个支撑立板之间，转动轴与支撑底板固定连接，并贯穿支撑底板与两个支撑立板转动连接；筒体通过夹持装置固定于支撑底板上，第一驱动件与底架固定连接，且与控制器电连接，第一齿轮与第一驱动件的输出端传动连接，第二齿轮与转动轴固定连接，且与第一齿轮啮合，支撑架与支撑底板固定连接，电动推杆与支撑架固定连接，触发挡板与电动推杆固定连接，随电动推杆直线移动按压压把。实现第一齿轮和第二齿轮啮合带动筒体摇晃，使筒体内的干粉均匀，电动推杆直线移动按压压把喷出干粉进行灭火，结构简单，操作简便，但是也存在上述的缺点。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，包括机体，机体上设有机体驱动机构和灭火机构，所述的灭火机构包括由上支臂和下支臂组合形成的灭火机械臂，所述的上支臂端部可拆卸的连有灭火器安装座，所述的上支臂和下支臂转动配合连接且下支臂上设有上支臂驱动机构，所述的机体上还设有与下支臂相连的旋转座，且所述的旋转座上设有下支臂驱动机构，所述的机体上还设有连接座，且所述的连接座上设有可驱动旋转座周向转动的旋转机构。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的机体顶部设有向内凹陷的折叠槽，所述的折叠槽与灭火机械臂相适配，且所述的连接座位于折叠槽前侧开口处。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的上支臂驱动机构包括与下支臂转动配合连接的直线驱动器，所述的直线驱动器具有可沿直线往复运动的输出轴，直线驱动器的输出轴端部通过连接结构与上支臂相连。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的连接结构包括与上支臂固连的支撑座，所述的支撑座顶部与灭火器安装座底部抵靠，所述的支撑座下底面呈弧形，且支撑座下侧设有与下底面弧度相同的弧形槽，所述的弧形槽两侧贯穿支撑座；所述的直线驱动器的输出轴端部连有两块铰接板，两块铰接板之间铰接连接有连接轴，所述的连接轴插入至弧形槽内并与弧形槽滑动配合连接。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的下支臂上还设有电机，电机通过一号减速箱与直线驱动器相连；所述的折叠槽侧壁上还设有与直线驱动器相适配的驱动器槽。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的下支臂驱动机构包括设置在旋转座内的齿轮腔，所述的齿轮腔顶部设有下转轴，下转轴两端贯穿旋转座并与上支臂下侧的两块转轴连接板通过周向限位结构滑动配合连接，所述的下转轴中部沿周向设置有齿形且该齿形与设置在齿轮腔下侧的齿轮啮合，所述的旋转座侧部还设有一号旋转驱动器，一号旋转驱动器通过二号减速箱与齿轮相连。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的下转轴两端还通过若干沿周向设置的螺栓可拆卸的设有挡板，挡板的截面呈圆形且挡板直径大于下转轴的直径，且挡板与转轴连接板抵靠。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的旋转机构包括设置在连接座下侧的二号旋转驱动器，二号旋转驱动器具有可转动的输出轴，二号旋转驱动器的输出轴端部连有三号减速器，三号减速器的输出轴贯穿连接座并与旋转座相连，所述的连接座顶部还设有截面呈环形的限位块，所述的限位块插入至旋转座内。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的灭火器安装座顶部设有照明灯。
在上述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人中，所述的周向限位结构包括两组分别设置在下转轴两侧的限位条，每组限位条包括若干沿周向设置的限位条，所述的限位条端部与旋转座抵靠，所述的转轴连接板上设有与限位条相适配的限位槽。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、机体驱动机构能驱动机体行进，灭火机构内的灭火器安装座能安装灭火器等灭火设备，能自由伸缩且能360°旋转的灭火机械臂能够在机体无法灵活移动时调整灭火器安装座上的灭火设备指向的方位及与着火点之间的距离和角度，提高灭火效率和简化操作，且能在不使用时将灭火机械臂进行收缩，减少灭火机械臂的空间占有率。
2、直线驱动器能驱动上支臂绕上支臂与下支臂的连接处转动从而对灭火器安装座上灭火设备的位置进行调整，连接结构能方便直线驱动器驱动上支臂展开，且能减少直线驱动器驱动上支臂收缩后所占的空间。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是本发明的外部结构示意图；
图2是本发明的整体结构示意图；
图3是灭火机械臂的结构示意图；
图4是下支臂驱动机构的结构示意图；
图5是图2中A处的放大示意图。
具体实施方式
如图1-图5所示，一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，包括机体1，机体1上设有机体驱动机构2和灭火机构3，所述的灭火机构3包括由上支臂30和下支臂31组合形成的灭火机械臂4，所述的上支臂30端部可拆卸的连有灭火器安装座32，所述的上支臂30和下支臂31转动配合连接且下支臂31上设有上支臂驱动机构5，所述的机体1上还设有与下支臂31相连的旋转座33，且所述的旋转座33上设有下支臂驱动机构6，所述的机体1上还设有连接座34，且所述的连接座34上设有可驱动旋转座33周向转动的旋转机构7。
本实施例中，机体驱动机构2能驱动机体1行进，灭火机构3内的灭火器安装座32能安装灭火器等灭火设备，能自由伸缩且能360°旋转的灭火机械臂4能够在机体无法灵活移动时调整灭火器安装座32上的灭火设备指向的方位及与着火点之间的距离和角度，提高灭火效率和简化操作，且能在不使用时将灭火机械臂进行收缩，减少灭火机械臂的空间占有率。
使用时，旋转机构7能驱动旋转座33及与旋转座33相连的灭火机械臂4整体沿周向360°转动，下支臂驱动机构6能驱动下支臂31绕下支臂31与旋转座33的连接处转动，上支臂驱动机构5能驱动上支臂绕上支臂30和下支臂31的连接处转动从而多方位的调整灭火器安装座32上灭火设备的位置。
本领域技术人员应当理解，机体驱动机构2采用现有技术。
优选地，结合图1和图2所示，机体1顶部设有向内凹陷的折叠槽10，所述的折叠槽10与灭火机械臂4相适配，且所述的连接座34位于折叠槽10前侧开口处。不使用灭火机构时或机体驱动机构2能驱动机体1行进时，灭火机械臂收缩在折叠槽10内，减少灭火机械臂的空间占有率，方便机体从狭窄处通过。
具体地说，结合图1、图2和图5所示，上支臂驱动机构5包括与下支臂31转动配合连接的直线驱动器51，所述的直线驱动器51具有可沿直线往复运动的输出轴，直线驱动器51的输出轴端部通过连接结构8与上支臂30相连。直线驱动器51能驱动上支臂30绕上支臂30与下支臂31的连接处转动从而对灭火器安装座32上灭火设备的位置进行调整，连接结构8能提高直线驱动器51驱动上支臂30展开时的稳定性，且能减少直线驱动器51驱动上支臂30收缩后所占的空间。
本领域技术人员应当理解，直线驱动器51可为油缸或气缸，作为优选，本实施例中选用气缸。
具体地说，结合图2和图5所示，连接结构8包括与上支臂30固连的支撑座80，所述的支撑座80顶部与灭火器安装座32底部抵靠，所述的支撑座80下底面呈弧形，且支撑座80下侧设有与下底面弧度相同的弧形槽81，所述的弧形槽81两侧贯穿支撑座80；所述的直线驱动器51的输出轴端部连有两块铰接板82，两块铰接板82之间铰接连接有连接轴83，所述的连接轴83插入至弧形槽81内并与弧形槽81滑动配合连接。直线驱动器51与下支臂31转动配合连接，直线驱动器51转动时能使连接轴83沿弧形槽81运动，进行灭火时，直线驱动器51转动至连接轴83位于弧形槽81远离上支臂30一端，直线驱动器51能驱动上支臂30及灭火器安装座32向远离下支臂方向转动，且上支臂30、直线驱动器51和下支臂能形成三角形结构，从而提高稳定性；不使用灭火机构时或机体驱动机构2能驱动机体1行进时，直线驱动器51转动至连接轴83位于弧形槽81靠近上支臂30一端，直线驱动器51驱动上支臂30收缩，此时直线驱动器51与下支臂之间的夹角最小，从而能够防止直线驱动器51凸出于折叠槽10。
优选地，下支臂31上还设有电机，电机通过一号减速箱与直线驱动器51相连；所述的折叠槽10侧壁上还设有与直线驱动器51相适配的驱动器槽11。电机能驱动直线驱动器51转动，方便进行调节，灭火机械臂收缩时，直线驱动器51能运动至折叠槽侧部的驱动器槽11内，一号减速箱能降低电机的转速。
具体地说，结合图2和图4所示，下支臂驱动机构6包括设置在旋转座33内的齿轮腔60，所述的齿轮腔60顶部设有下转轴61，下转轴61两端贯穿旋转座33并与上支臂30下侧的两块转轴连接板62通过周向限位结构9滑动配合连接，所述的下转轴61中部沿周向设置有齿形且该齿形与设置在齿轮腔60下侧的齿轮63啮合，所述的旋转座33侧部还设有一号旋转驱动器64，一号旋转驱动器64通过二号减速箱65与齿轮63相连。一号旋转驱动器64通过二号减速箱65降低转速后能驱动齿轮63转动，齿轮63能驱动下转轴61转动，下转轴61转动能通过周向限位结构9驱动转轴连接板62及与转轴连接板62相连的下支臂转动。
本领域技术人员应当理解，一号旋转驱动器64可为旋转油缸或电机，作为优选，本实施例中选用电机。
优选地，下转轴61两端还通过若干沿周向设置的螺栓66可拆卸的设有挡板67，挡板67的截面呈圆形且挡板67直径大于下转轴61的直径，且挡板67与转轴连接板62抵靠。挡板67能对转轴连接板62进行固定，挡板67通过螺栓与下转轴61可拆卸连接能方便转轴连接板62进行拆卸。
具体地说，结合图2和图4所示，旋转机构7包括设置在连接座34下侧的二号旋转驱动器70，二号旋转驱动器70具有可转动的输出轴，二号旋转驱动器70的输出轴端部连有三号减速器71，三号减速器71的输出轴贯穿连接座34并与旋转座33相连，所述的连接座34顶部还设有截面呈环形的限位块72，所述的限位块72插入至旋转座33内。二号旋转驱动器70通过三号减速器71降低转速后能驱动旋转座33及与旋转座33相连的灭火机械臂4整体沿周向360°转动，限位块72能对旋转座33进行限位。
本领域技术人员应当理解，二号旋转驱动器70可为旋转油缸或电机，作为优选，本实施例中选用电机。
优选地，灭火器安装座32顶部设有照明灯12能够进行照明。
优选地，结合图2和图4所示，周向限位结构9包括两组分别设置在下转轴61两侧的限位条90，每组限位条90包括若干沿周向设置的限位条90，所述的限位条90端部与旋转座33抵靠，所述的转轴连接板62上设有与限位条90相适配的限位槽91。限位条90配合限位槽91能对转轴连接板62和下转轴进行周向限位，防止下转轴空转，且能方便转轴连接板62拆卸。
本发明的工作原理是：机体驱动机构2能驱动机体1行进，灭火机构3内的灭火器安装座32能安装灭火器等灭火设备，能自由伸缩且能360°旋转的灭火机械臂4能够在机体无法灵活移动时调整灭火器安装座32上的灭火设备指向的方位及与着火点之间的距离和角度，提高灭火效率和简化操作，且能在不使用时将灭火机械臂进行收缩，减少灭火机械臂的空间占有率。使用时，旋转机构7能驱动旋转座33及与旋转座33相连的灭火机械臂4整体沿周向360°转动，下支臂驱动机构6能驱动下支臂31绕下支臂31与旋转座33的连接处转动，上支臂驱动机构5能驱动上支臂绕上支臂30和下支臂31的连接处转动从而多方位的调整灭火器安装座32上灭火设备的位置；不使用灭火机构时或机体驱动机构2能驱动机体1行进时，灭火机械臂收缩在折叠槽10内，减少灭火机械臂的空间占有率，方便机体从狭窄处通过，直线驱动器51能驱动上支臂30绕上支臂30与下支臂31的连接处转动从而对灭火器安装座32上灭火设备的位置进行调整，连接结构8能提高直线驱动器51驱动上支臂30展开时的稳定性，且能减少直线驱动器51驱动上支臂30收缩后所占的空间；直线驱动器51与下支臂31转动配合连接，直线驱动器51转动时能使连接轴83沿弧形槽81运动，进行灭火时，直线驱动器51转动至连接轴83位于弧形槽81远离上支臂30一端，直线驱动器51能驱动上支臂30及灭火器安装座32向远离下支臂方向转动，且上支臂30、直线驱动器51和下支臂能形成三角形结构，从而提高稳定性；不使用灭火机构时或机体驱动机构2能驱动机体1行进时，直线驱动器51转动至连接轴83位于弧形槽81靠近上支臂30一端，直线驱动器51驱动上支臂30收缩，此时直线驱动器51与下支臂之间的夹角最小，从而能够防止直线驱动器51凸出于折叠槽10，电机能驱动直线驱动器51转动，方便进行调节，灭火机械臂收缩时，直线驱动器51能运动至折叠槽侧部的驱动器槽11内，一号减速箱能降低电机的转速；一号旋转驱动器64通过二号减速箱65降低转速后能驱动齿轮63转动，齿轮63能驱动下转轴61转动，下转轴61转动能通过周向限位结构9驱动转轴连接板62及与转轴连接板62相连的下支臂转动，挡板67能对转轴连接板62进行固定，挡板67通过螺栓与下转轴61可拆卸连接能方便转轴连接板62进行拆卸，二号旋转驱动器70通过三号减速器71降低转速后能驱动旋转座33及与旋转座33相连的灭火机械臂4整体沿周向360°转动，限位块72能对旋转座33进行限位，限位条90配合限位槽91能对转轴连接板62和下转轴进行周向限位，防止下转轴空转，且能方便转轴连接板62拆卸。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，包括机体(1)，机体(1)上设有机体驱动机构(2)和灭火机构(3)，其特征在于，所述的灭火机构(3)包括由上支臂(30)和下支臂(31)组合形成的灭火机械臂(4)，所述的上支臂(30)端部可拆卸的连有灭火器安装座(32)，所述的上支臂(30)和下支臂(31)转动配合连接且下支臂(31)上设有上支臂驱动机构(5)，所述的机体(1)上还设有与下支臂(31)相连的旋转座(33)，且所述的旋转座(33)上设有下支臂驱动机构(6)，所述的机体(1)上还设有连接座(34)，且所述的连接座(34)上设有可驱动旋转座(33)周向转动的旋转机构(7)。
2.根据权利要求1所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的机体(1)顶部设有向内凹陷的折叠槽(10)，所述的折叠槽(10)与灭火机械臂(4)相适配，且所述的连接座(34)位于折叠槽(10)前侧开口处。
3.根据权利要求2所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的上支臂驱动机构(5)包括与下支臂(31)转动配合连接的直线驱动器(51)，所述的直线驱动器(51)具有可沿直线往复运动的输出轴，直线驱动器(51)的输出轴端部通过连接结构(8)与上支臂(30)相连。
4.根据权利要求3所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的连接结构(8)包括与上支臂(30)固连的支撑座(80)，所述的支撑座(80)顶部与灭火器安装座(32)底部抵靠，所述的支撑座(80)下底面呈弧形，且支撑座(80)下侧设有与下底面弧度相同的弧形槽(81)，所述的弧形槽(81)两侧贯穿支撑座(80)；所述的直线驱动器(51)的输出轴端部连有两块铰接板(82)，两块铰接板(82)之间铰接连接有连接轴(83)，所述的连接轴(83)插入至弧形槽(81)内并与弧形槽(81)滑动配合连接。
5.根据权利要求3所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的下支臂(31)上还设有电机，电机通过一号减速箱与直线驱动器(51)相连；所述的折叠槽(10)侧壁上还设有与直线驱动器(51)相适配的驱动器槽(11)。
6.根据权利要求1所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的下支臂驱动机构(6)包括设置在旋转座(33)内的齿轮腔(60)，所述的齿轮腔(60)顶部设有下转轴(61)，下转轴(61)两端贯穿旋转座(33)并与上支臂(30)下侧的两块转轴连接板(62)通过周向限位结构(9)滑动配合连接，所述的下转轴(61)中部沿周向设置有齿形且该齿形与设置在齿轮腔(60)下侧的齿轮(63)啮合，所述的旋转座(33)侧部还设有一号旋转驱动器(64)，一号旋转驱动器(64)通过二号减速箱(65)与齿轮(63)相连。
7.根据权利要求6所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的下转轴(61)两端还通过若干沿周向设置的螺栓(66)可拆卸的设有挡板(67)，挡板(67)的截面呈圆形且挡板(67)直径大于下转轴(61)的直径，且挡板(67)与转轴连接板(62)抵靠。
8.根据权利要求1所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的旋转机构(7)包括设置在连接座(34)下侧的二号旋转驱动器(70)，二号旋转驱动器(70)具有可转动的输出轴，二号旋转驱动器(70)的输出轴端部连有三号减速器(71)，三号减速器(71)的输出轴贯穿连接座(34)并与旋转座(33)相连，所述的连接座(34)顶部还设有截面呈环形的限位块(72)，所述的限位块(72)插入至旋转座(33)内。
9.根据权利要求1所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的灭火器安装座(32)顶部设有照明灯(12)。
10.根据权利要求6所述的一种具有灭火机械臂可自由伸缩的巡检机器人，其特征在于，所述的周向限位结构(9)包括两组分别设置在下转轴(61)两侧的限位条(90)，每组限位条(90)包括若干沿周向设置的限位条(90)，所述的限位条(90)端部与旋转座(33)抵靠，所述的转轴连接板(62)上设有与限位条(90)相适配的限位槽(91)。
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