CN112008737B - 一种火灾自动救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种火灾自动救援机器人，包括履带机构、竖直升降机构、水平伸缩机构、回转机构、营救机构，自动在完成对火灾被困人员救援；履带机构、回转机构伸缩机构自动行走到火灾现场，自动调整高度角度，自动救援；胸部固定装置和腰部固定装置，自动夹住被困人员胸部和腰部，保证救援的安全性；胸部固定装置里设置捆绳机构，万一被困人员滑落起到一定缓冲保护，避免被困人员受伤。

Description

一种火灾自动救援机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种火灾自动救援机器人。

背景技术

火灾很可怕，救援不及时被困人员就有可能失去生命，因此需要有火灾救援设备，如专利号为2016102235496的中国发明专利公开了一种《平面域导轨式高层建筑火灾救援设备》，由安装在高层建筑外墙的垂直导轨和水平导轨组成，垂直导轨和水平导轨内设有可伸缩灭火介质传输管道，能够针对高层建筑物的具体起火点进行快速有效灭火，避免火石蔓延，同时还能够将火灾现场的画面传送到控制室，让救援人员更好地掌握火灾现场的情况；

但是通过对上述现有技术进行研究，发现它们使用不灵活，自动化程度不高，最重要的就是救援安全防护措施不足，经常导致被困人员从高空掉落等，因此，急需发明一种营救机构的安全防护措施较好的火灾自动救援机器人来解决上述问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种火灾自动救援机器人，通过设置有履带机构、竖直升降机构、水平伸缩机构、回转机构、营救机构，自动在完成对火灾被困人员救援。

本发明所使用的技术方案是：一种火灾自动救援机器人，包括履带机构、竖直升降机构、水平伸缩机构、回转机构、营救机构和远程控制装置，其特征在于：所述的竖直升降机构固定安装在履带机构上端，回转机构外圈固定安装在竖直升降机构上，水平伸缩机构固定安装在回转机构内圈上，所述的营救机构固定安装在水平伸缩机构上。

进一步地，所述的履带机构包括连接架、行走电机、履带板、横梁架，其特征在于：所述的横梁架分别固定安装在连接架两侧，履带板均匀转动安装在横梁架上，行走电机驱动履带板传动。

进一步地，所述的回转机构包括连接轴、轴用卡圈、小齿轮B、电机E、内齿回转支撑、伸缩架，其特征在于：所述的内齿回转支撑外圈固定安装在伸缩架上端，小齿轮B转动安装在伸缩架上，小齿轮B齿和内齿回转支撑齿啮合，电机E固定安装在伸缩架上，连接轴连接在小齿轮B和伸缩架上，轴用卡圈转动安装在连接轴端部。

进一步地，所述的营救机构包括底板滑动门、安全房、气缸C、导向杆、胸部固定装置、腰部固定装置，其特征在于：所述的底板滑动门分别滑动安装在安全房上，导向杆滑动安装在安全房上，气缸C一端固定安装在安全房上，另一端固定安装在导向杆上，胸部固定装置和腰部固定装置分别固定安装在导向杆前面，胸部固定装置位于腰部固定装置上部。

进一步地，所述的胸部固定装置包括固定块、连接杆、外六方铁块、固定架A、电机C、捆绳机构、绳子推动滑套、气缸A、气缸B、顶杆、第一半齿轮、弹簧锁、第二半齿轮、转轴、齿轮、卡圈、轴，其特征在于：所述的第一半齿轮转动安装在固定架A，第二半齿轮通过转轴转动连接在第一半齿轮上，所述的弹簧锁固定安装在第一半齿轮上，齿轮转动安装在固定架A，齿和第一半齿轮或第二半齿轮的齿啮合，轴转动安装在固定架A上驱动齿轮转动，电机C固定安装在固定架A上驱动轴转动，卡圈安装在轴端部，所述的固定块固定安装在第一半齿轮上，连接杆固定安装在固定块上，外六方铁块固定安装在连接杆上，捆绳机构固定安装在固定架A上方，气缸B固定安装在固定架A上，顶杆固定安装在气缸B下方，顶杆位于弹簧锁上方和弹簧锁轴线对齐，气缸A固定安装在固定架A上，绳子推动滑套固定安装在气缸A上，捆绳机构绳索穿过绳子推动滑套。

进一步地，所述的腰部固定装置包括夹子、小齿轮A、电机A、转动耳板架、电机B、连接轴A，其特征在于：所述的转动耳板架固定安装在导向杆上，连接轴A转动安装在导向杆上，电机A固定安装在导向杆上，夹子分别固定安装在小齿轮A、小齿轮A分别转动安装在转动耳板架上，连接轴A分别穿过小齿轮A转动安装在转动耳板架上，电机B固定安装在转动耳板架上。

进一步地，所述的捆绳机构包括固定架B、绕绳盘、连接轴B、电机D、卡板机构、橡胶环、卡扣、绳子、磁铁、内六方套，其特征在于：所述的绕绳盘通过连接轴B固定安装在固定架B，所述的卡板机构分别转动安装在固定架B，电机D分别固定安装在固定架B上，绳子一端缠绕在绕绳盘，另一端固定安装卡扣，内六方套固定安装卡扣下方，磁铁位于内六方套里一定尺寸，橡胶环均匀固定安装在绳子上，橡胶环之间留有间隙；内六方套套滑动安装在外六方铁块上，磁铁和外六方铁块吸引在一起。

进一步地，所述的卡板机构包括卡板、扭转弹簧、连接座、销轴开口销A、限位板、销轴开口销B，其特征在于：卡板通过销轴开口销A分别转动安装在限位板上，限位板通过销轴开口销B固定安装在连接座上，扭转弹簧一端转动安装在卡板上，另一端转动安装在限位板上。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

（1）本发明通过设置有履带机构、回转机构伸缩机构自动行走到火灾现场，自动调整高度角度，自动救援，大大提高了救援的灵活便利性，并通过远程控制装置实时远程指挥，提高了救援的成功几率；

（2）本发明通过胸部固定装置和腰部固定装置能够自动夹住被困人员的胸部和腰部，从而使受伤不能移动或者晕倒的伤员能够得到及时的转运救治，提高了救援质量；

（3）本发明通过在胸部固定装置里设置捆绳机构，当被困人员意外滑落时，捆绳机构起到一定缓冲保护，避免被困人员受伤，保证救援的安全性。

附图说明

图1、图2为本发明的整体装配结构示意图。

图3为本发明的履带机构示意图，图4为本发明的回转机构示意图。

图5为本发明的营救机构示意图。

图6、图7为本发明的胸部固定装置和腰部固定装置示意图。

图8为本发明的腰部固定装置示意图。

图9、图10为本发明的胸部固定装置示意图。

图11、图12为本发明的捆绳机构示意图。

图13、图14为本发明的卡板机构示意图。

附图标号：

1-履带机构；2-竖直升降机构；3-水平伸缩机构；4-回转机构；5-营救机构；101-连接架；102-行走电机；103-履带板；104-横梁架；401-连接轴；402-轴用卡圈；403-小齿轮B；404-电机E；405-内齿回转支撑；406-伸缩架；501-滑动门；502-安全房；503-气缸C；504-导向杆；505-胸部固定装置；506-腰部固定装置；507-固定块；508-连接杆；509-外六方铁块；510-夹子；511-小齿轮A；512-电机A；513-转动耳板架；514-电机B；515-连接轴A；516-固定架A；517-电机C；518-捆绳机构；519-绳子推动滑套；520-气缸A；521-气缸B；522-顶杆；523-第一半齿轮；524-弹簧锁；525-第二半齿轮；526-转轴；527-齿轮；528-卡圈；529-轴；530-固定架B；531-绕绳盘；532-连接轴B；533-电机D；534-卡板机构；535-橡胶环；536-卡扣；537-绳子；538-磁铁；539-内六方套；540-卡板；541-扭转弹簧；542-连接座；543-销轴开口销A；544-限位板；545-销轴开口销B。

实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例，如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14所示，一种火灾自动救援机器人，包括履带机构1、竖直升降机构2、水平伸缩机构3、回转机构4、营救机构5和远程控制装置，竖直升降机构2固定安装在履带机构1上端，回转机构4外圈固定安装在竖直升降机构2上，水平伸缩机构3固定安装在回转机构4内圈上，营救机构5固定安装在水平伸缩机构3上，远程控制装置的一部分安装在救援机器人上，另一部分设置在远程指挥中心，由远程指挥中心发出动作指令给救援机器人，其工作原理与现有机器人远程控制装置相同，救援机器人中的所用动力执行元件均与控制装置电性连接；

营救机构5包括底板滑动门501、安全房502、气缸C503、导向杆504、胸部固定装置505、腰部固定装置506，底板滑动门501分别滑动安装在安全房502上，导向杆504滑动安装在安全房502上，气缸C503一端固定安装在安全房502上，另一端固定安装在导向杆504上，胸部固定装置505和腰部固定装置506分别固定安装在导向杆504前面，胸部固定装置505位于腰部固定装置506上部；

胸部固定装置505包括固定块507、连接杆508、外六方铁块509、固定架A516、电机C517、捆绳机构518、绳子推动滑套519、气缸A520、气缸B521、顶杆522、第一半齿轮523、弹簧锁524、第二半齿轮525、转轴526、齿轮527、卡圈528、轴529，第一半齿轮523转动安装在固定架A516，第二半齿轮525通过转轴526转动连接在第一半齿轮523上，弹簧锁524固定安装在第一半齿轮523上，齿轮527转动安装在固定架A516，齿和第一半齿轮523或第二半齿轮525的齿啮合，轴529转动安装在固定架A516上驱动齿轮527转动，电机C517固定安装在固定架A516上驱动轴529转动，卡圈528安装在轴端部，固定块507固定安装在第一半齿轮523上，连接杆508固定安装在固定块507上，外六方铁块509固定安装在连接杆508上，捆绳机构518固定安装在固定架A516上方，气缸B521固定安装在固定架A516上，顶杆522固定安装在气缸B521下方，顶杆522位于弹簧锁524上方和弹簧锁524轴线对齐，气缸B521伸缩能控制顶杆522上下运动，因此可以自动下压弹簧锁524，第二半齿轮525打开；气缸A520固定安装在固定架A516上，绳子推动滑套519固定安装在气缸A520上，捆绳机构518绳索穿过绳子推动滑套519，气缸A520伸缩能控制绳子推动滑套519往复运动；

腰部固定装置506包括夹子510、小齿轮A511、电机A512、转动耳板架513、电机B514、连接轴A515，转动耳板架513固定安装在导向杆504上，连接轴A515转动安装在导向杆504上，电机A512固定安装在导向杆504上驱动连接轴A515旋转，调节转动耳板架513的角度；夹子510分别固定安装在小齿轮A511、小齿轮A511分别转动安装在转动耳板架513上，连接轴A515分别穿过小齿轮A511转动安装在转动耳板架513上，电机B514固定安装在转动耳板架513上驱动连接轴A515转动，连接轴A515驱动小齿轮A511转动，小齿轮A511转动可以控制夹子510张开闭合；

捆绳机构518包括固定架B530、绕绳盘531、连接轴B532、电机D533、卡板机构534、橡胶环535、卡扣536、绳子537、磁铁538、内六方套539，绕绳盘531通过连接轴B532固定安装在固定架530，所述的卡板机构534分别转动安装在固定架B530，电机D533分别固定安装在固定架B530上驱动卡板机构534转动，卡板机构534转动到绳子537一侧时，能够卡在橡胶环535之间缝隙，因此可以阻碍绳子伸出；绳子537一端缠绕在绕绳盘531，另一端固定安装卡扣536，内六方套539固定安装卡扣536下方，磁铁538位于内六方套539里一定尺寸，橡胶环535均匀固定安装在绳子537上，橡胶环535之间留有间隙；内六方套539套滑动安装在外六方铁块509上，防止卡扣536旋转角度，磁铁538和外六方铁块509吸引在一起，电机517启动带动第一半齿轮523和第二半齿轮525旋转，绳子537缠绕在被困人员的胸部，大致三圈后，气缸A520伸出，绳子推动滑套519带动绳子537卡在卡扣536里面，电机D533启动，带动卡板机构534转动，使卡板540卡在橡胶环535之间缝隙，解救完毕气缸B521伸缩能控制顶杆522上下运动，因此可以自动下压弹簧锁524，第二半齿轮525打开，万一第一半齿轮523和第二半齿轮525失效打开，被困人员不小心跌落磁铁538和外六方铁块509被迫分开，绳子537会缓慢下落，对被困起到一定缓冲保护作用。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图3所示，履带机构1包括连接架101、行走电机102、履带板103、横梁架104，横梁架104分别固定安装在连接架101两侧，履带板103均匀转动安装在横梁架104上，行走电机102驱动履带板103传动。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图4所示，回转机构4包括连接轴401、轴用卡圈402、小齿轮B403、电机E404、内齿回转支撑405、伸缩架406，内齿回转支撑405外圈固定安装在伸缩架406上端，小齿轮B403转动安装在伸缩架406上，小齿轮B403齿和内齿回转支撑405齿啮合，电机E404固定安装在伸缩架406上，连接轴401连接在小齿轮403和伸缩架406上，轴用卡圈402转动安装在连接轴401端部，用于为齿轮限位，电机E404驱动连接轴401旋转，从而连接轴401驱动小齿轮B403转动。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图13-14所示，卡板机构534包括卡板540、扭转弹簧541、连接座542、销轴开口销A543、限位板544、销轴开口销B545，卡板540通过销轴开口销A543分别转动安装在限位板544上，限位板544通过销轴开口销B545固定安装在连接座542上，扭转弹簧541一端转动安装在卡板540上，另一端转动安装在限位板544上；卡板540可以压缩扭转弹簧541围绕销轴开口销A543转动，但是卡板在限位板544限位下不能反向旋转。

本发明工作原理：设备自动走进火灾现场，设备自动调节竖直升降机构2、水平伸缩机构3、回转机构4使营救机构5对准被困人员，腰部固定装置506伸出夹住被困人员的腰部，胸部固定装置505伸出，消防员将第二半齿轮525扣在第一半齿轮523上，自动锁住，电机C517启动带动第一半齿轮523和第二半齿轮525旋转，绳子537缠绕在被困人员的胸部，大致三圈后，气缸A520伸出，绳子推动滑套519带动绳子537卡在卡扣536里面，电机D533启动，带动卡板机构534转动，使卡板540卡在橡胶环535之间缝隙，解救完毕气缸B521伸缩能控制顶杆522上下运动，因此可以自动下压弹簧锁524，第二半齿轮525打开，万一第一半齿轮523和第二半齿轮525失效打开，被困人员不小心跌落磁铁538和外六方铁块509被迫分开，绳子537会缓慢下落，对被困起到一定缓冲保护作用。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员能够在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种火灾自动救援机器人，包括履带机构（1）、竖直升降机构（2）、水平伸缩机构（3）、回转机构（4）、营救机构（5）和远程控制装置，其特征在于：所述的竖直升降机构（2）固定安装在履带机构（1）上端，回转机构（4）外圈固定安装在竖直升降机构（2）上，水平伸缩机构（3）固定安装在回转机构（4）内圈上，所述的营救机构（5）固定安装在水平伸缩机构（3）上；

所述营救机构（5）包括底板滑动门（501）、安全房（502）、气缸C（503）、导向杆（504）、胸部固定装置（505）和腰部固定装置（506）；所述的底板滑动门（501）分别滑动安装在安全房（502）上，导向杆（504）滑动安装在安全房（502）上，气缸C（503）一端固定安装在安全房（502）上，另一端固定安装在导向杆（504）上，胸部固定装置（505）和腰部固定装置（506）分别固定安装在导向杆（504）前面，胸部固定装置（505）位于腰部固定装置（506）上部；

所述胸部固定装置（505）包括：固定块（507）、连接杆（508）、外六方铁块（509）、固定架A（516）、电机C（517）、捆绳机构（518）、绳子推动滑套（519）、气缸A（520）、气缸B（521）、顶杆（522）、第一半齿轮（523）、弹簧锁（524）、第二半齿轮（525）、转轴（526）、齿轮（527）、卡圈（528）和轴（529）；所述的第一半齿轮（523）转动安装在固定架A（516），第二半齿轮（525）通过转轴（526）转动连接在第一半齿轮（523）上，所述的弹簧锁（524）固定安装在第一半齿轮（523）上，齿轮（527）转动安装在固定架A（516），齿和第一半齿轮（523）或第二半齿轮（525）的齿啮合，轴（529）转动安装在固定架A（516）上驱动齿轮（527）转动，电机C（517）固定安装在固定架A（516）上驱动轴（529）转动，卡圈（528）安装在轴端部，所述的固定块（507）固定安装在第一半齿轮（523）上，连接杆（508）固定安装在固定块（507）上，外六方铁块（509）固定安装在连接杆（508）上，捆绳机构（518）固定安装在固定架A（516）上方，气缸B（521）固定安装在固定架A（516）上，顶杆（522）固定安装在气缸B（521）下方，顶杆（522）位于弹簧锁（524）上方和弹簧锁（524）轴线对齐，气缸A（520）固定安装在固定架A（516）上，绳子推动滑套（519）固定安装在气缸A（520）上，捆绳机构（518）绳索穿过绳子推动滑套（519）；

所述腰部固定装置（506）包括：夹子（510）、小齿轮A（511）、电机A（512）、转动耳板架（513）、电机B（514）和连接轴A（515）；所述的转动耳板架（513）固定安装在导向杆（504）上，连接轴A（515）转动安装在导向杆（504）上，电机A（512）固定安装在导向杆（504）上，夹子（510）分别固定安装在小齿轮A（511）、小齿轮A（511）分别转动安装在转动耳板架（513）上，连接轴A（515）分别穿过小齿轮A（511）转动安装在转动耳板架（513）上，电机B（514）固定安装在转动耳板架（513）上；

所述捆绳机构（518）包括：固定架B（530）、绕绳盘（531）、连接轴B（532）、电机D（533）、卡板机构（534）、橡胶环（535）、卡扣（536）、绳子（537）、磁铁（538）和内六方套（539）；所述的绕绳盘（531）通过连接轴B（532）固定安装在固定架B（530），所述的卡板机构（534）分别转动安装在固定架B（530），电机D（533）分别固定安装在固定架B（530）上，绳子（537）一端缠绕在绕绳盘（531），另一端固定安装卡扣（536），内六方套（539）固定安装卡扣（536）下方，磁铁（538）位于内六方套（539）里一定尺寸，橡胶环（535）均匀固定安装在绳子（537）上，橡胶环（535）之间留有间隙，内六方套（539）套滑动安装在外六方铁块（509）上，磁铁（538）和外六方铁块（509）吸引在一起；

所述卡板机构（534）包括：卡板（540）、扭转弹簧（541）、连接座（542）、销轴开口销A（543）、限位板（544）和销轴开口销B（545）；

所述的卡板（540）通过销轴开口销A（543）分别转动安装在限位板（544）上，限位板（544）通过销轴开口销B（545）固定安装在连接座（542）上，扭转弹簧（541）一端转动安装在卡板（540）上，另一端转动安装在限位板（544）上；

设备自动走进火灾现场，设备自动调节竖直升降机构（2）、水平伸缩机构（3）、回转机构（4）使营救机构（5）对准被困人员，腰部固定装置（506）伸出夹住被困人员的腰部，胸部固定装置（505）伸出，消防员将第二半齿轮（525）扣在第一半齿轮（523）上，自动锁住，电机C（517）启动带动第一半齿轮（523）和第二半齿轮（525）旋转，绳子（537）缠绕在被困人员的胸部，大致三圈后，气缸A（520）伸出，绳子推动滑套（519）带动绳子（537）卡在卡扣（536）里面，电机D（533）启动，带动卡板机构（534）转动，使卡板（540）卡在橡胶环（535）之间缝隙，解救完毕气缸B（521）伸缩能控制顶杆（522）上下运动，因此可以自动下压弹簧锁（524），第二半齿轮（525）打开，万一第一半齿轮（523）和第二半齿轮（525）失效打开，被困人员不小心跌落磁铁（538）和外六方铁块（509）被迫分开，绳子（537）会缓慢下落，对被困起到一定缓冲保护作用。

2.根据权利要求1所述的一种火灾自动救援机器人，其特征在于，所述履带机构（1）包括：连接架（101）、行走电机（102）、履带板（103）和横梁架（104）；

所述的横梁架（104）分别固定安装在连接架（101）两侧，履带板（103）均匀转动安装在横梁架（104）上，行走电机（102）驱动履带板（103）传动。

3.根据权利要求1所述的一种火灾自动救援机器人，其特征在于，所述回转机构（4）包括：连接轴（401）、轴用卡圈（402）、小齿轮B（403）、电机E（404）、内齿回转支撑（405）和伸缩架（406）；

所述的内齿回转支撑（405）外圈固定安装在伸缩架（406）上端，小齿轮B（403）转动安装在伸缩架（406）上，小齿轮B（403）齿和内齿回转支撑（405）齿啮合，电机E（404）固定安装在伸缩架（406）上，连接轴（401）连接在小齿轮B（403）和伸缩架（406）上，轴用卡圈（402）转动安装在连接轴（401）端部。