CN112107813A - 消防风炮机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消防风炮机器人，包括车体、风炮、两组第一行走机构和定位机构，车体中部设有转动连接的举升气缸，举升气缸的伸缩端与风炮中部转动连接，风炮末端设有固定杆，固定杆与车体端部转动连接，两组第一行走机构设于车体两侧，定位机构包括固定座、机械臂和固定钻机，固定座固定于车体侧壁上，机械臂两端分别与固定座和固定钻机连接，机械臂驱动固定钻机运动。本发明提供一种消防风炮机器人，通过机械臂驱动固定钻机向车体侧面移动，并通过固定钻机钻入周围物体内固定车体，进而实现在斜坡环境下进行稳定的作业。

Description

消防风炮机器人

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，尤其涉及一种消防风炮机器人。

背景技术

消防风炮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。消防风炮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。

由于前述作业环境通常伴有碎石或者其他障碍物，造成斜坡作业区，迫使消防风炮机器人爬坡作业。目前的消防风炮机器人大部分采用履带式底盘，具有一定的爬坡越野能力。但是，在实际作业任务中，履带式消防风炮机器人到达斜坡作业点后，会逐渐滑离作业点。其原因主要有两点，第一是自身重量迫使其下滑，第二是风炮作业时的反作用力迫使其位移。最终导致其无法长期在斜坡上进行稳定作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种消防风炮机器人，可以在斜坡环境下进行稳定的作业。

本发明公开的消防风炮机器人所采用的技术方案是:

一种消防风炮机器人，包括车体、风炮、两组第一行走机构和定位机构，所述车体中部设有转动连接的举升气缸，所述举升气缸的伸缩端与风炮中部转动连接，所述风炮末端设有固定杆，所述固定杆与车体端部转动连接，两组所述第一行走机构设于车体两侧，所述定位机构包括固定座、机械臂和固定钻机，所述固定座固定于车体侧壁上，所述机械臂包括多节关节支杆和多个关节气缸，多节所述关节支杆依次转动连接，且首尾所述关节支杆分别与固定座和固定钻机连接，所述关节气缸转动连接于一节关节支杆的端部，且所述关节气缸的伸缩端与相邻一节关节支杆侧壁转动连接，多个所述关节气缸伸缩带动关节支杆运动，进而驱动固定钻机运动。

作为优选方案，所述固定座包括四根三角杆，所述固定座由四根三角杆首尾连接而成。

作为优选方案，所述第一行走机构包括两个第一端轮、多个第一支撑轮和第一履带，两个所述第一端轮分别设于车体同一侧的前后两端，多个所述第一支撑轮分别传动连接车体两侧底，所述第一履带套设于车体同侧的第一端轮和多个第一支撑轮外部，置于所述车体前端的两个第一端轮通过主轴贯穿车体连接。

作为优选方案，还包括两组第二行走机构，两组所述第二行走机构分别置于两组第一行走机构远离车体一端，所述第二行走机构包括载板、两个第二端轮、多个第二支撑轮和第二履带，所述载板呈渐缩状，所述第二端轮包括大端轮和小端轮，所述大端轮设于载板直径相对较大一端，所述小端轮设于载板直径相对较小一端，多个所述第二支撑轮转动连接于载板边缘，所述第二履带套设于车体同侧的第二端轮和多个第二支撑轮外部，两个所述大端轮的中轴分别穿过第一行走机构与车体内部连接，所述小端轮延伸出车体前端。

作为优选方案，所述车体内部设有主控板、第一驱动机构和两个第二驱动机构，所述主控板分别与风炮、第一驱动机构、两个第二驱动机构和定位机构连接，所述第一驱动机构驱动主轴转动，两个所述第二驱动机构分别驱动大端轮的中轴转动。

作为优选方案，所述车体侧壁设有通讯机构，所述通讯机构与主控板连接。

作为优选方案，所述车体侧壁设有视觉机构，所述视觉机构包括高清摄像组件和红外摄像组件，所述高清摄像组件和红外摄像组件四周嵌设有多个补光灯，所述高清摄像组件、红外摄像组件和多个补光灯均与主控板连接。

作为优选方案，所述车体顶部嵌设有气体检测机构，所述气体检测机构与主控板连接。

作为优选方案，所述车体前端外壁设有防撞横梁。

作为优选方案，所述风炮侧壁分别设有高压水枪和泡沫枪。

本发明公开的消防风炮机器人的有益效果是：固定座固定于车体侧壁上，机械臂包括多节关节支杆和多个关节气缸，多节关节支杆依次转动连接，且首尾关节支杆分别与固定座和固定钻机连接，关节气缸转动连接于一节关节支杆的端部，且关节气缸的伸缩端与相邻一节关节支杆侧壁转动连接，多个关节气缸伸缩带动关节支杆运动，进而驱动固定钻机运动。通过机械臂驱动固定钻机向车体侧面移动，并通过固定钻机钻入周围物体内固定车体，进而实现在斜坡环境下进行稳定的作业。

附图说明

图1是本发明消防风炮机器人的结构示意图；

图2是本发明消防风炮机器人定位机构的结构示意图；

图3是本发明消防风炮机器人第二行走机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和说明书附图对本发明做进一步阐述和说明:

请参考图1，一种消防风炮机器人，包括车体10、风炮20、两组第一行走机构30和定位机构40。

车体10中部设有转动连接的举升气缸11，举升气缸11的伸缩端与风炮20中部转动连接，风炮20末端设有固定杆21，固定杆21与车体10端部转动连接。通过举升气缸11伸缩端的伸缩实现风炮20俯仰角的调节，以应对不同角度的作业区。本实施例中风炮20的可抬升的角度范围在0°至30°。

两组第一行走机构30设于车体10两侧。第一行走机构30包括两个第一端轮31、多个第一支撑轮32和第一履带33，两个所述第一端轮31分别设于车体10同一侧的前后两端，多个所述第一支撑轮32分别传动连接车体10两侧底，所述第一履带33套设于车体10同侧的第一端轮31和多个第一支撑轮32外部，置于所述车体10前端的两个第一端轮31通过主轴贯穿车体10连接。利用履带式驱动机构，可以更好的适应高低不平的作业环境。

请参考图2，定位机构40包括固定座41、机械臂42和固定钻机43（本实施例中的固定钻机43与传统的煤矿钻机结构相同，本实施例将不做赘述）。固定座41固定于车体10侧壁上，机械臂42包括多节关节支杆421和多个关节气缸422，其中关节支杆421的数量比关节气缸422数量少一个。多节关节支杆421依次转动连接，并且首尾关节支杆421分别与固定座41和固定钻机43连接。关节气缸422转动连接于一节关节支杆421的端部，且关节气缸422的伸缩端与相邻一节关节支杆421侧壁转动连接，多个关节气缸422伸缩带动关节支杆421运动，进而驱动固定钻机43运动。本实施例中首个关节气缸422的端部转动连接于固定座41，该关节气缸422伸缩端转动连接首节关节支杆421侧壁上；最后一个关节气缸422的端部转动连接末尾一节的关节支杆421，该关节气缸422伸缩端转动连接固定钻机43底部。

通过机械臂42的多个关节气缸422伸缩带动关节支杆421运动，进而驱动固定钻机43向车体10侧面移动，并通过固定钻机43钻入周围物体内将车体10固定。此时固定钻机43的钻头对车体10进行横向限位固定，无论是自身重量所产生的下滑力，还是风炮20作业时产生的反作用力，都很难突破横向的阻力。最终实现在斜坡环境下进行稳定的作业。

本实施例中固定座41和首节关节支杆421之间可以根据需求添加旋转机构，通过旋转机构可以实现机械臂42的多角度翻转、伸缩。这将拓展其支撑范围，选取最佳的支撑角度。

为了提升固定座41的稳固性，本实施例提供四根三角杆，通过将四根三角杆首尾连接形成固定座41。使固定座41四个端面均含有较为稳固的三角结构。

请参考图3，本实施例还包括两组第二行走机构50，两组第二行走机构50分别置于两组第一行走机构30远离车体10一端。第二行走机构50包括载板51、两个第二端轮52、多个第二支撑轮53和第二履带54，载板51呈渐缩状，第二端轮52包括大端轮521和小端轮522，大端轮521设于载板51直径相对较大一端，小端轮522设于载板51直径相对较小一端，多个第二支撑轮53转动连接于载板51边缘，第二履带54套设于车体10同侧的第二端轮52和多个第二支撑轮53外部，两个大端轮521的中轴分别穿过第一行走机构30与车体10内部连接，小端轮522延伸出车体10前端。两组第二行走机构50可以进一步提升消防风炮20机器人的越野能力。

车体10内部设有主控板、第一驱动机构和两个第二驱动机构，主控板分别与风炮20、第一驱动机构、两个第二驱动机构和定位机构40连接，第一驱动机构驱动主轴转动，两个第二驱动机构分别驱动大端轮521的中轴转动。（本实施例中所涉及的驱动结构属于本领域较为常见的技术，本实施例将不做赘述）

较佳的，两个第二驱动机构还可以异步驱动大端轮521应对复杂的环境。消防风炮20机器人处于斜坡顶部的作业环境时，可以调整第二行走机构50与第一行走机构30形成第一夹角，以适配斜坡两端面之间的夹角。即第一行走机构30贴附于斜坡的一端面，第二行走机构50贴附于斜坡的另一端面，使消防风炮20机器人钩挂于斜坡顶部，以高稳定状态执行作业任务。

车体10侧壁设有通讯机构12，通讯机构12与主控板连接。方便操作人员远程操作。并且在车体10侧壁设有视觉机构，视觉机构13包括高清摄像组件和红外摄像组件，高清摄像组件和红外摄像组件四周嵌设有多个补光灯，高清摄像组件、红外摄像组件和多个补光灯均与主控板连接。通过视觉机构13便于操作人员查看作业现场的情况，同时可以记录作业过程。

车体10顶部嵌设有气体检测机构14、警报灯16和扬声器，气体检测机构14、警报灯16和扬声器均与主控板连接。通过气体检测机构可以采集现场气体中是否含有有毒气体。

车体10前端外壁设有防撞横梁15，避免与碎石或者其他障碍物的碰撞而损伤。

风炮20侧壁分别设有高压水枪22和泡沫枪23，拓展了消防救援形式，以提升其对复杂的作业环境的适应性。

本发明提供一种消防风炮机器人，固定座固定于车体侧壁上，机械臂包括多节关节支杆和多个关节气缸，多节关节支杆依次转动连接，且首尾关节支杆分别与固定座和固定钻机连接，关节气缸转动连接于一节关节支杆的端部，且关节气缸的伸缩端与相邻一节关节支杆侧壁转动连接，多个关节气缸伸缩带动关节支杆运动，进而驱动固定钻机运动。通过机械臂驱动固定钻机向车体侧面移动，并通过固定钻机钻入周围物体内固定车体，进而实现在斜坡环境下进行稳定的作业。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种消防风炮机器人，包括车体、风炮和两组第一行走机构，所述车体中部设有转动连接的举升气缸，所述举升气缸的伸缩端与风炮中部转动连接，所述风炮末端设有固定杆，所述固定杆与车体端部转动连接，两组所述第一行走机构设于车体两侧，其特征在于，还包括定位机构，所述定位机构包括固定座、机械臂和固定钻机，所述固定座固定于车体侧壁上，所述机械臂包括多节关节支杆和多个关节气缸，多节所述关节支杆依次转动连接，且首尾所述关节支杆分别与固定座和固定钻机连接，所述关节气缸转动连接于一节关节支杆的端部，且所述关节气缸的伸缩端与相邻一节关节支杆侧壁转动连接，多个所述关节气缸伸缩带动关节支杆运动，进而驱动固定钻机运动。

2.如权利要求1所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述固定座包括四根三角杆，所述固定座由四根三角杆首尾连接而成。

3.如权利要求1所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述第一行走机构包括两个第一端轮、多个第一支撑轮和第一履带，两个所述第一端轮分别设于车体同一侧的前后两端，多个所述第一支撑轮分别传动连接车体两侧底，所述第一履带套设于车体同侧的第一端轮和多个第一支撑轮外部，置于所述车体前端的两个第一端轮通过主轴贯穿车体连接。

4.如权利要求3所述的消防风炮机器人，其特征在于，还包括两组第二行走机构，两组所述第二行走机构分别置于两组第一行走机构远离车体一端，所述第二行走机构包括载板、两个第二端轮、多个第二支撑轮和第二履带，所述载板呈渐缩状，所述第二端轮包括大端轮和小端轮，所述大端轮设于载板直径相对较大一端，所述小端轮设于载板直径相对较小一端，多个所述第二支撑轮转动连接于载板边缘，所述第二履带套设于车体同侧的第二端轮和多个第二支撑轮外部，两个所述大端轮的中轴分别穿过第一行走机构与车体内部连接，所述小端轮延伸出车体前端。

5.如权利要求4所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述车体内部设有主控板、第一驱动机构和两个第二驱动机构，所述主控板分别与风炮、第一驱动机构、两个第二驱动机构和定位机构连接，所述第一驱动机构驱动主轴转动，两个所述第二驱动机构分别驱动大端轮的中轴转动。

6.如权利要求5所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述车体侧壁设有通讯机构，所述通讯机构与主控板连接。

7.如权利要求5所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述车体侧壁设有视觉机构，所述视觉机构包括高清摄像组件和红外摄像组件，所述高清摄像组件和红外摄像组件四周嵌设有多个补光灯，所述高清摄像组件、红外摄像组件和多个补光灯均与主控板连接。

8.如权利要求5所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述车体顶部嵌设有气体检测机构，所述气体检测机构与主控板连接。

9.如权利要求1-8任一项所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述车体前端外壁设有防撞横梁。

10.如权利要求1-8任一项所述的消防风炮机器人，其特征在于，所述风炮侧壁分别设有高压水枪和泡沫枪。

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