CN112356042A - 一种火场救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火场救援机器人，其机器人机架的前后两侧分别采用重心调节与缓冲机构支撑设置有所述耐高压存储罐，所述耐高压存储罐的底部中间位置还采用弹性支撑簧柱支撑在所述机器人机架的中部位置，所述耐高压存储罐内存储有灭火降温剂，所述耐高压存储罐的一侧或者两侧还设置有与之连通的用于喷射灭火降温剂的灭火降温剂喷射头组，这样，可以通过喷射灭火降温剂来实现对救援时路径的灭火与降温，同时，重心调节与缓冲机构能够对机器人的重心进行调节，便于行走并防止倾斜，保证机器人行走时的姿态的可靠性与稳定性，防止出现倾覆。

Description

一种火场救援机器人

技术领域

本发明具体是一种火场救援机器人，涉及火场救援设备相关领域。

背景技术

目前，对于火场救援来说，虽然机器人的不断发展，采用机器人进行救援逐步成为较为便捷的方式之一，但是鉴于机器人的特点，目前在火场救援时，救援机器人的作用至少包括探测、搬运、救援护驾等等。而在对人员、财产等进行救援时，简单的依靠单个机器人很难实现，这主要是因为火场温度很高，即使救援机器人能够承受，人员或者财产也难以在这种高温下保全。这就要求需要采用辅助的机器人位于救援机器人的前侧或者周侧，实现对救援机器人行走区域的辅助处理，包括救援机器人行走路线上的灭火与降温，但是，这种救援辅助机器人需要携带大量的灭火与降温剂，而灭火与降温剂往往是高压下的液态，这就导致在行走时容易出现歪倒，尤其是火场下往往有较多的障碍物，这就需要对其越障能力要求较高，而且能够具有防止倾倒的能力以及在倾倒时能够自动纠正姿态，而普通的机器人难以实现这一要求。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种火场救援机器人。

本发明是这样实现的，构造一种火场救援机器人，其包括机器人机架、行走机构、耐高压存储罐、前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构，机器人机架的底部四个角上分别设置有所述行走机构，所述机器人机架的前端设置有所述前倾倒纠姿机构，所述机器人机架的后端设置有所述后倾倒纠姿机构，其特征在于，所述机器人机架的前后两侧分别采用重心调节与缓冲机构支撑设置有所述耐高压存储罐，所述耐高压存储罐的底部中间位置还采用弹性支撑簧柱支撑在所述机器人机架的中部位置，所述耐高压存储罐内存储有灭火降温剂，所述耐高压存储罐的一侧或者两侧还设置有与之连通的用于喷射灭火降温剂的灭火降温剂喷射头组；

每个所述行走机构构设为至少包括行走轮组、爬坡辅助轮以及绕设于行走轮组和爬坡辅助轮上的行走履带，所述爬坡辅助轮构设为所述行走机构具有爬坡辅助功能；

所述前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构构设为在所述机器人出现前后倾倒时，所述前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构能够对机器人施加纠正力，以便防止机器人倾倒；且

所述前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构在对机器人施加纠正力的方向或者角度能够调节的设置。

进一步，作为优选，所述行走轮组安装在行走机架座的底部，所述行走机架座的顶部固定在悬架上，所述机器人机架固定在所述悬架上，所述悬架的前端或者后端还设置有拉紧转架，所述爬坡辅助轮固定在所述拉紧转架的端部，所述行走履带绕设在各自的所述爬坡辅助轮与各自的行走轮组上，所述爬坡辅助轮位于所述行走轮组的斜上方。

进一步，作为优选，所述拉紧转架与所述悬架之间还设置有保持与驱动所述拉紧转架的拉紧力转角防爆气缸，所述拉紧力转角防爆气缸构设为使得所述爬坡辅助轮对行走履带的张紧拉力始终处于一设定值范围内。

进一步，作为优选，所述前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构分别采用角度调节机构可调节角度的安装在所述机器人机架的前端或后端。

进一步，作为优选，所述角度调节机构包括线性伸缩驱动器、连接铰接杆构件、三角安装支架和支撑铰接杆构件，其中，所述线性伸缩驱动器的一端固定在所述机器人机架上，所述线性伸缩驱动器的另一端固定连接在所述连接铰接杆构件的端部，所述连接铰接杆构件的另一端铰接连接在所述三角安装支架的第一个角上，所述三角安装支架的第二个角铰接连接在所述支撑铰接杆构件的其中一个端部，所述支撑铰接杆构件的另外一个端部固定连接在所述机器人机架上，所述三角安装架的远离所述连接铰接杆构件的一侧的边或者边面上固定设置有所述前倾倒纠姿机构或后倾倒纠姿机构。

进一步，作为优选，所述前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构结构相同，均包括纠姿平台和纠姿移动轮，所述纠姿平台的一端固定在所述三角安装架上，所述纠姿平台的另一端圆周阵列设置有多个所述纠姿移动轮。

进一步，作为优选，所述纠姿平台为圆环形结构，所述纠姿平台上圆周阵列设置有连接弧形块，所述连接弧形块上通过轮架连接设置有所述纠姿移动轮，所述纠姿移动轮上设置有其转动的转动驱动器。

进一步，作为优选，所述重心调节与缓冲机构包括旋转驱动器、第一弹性支撑伸缩件、第二弹性支撑伸缩件、旋转驱动架和角度调节与支撑架，其中，所述旋转驱动器固定在角度调节与支撑架的中部，所述旋转驱动器的旋转驱动端固定连接有所述旋转驱动架，所述旋转驱动架的下端固定有驱动销柱，所述驱动销柱的下端铰接连接在所述悬架的中部，所述角度调节与支撑架的前后两端下侧分别采用所述第一弹性支撑伸缩件、第二弹性支撑伸缩件连接在所述悬架的前后两端。

进一步，作为优选，所述第一弹性支撑伸缩件与第二弹性支撑伸缩件均至少设置有两个，且所述第一弹性支撑伸缩件与第二弹性支撑伸缩件的中心轴线能够受力弯曲的弹性可恢复设置。

进一步，作为优选，所述机器人机架的左右两侧还设置有所述侧倾倒纠姿机构，所述侧倾倒纠姿机构与所述前倾倒纠姿机构的结构相同。

本发明具有如下优点：本发明提供的一种火场救援机器人，与同类型设备相比，具有如下优点：

(1)本发明所述一种火场救援机器人，其机器人机架的前后两侧分别采用重心调节与缓冲机构支撑设置有所述耐高压存储罐，所述耐高压存储罐的底部中间位置还采用弹性支撑簧柱支撑在所述机器人机架的中部位置，所述耐高压存储罐内存储有灭火降温剂，所述耐高压存储罐的一侧或者两侧还设置有与之连通的用于喷射灭火降温剂的灭火降温剂喷射头组，这样，可以通过喷射灭火降温剂来实现对救援时路径的灭火与降温，同时，重心调节与缓冲机构能够对机器人的重心进行调节，便于行走并防止倾斜，保证机器人行走时的姿态的可靠性与稳定性，防止出现倾覆；

(2)本发明每个所述行走机构构设为至少包括行走轮组、爬坡辅助轮以及绕设于行走轮组和爬坡辅助轮上的行走履带，所述爬坡辅助轮构设为所述行走机构具有爬坡辅助功能，可以有效的实现爬坡，适应火场的越障的功能，保证越障能力以及行走能力；

(3)本发明的前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构在对机器人施加纠正力的方向或者角度能够调节的设置，实现不同角度下的纠姿能力，保证行走的可靠性，保证火场救援的适应能力。

附图说明

图1是本发明的整体主视结构示意图；

图2是本发明前倾倒纠姿机构或后倾倒纠姿机构的角度调节机构的结构示意图；

图3是本发明重心调节与缓冲机构的主视结构示意图；

图4是本发明重心调节与缓冲机构的三维仰视结构示意图；

图5是本发明前倾倒纠姿机构或后倾倒纠姿机构结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-5对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种火场救援机器人，其包括机器人机架1、行走机构4、耐高压存储罐9、前倾倒纠姿机构7和后倾倒纠姿机构10，机器人机架1的底部四个角上分别设置有所述行走机构4，所述机器人机架的前端设置有所述前倾倒纠姿机构7，所述机器人机架的后端设置有所述后倾倒纠姿机构10，其特征在于，所述机器人机架的前后两侧分别采用重心调节与缓冲机构11支撑设置有所述耐高压存储罐9，所述耐高压存储罐9的底部中间位置还采用弹性支撑簧柱2支撑在所述机器人机架的中部位置，所述耐高压存储罐9内存储有灭火降温剂，所述耐高压存储罐9的一侧或者两侧还设置有与之连通的用于喷射灭火降温剂的灭火降温剂喷射头组；

每个所述行走机构4构设为至少包括行走轮组、爬坡辅助轮6以及绕设于行走轮组和爬坡辅助轮6上的行走履带3，所述爬坡辅助轮6构设为所述行走机构具有爬坡辅助功能；

所述前倾倒纠姿机构7和后倾倒纠姿机构10构设为在所述机器人出现前后倾倒时，所述前倾倒纠姿机构7和后倾倒纠姿机构10能够对机器人施加纠正力，以便防止机器人倾倒；且

所述前倾倒纠姿机构7和后倾倒纠姿机构10在对机器人施加纠正力的方向或者角度能够调节的设置。

在本实施例中，所述行走轮组安装在行走机架座24的底部，所述行走机架座24的顶部固定在悬架23上，所述机器人机架固定在所述悬架上，所述悬架的前端或者后端还设置有拉紧转架5，所述爬坡辅助轮6固定在所述拉紧转架5的端部，所述行走履带3绕设在各自的所述爬坡辅助轮6与各自的行走轮组上，所述爬坡辅助轮6位于所述行走轮组的斜上方。

所述拉紧转架5与所述悬架之间还设置有保持与驱动所述拉紧转架的拉紧力转角防爆气缸，所述拉紧力转角防爆气缸构设为使得所述爬坡辅助轮6对行走履带的张紧拉力始终处于一设定值范围内。

所述前倾倒纠姿机构7和后倾倒纠姿机构10分别采用角度调节机构8可调节角度的安装在所述机器人机架的前端或后端。

所述角度调节机构8包括线性伸缩驱动器12、连接铰接杆构件13、三角安装支架15和支撑铰接杆构件14，其中，所述线性伸缩驱动器的一端固定在所述机器人机架上，所述线性伸缩驱动器的另一端固定连接在所述连接铰接杆构件的端部，所述连接铰接杆构件的另一端铰接连接在所述三角安装支架的第一个角上，所述三角安装支架的第二个角铰接连接在所述支撑铰接杆构件14的其中一个端部，所述支撑铰接杆构件14的另外一个端部固定连接在所述机器人机架上，所述三角安装架的远离所述连接铰接杆构件13的一侧的边或者边面上固定设置有所述前倾倒纠姿机构7或后倾倒纠姿机构10。

所述前倾倒纠姿机构7和后倾倒纠姿机构10结构相同，均包括纠姿平台16和纠姿移动轮17，所述纠姿平台的一端固定在所述三角安装架上，所述纠姿平台的另一端圆周阵列设置有多个所述纠姿移动轮17。

所述纠姿平台为圆环形结构，所述纠姿平台上圆周阵列设置有连接弧形块19，所述连接弧形块上通过轮架18连接设置有所述纠姿移动轮17，所述纠姿移动轮17上设置有其转动的转动驱动器。

所述重心调节与缓冲机构11包括旋转驱动器26、第一弹性支撑伸缩件21、第二弹性支撑伸缩件22、旋转驱动架27和角度调节与支撑架20，其中，所述旋转驱动器固定在角度调节与支撑架20的中部，所述旋转驱动器的旋转驱动端固定连接有所述旋转驱动架，所述旋转驱动架27的下端固定有驱动销柱25，所述驱动销柱的下端铰接连接在所述悬架的中部，所述角度调节与支撑架20的前后两端下侧分别采用所述第一弹性支撑伸缩件21、第二弹性支撑伸缩件22连接在所述悬架的前后两端。

所述第一弹性支撑伸缩件21与第二弹性支撑伸缩件22均至少设置有两个，且所述第一弹性支撑伸缩件21与第二弹性支撑伸缩件22的中心轴线能够受力弯曲的弹性可恢复设置。

所述机器人机架的左右两侧还设置有所述侧倾倒纠姿机构，所述侧倾倒纠姿机构与所述前倾倒纠姿机构的结构相同。

本发明所述一种火场救援机器人，其机器人机架的前后两侧分别采用重心调节与缓冲机构支撑设置有所述耐高压存储罐，所述耐高压存储罐的底部中间位置还采用弹性支撑簧柱支撑在所述机器人机架的中部位置，所述耐高压存储罐内存储有灭火降温剂，所述耐高压存储罐的一侧或者两侧还设置有与之连通的用于喷射灭火降温剂的灭火降温剂喷射头组，这样，可以通过喷射灭火降温剂来实现对救援时路径的灭火与降温，同时，重心调节与缓冲机构能够对机器人的重心进行调节，便于行走并防止倾斜，保证机器人行走时的姿态的可靠性与稳定性，防止出现倾覆；本发明每个所述行走机构构设为至少包括行走轮组、爬坡辅助轮以及绕设于行走轮组和爬坡辅助轮上的行走履带，所述爬坡辅助轮构设为所述行走机构具有爬坡辅助功能，可以有效的实现爬坡，适应火场的越障的功能，保证越障能力以及行走能力；本发明的前倾倒纠姿机构和后倾倒纠姿机构在对机器人施加纠正力的方向或者角度能够调节的设置，实现不同角度下的纠姿能力，保证行走的可靠性，保证火场救援的适应能力。

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,并且本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中,常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种火场救援机器人，其包括机器人机架(1)、行走机构(4)、耐高压存储罐(9)、前倾倒纠姿机构(7)和后倾倒纠姿机构(10)，机器人机架(1)的底部四个角上分别设置有所述行走机构(4)，所述机器人机架的前端设置有所述前倾倒纠姿机构(7)，所述机器人机架的后端设置有所述后倾倒纠姿机构(10)，其特征在于，所述机器人机架的前后两侧分别采用重心调节与缓冲机构(11)支撑设置有所述耐高压存储罐(9)，所述耐高压存储罐(9)的底部中间位置还采用弹性支撑簧柱(2)支撑在所述机器人机架的中部位置，所述耐高压存储罐(9)内存储有灭火降温剂，所述耐高压存储罐(9)的一侧或者两侧还设置有与之连通的用于喷射灭火降温剂的灭火降温剂喷射头组；

每个所述行走机构(4)构设为至少包括行走轮组、爬坡辅助轮(6)以及绕设于行走轮组和爬坡辅助轮(6)上的行走履带(3)，所述爬坡辅助轮(6)构设为所述行走机构具有爬坡辅助功能；

所述前倾倒纠姿机构(7)和后倾倒纠姿机构(10)构设为在所述机器人出现前后倾倒时，所述前倾倒纠姿机构(7)和后倾倒纠姿机构(10)能够对机器人施加纠正力，以便防止机器人倾倒；且

所述前倾倒纠姿机构(7)和后倾倒纠姿机构(10)在对机器人施加纠正力的方向或者角度能够调节的设置。

2.根据权利要求1所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述行走轮组安装在行走机架座(24)的底部，所述行走机架座(24)的顶部固定在悬架(23)上，所述机器人机架固定在所述悬架上，所述悬架的前端或者后端还设置有拉紧转架(5)，所述爬坡辅助轮(6)固定在所述拉紧转架(5)的端部，所述行走履带(3)绕设在各自的所述爬坡辅助轮(6)与各自的行走轮组上，所述爬坡辅助轮(6)位于所述行走轮组的斜上方。

3.根据权利要求2所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述拉紧转架(5)与所述悬架之间还设置有保持与驱动所述拉紧转架的拉紧力转角防爆气缸，所述拉紧力转角防爆气缸构设为使得所述爬坡辅助轮(6)对行走履带的张紧拉力始终处于一设定值范围内。

4.根据权利要求2所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述前倾倒纠姿机构(7)和后倾倒纠姿机构(10)分别采用角度调节机构(8)可调节角度的安装在所述机器人机架的前端或后端。

5.根据权利要求4所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述角度调节机构(8)包括线性伸缩驱动器(12)、连接铰接杆构件(13)、三角安装支架(15)和支撑铰接杆构件(14)，其中，所述线性伸缩驱动器的一端固定在所述机器人机架上，所述线性伸缩驱动器的另一端固定连接在所述连接铰接杆构件的端部，所述连接铰接杆构件的另一端铰接连接在所述三角安装支架的第一个角上，所述三角安装支架的第二个角铰接连接在所述支撑铰接杆构件(14)的其中一个端部，所述支撑铰接杆构件(14)的另外一个端部固定连接在所述机器人机架上，所述三角安装架的远离所述连接铰接杆构件(13)的一侧的边或者边面上固定设置有所述前倾倒纠姿机构(7)或后倾倒纠姿机构(10)。

6.根据权利要求5所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述前倾倒纠姿机构(7)和后倾倒纠姿机构(10)结构相同，均包括纠姿平台(16)和纠姿移动轮(17)，所述纠姿平台的一端固定在所述三角安装架上，所述纠姿平台的另一端圆周阵列设置有多个所述纠姿移动轮(17)。

7.根据权利要求6所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述纠姿平台为圆环形结构，所述纠姿平台上圆周阵列设置有连接弧形块(19)，所述连接弧形块上通过轮架(18)连接设置有所述纠姿移动轮(17)，所述纠姿移动轮(17)上设置有其转动的转动驱动器。

8.根据权利要求2所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述重心调节与缓冲机构(11)包括旋转驱动器(26)、第一弹性支撑伸缩件(21)、第二弹性支撑伸缩件(22)、旋转驱动架(27)和角度调节与支撑架(20)，其中，所述旋转驱动器固定在角度调节与支撑架(20)的中部，所述旋转驱动器的旋转驱动端固定连接有所述旋转驱动架，所述旋转驱动架(27)的下端固定有驱动销柱(25)，所述驱动销柱的下端铰接连接在所述悬架的中部，所述角度调节与支撑架(20)的前后两端下侧分别采用所述第一弹性支撑伸缩件(21)、第二弹性支撑伸缩件(22)连接在所述悬架的前后两端。

9.根据权利要求8所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述第一弹性支撑伸缩件(21)与第二弹性支撑伸缩件(22)均至少设置有两个，且所述第一弹性支撑伸缩件(21)与第二弹性支撑伸缩件(22)的中心轴线能够受力弯曲的弹性可恢复设置。

10.根据权利要求2所述一种火场救援机器人，其特征在于：所述机器人机架的左右两侧还设置有所述侧倾倒纠姿机构，所述侧倾倒纠姿机构与所述前倾倒纠姿机构的结构相同。

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