CN112807589A - 一种智能控制消防机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能控制消防机器人，属于消防机器人领域，用于消防机器人防倾覆，其中管体的两端通过端盖连接有与之同轴的螺纹杆，螺纹杆螺纹连接有移动块，移动块位于管体内；在管体靠近底座中心轴线的一端安装有变速箱，变速箱的输出端与螺纹杆连接，变速箱的输入端连接有微型驱动电机；所述移动块的底部连接有电磁吸板，电磁吸板穿过管体的底部开口并伸入至导轨内；所述微型驱动电机、电磁吸板均通过导线与控制器连接，控制器内设有角度传感器。其能够在现有消防机器人防倾覆装置的基础上增加辅助的防倾覆装置，保证消防机器人的正常作业。

Description

一种智能控制消防机器人

技术领域

本申请属于消防机器人领域，具体地说，尤其涉及一种一种智能控制消防机器人。

背景技术

火灾是最经常、最普遍的威胁公众财产和声明安全的灾害之一，尤其是在居民楼、办公楼、城市建设施工的工地、石油化工企业、城市煤气管网化等领域发生的火灾事故频繁且危害性较大大，且由于上述区域环境复杂多变，消防员在对上述火灾进行扑救的过程中，存在人员伤亡的风险，易造成不可挽回的损失。

而现有技术中为了解决上述问题，一般采用消防机器人进行消防灭火任务，消防机器人多具有盛放控制模块的车体，在车体的两侧设置有通过驱动机构驱动的轮体，如防火材料制成的轮体或链轮，其能够实现发生火灾区域内的行走与探查，或者携带灭火工具进入到火场，避免执行救火任务的消防员出现伤亡，尤其是智能控制的消防机器人，其具有较多控制功能的控制模块，能够自主识别火灾现场内的情况并进行处置。但是无论何种形式的消防机器人，其都需要在火灾现场进行行走，而发生火灾后的现场障碍物较多，越过或者绕过障碍物的过程中极容易出现消防机器人的倾覆，虽然现有的机器人多具有防倾覆装置，但是单一的防倾覆装置仍然不能够应对复杂的区域环境，依然存在发生倾覆、侧翻等现象，如何配置辅助的防倾覆结构，成为当今消防机器人需要解决的技术问题之一。

发明内容

本申请的目的在于提供一种一种智能控制消防机器人，其能够在现有消防机器人防倾覆装置的基础上增加辅助的防倾覆装置，保证消防机器人在火灾现场内的正常行走，在可能发生倾覆的情况下及时进行自主干预，降低倾覆的风险。

为达到上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：

本发明中所述的一种智能控制消防机器人，包括盛放有控制模块的车体，控制模块能够通过通讯单元与操作单元通讯，车体的两侧设置有行走链轮，在车体的顶部安装有喷水装置和/或图像采集装置，行走轮的驱动机构、喷水装置、图像采集装置均与车体内的控制模块电信号连接，所述车体的底部通过支架安装有板体，板体上通过螺钉固定有安装板，安装板上固定有球体座，球体座内放置有底座球体，底座球体固定在底座中心轴线处的底面；所述底座中心轴线处加工有放置球体的放置孔，在放置孔四个方向上的底座顶面处加工有导轨，在导轨两侧设置有若干与底座垂直的支撑杆，支撑杆的顶端与管体固定；所述管体的两端通过端盖连接有与之同轴的螺纹杆，螺纹杆螺纹连接有移动块，移动块位于管体内；在管体靠近底座中心轴线的一端安装有变速箱，变速箱的输出端与螺纹杆连接，变速箱的输入端连接有微型驱动电机；所述移动块的底部连接有电磁吸板，电磁吸板穿过管体的底部开口并伸入至导轨内；所述微型驱动电机、电磁吸板均通过导线与控制器连接，控制器内设有角度传感器。

进一步地讲，本发明中所述的导轨的端面在靠近放置孔的位置处与底座的顶面平齐，在底座的径向方向上导轨的端面相对于底座顶面的高度逐渐增加。

进一步地讲，本发明中所述的导轨由两根平行设置的板体构成，相邻板体之间形成供球体运动的间隙。

进一步地讲，本发明中所述的底座的底部设置有绕其中心轴线均布的连接座，连接座内安装有引导杆，引导杆绕其与连接座的连接位置处转动。

进一步地讲，本发明中所述的底座的周向边沿位置处固定有壳体，管体、支撑杆、导轨均位于壳体内。

进一步地讲，本发明中所述的管体的两侧设置有连接板，连接板沿管体的长度方向延伸，连接板的底面与支撑杆连接。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本发明通过设置自主可控的辅助防倾覆模块结构，能够实现智能控制消防机器人的辅助防倾覆功能，且能够独立设置于防机器人之上，也可以与现有的防倾覆机器人连同设置，提高现有消防机器人的防倾覆功能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一。

图2是本发明的结构示意图二。

图3是本发明的内部结构示意图。

图4是本发明中的球体结构示意图。

图中：1、壳体；2、底座；3、导轨；4、支撑杆；5、连接板；6、管体；7、微型驱动电机；8、变速箱；9、放置孔；10、连接座；11、引导杆；12、电磁吸板；13、安装板；14、板体固定孔；15、底座球体；16、球体座；17、螺纹杆；18、移动块。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。需要说明的是，在下述段落可能涉及的方位名词，包括但不限于“上、下、左、右、前、后”等，其所依据的方位均为对应的说明书附图中所展示的视觉方位，其不应当也不该被视为是对本技术方案保护范围的限定，其目的仅为方便本领域的技术人员更好地理解说明书中所述的技术方案。

在下述段落的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”等类似表述应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以依据具体情况结合本领域的公知常识、设计规范、标准文献等理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

一种一种智能控制消防机器人，包括安装有控制模块的车体，控制模块能够通过通讯单元与操作单元通讯，操作单元可分为两部分，一部分为内置于控制模块内的障碍物识别单元，一部分为通过遥控器实现远程遥控作业的单元，在车体的两侧设置有行走链轮，行走轮与驱动机构连接，在车体的顶部安装有喷水装置和图像采集装置，喷水装置能够实现对所经过所在区域的灭火作业，图像采集装置能够便于智能控制消防机器人自主绕过障碍物或者在远程操作人员的操作下行进，喷水装置、链轮的驱动机构以及图像采集单元均与车体内的控制模块电信号连接；所述车体的底部通过支架安装有板体，板体上通过螺钉固定有安装板13，安装板13上固定有球体座16，球体座16内放置有底座球体15，底座球体15固定在底座2中心轴线处的底面；所述底座2中心轴线处加工有放置球体的放置孔9，在放置孔9四个方向上的底座2顶面处加工有导轨3，在导轨3两侧设置有若干与底座2垂直的支撑杆4，支撑杆4的顶端与管体6固定；所述管体6的两端通过端盖连接有与之同轴的螺纹杆17，螺纹杆17螺纹连接有移动块18，移动块18位于管体6内；在管体6靠近底座2中心轴线的一端安装有变速箱8，变速箱8的输出端与螺纹杆17连接，变速箱8的输入端连接有微型驱动电机7；所述移动块18的底部连接有电磁吸板12，电磁吸板12穿过管体6的底部开口并伸入至导轨3内；所述微型驱动电机、电磁吸板12均通过导线与控制器连接，控制器内设有角度传感器。

实施例2

一种一种智能控制消防机器人，其中所述的导轨3的端面在靠近放置孔9的位置处与底座2的顶面平齐，在底座2的径向方向上导轨3的端面相对于底座2顶面的高度逐渐增加；所述导轨3由两根平行设置的板体构成，相邻板体之间形成供球体运动的间隙；所述底座2的底部设置有绕其中心轴线均布的连接座10，连接座10内安装有引导杆11，引导杆11绕其与连接座10的连接位置处转动；所述底座2的周向边沿位置处固定有壳体1，管体6、支撑杆4、导轨3均位于壳体1内；所述管体6的两侧设置有连接板5，连接板5沿管体6的长度方向延伸，连接板5的底面与支撑杆4连接。其余部分的结构及连接关系与前述实施例中任意一项所述的结构及连接关系相同，为避免行文繁琐，此处不再赘述。

在上述实施例的基础上，利用下述段落继续对其中涉及到的技术特征及该技术特征在本技术方案中所起到的功能、作用进行详细的描述，以帮助本领域的技术人员充分理解技术方案并且予以重现。

如图1至图3所示，本发明中所述的一种智能控制消防机器人至少包括车体，车体的内部安装有控制模块，控制模块能够通过通讯单元与操作单元通讯，实现部分自主可控的操作以及在远程操作人员的操作下行进或执行灭火作业。本发明中所述的智能控制消防机器人在车体的两侧安装有用于带动车体移动的行走链轮，行走链轮上安装有驱动机构，驱动机构与控制模块电信号连接，在车体的上方还安装有喷水装置和图像采集装置，喷水装置与图像采集装置能够实现与控制模块的电信号连接，并且实现灭火作业和图像的采集作业。喷水装置能够实现对小型着火点的扑灭作业，也能够实现接入水管后的连续扑火作业。图像采集装置能够实现对火场内场景的拍摄作业，以及通过控制模块辨别所经过区域的障碍物、规划合理的行走路线，或者将图像通过控制模块的通讯单元传递至远程操作人员的操作界面上，在远程操作人员的操作下实现行走或灭火作业。

在本发明中，所述的一种智能控制消防机器人在底部安装有支架，支架上安装有板体。板体上通过螺钉安装有安装板13，安装板13为圆形板体，在其中心轴线的位置处设置有能够容纳半球形结构的底座球体15的球体座16。球体座16与底座球体15之间多角度转动。在板体上还加工有与引导杆11对应的通孔，引导杆11插接入通孔内并且相对通孔运动，在引导杆11的顶端转动连接有连接座10，连接座10与引导杆11的顶端之间与万向节相同。引导杆11及连接座10的作用在于保证底座2相对于安装板13的倾斜方向，以便纠正倾斜状态。

在本发明中，所述的底座球体15位于底座2的中心轴线处，且与底座2的底面之间固定连接。所述底座2在其中心轴线的顶面处加工有放置孔9，放置孔9为通孔。放置孔9用于盛放球体，球体9底部小于四分之一的位置位于放置孔9内。在放置孔9的前、后、左、右四个方向上均设置有导轨3，导轨3位于底座2的顶面。在本发明中，所述导轨3包括两块平行设置的板体，板体的顶部端面为弧形，靠近底座2中心轴线处的一端与底座2顶面平齐，导轨3远离底座2中心轴线的一端相对于底座2顶面的高度逐渐增加。相邻的平行板体之间构成球体运动的间隙，当球体被电磁底板12带动时能够沿着导轨3运动，球体至少应当具有一部分能够被电磁底板12吸附的金属球体。

在本发明中，所述的电磁底板12从管体6内向下延伸至相邻的导轨3之间，且电磁底板12的底端与底座2的顶面之间留有足够的间隙，以不妨碍电磁底板12运动为宜。所述的电磁底板12与位于管体6内部的移动块18连接，管体6的底部开口且开口长度与管体6的长度相同。所述移动块18为圆柱体结构，其中部加工有螺纹孔并且与螺纹杆17螺纹连接，螺纹杆17及螺纹孔内所加工的螺纹为多线螺纹。所述螺纹杆17的两端通过轴承结构安装于管体6两端的端盖上，螺纹杆17在靠近底座2中心轴线的一端连接有变速箱8的输出端，变速箱8的输入端连接有微型驱动电机7，变速箱8及微型驱动电机7均固定在管体6上。

在本发明中，所述的管体6的两端设置有连接板5，连接板5的底端固定有支撑杆4，支撑杆4位于导轨3两侧的底座2上。在正常情况下，球体应当位于底座2中心轴线处的放置孔9内，球体底部不大于四分之一的区域位于放置孔9内。当控制器上的角度传感器感应到消防机器人的倾斜角度过大时，其会通过电信号判断倾斜方向，并通过控制相反方向的微型驱动电机7动作，微型驱动电机7通过变速箱8带动螺纹杆17转动，螺纹杆17为多线螺纹，其能够带动管体6中的移动块18快速运动，移动块18带动电磁吸板12向底座2的边沿位置处运动。初始状态下，电磁吸板12均位于球体的一侧，当微型驱动电机7动作时，电磁吸板12通电，将金属球体吸附，并且在移动过程中一直吸附球体。球体能够通过自身质量及移动块18的重量实现对消防机器人倾斜状态的纠正。在本发明中，所述的球体包括铅制球体，在铅制球体外部的四个方向上固定有能够被电磁底板12吸附的铁质金属块19，铁质金属块19能够被电磁底板12吸附且带动铅制球体沿着导轨3的边沿运动，铅制球体不与底座2的顶面接触。

在控制消防机器人的倾斜状态纠正后，角度传感器的数值恢复正常，控制器控制微型驱动电机7带动螺纹杆17反向转动，从而使得移动块18带动电磁吸板12向底座2的中心轴线处靠近，直至微型驱动电机7到达设定圈数，电磁吸板12带动球体移动至放置孔9，至此电磁吸板12断电。

在本发明中，所述的放置孔9的周边加工有圆形倒角，以便于球体的移出及进入。初始状态下，铅制球体上分布的铁质金属块19分别与对应位置侧的电磁吸板12接触。

最后，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种智能控制消防机器人，包括盛放有控制模块的车体，控制模块能够通过通讯单元与操作单元通讯，车体的两侧设置有行走链轮，在车体的顶部安装有喷水装置和图像采集装置，行走链轮的驱动机构、喷水装置、图像采集装置均与车体内的控制模块电信号连接，其特征在于：所述车体的底部通过支架安装有板体，板体上通过螺钉固定有安装板(13)，安装板(13)上固定有球体座(16)，球体座(16)内放置有底座球体(15)，底座球体(15)固定在底座(2)中心轴线处的底面；所述底座(2)中心轴线处加工有放置球体的放置孔(9)，在放置孔(9)四个方向上的底座(2)顶面处加工有导轨(3)，在导轨(3)两侧设置有若干与底座(2)垂直的支撑杆(4)，支撑杆(4)的顶端与管体(6)固定；所述管体(6)的两端通过端盖连接有与之同轴的螺纹杆(17)，螺纹杆(17)螺纹连接有移动块(18)，移动块(18)位于管体(6)内；在管体(6)靠近底座(2)中心轴线的一端安装有变速箱(8)，变速箱(8)的输出端与螺纹杆(17)连接，变速箱(8)的输入端连接有微型驱动电机(7)；所述移动块(18)的底部连接有电磁吸板(12)，电磁吸板(12)穿过管体(6)的底部开口并伸入至导轨(3)内；所述微型驱动电机、电磁吸板(12)均通过导线与控制器连接，控制器内设有角度传感器。

2.根据权利要求1所述的一种智能控制消防机器人，其特征在于：所述导轨(3)的端面在靠近放置孔(9)的位置处与底座(2)的顶面平齐，在底座(2)的径向方向上导轨(3)的端面相对于底座(2)顶面的高度逐渐增加。

3.根据权利要求1所述的一种智能控制消防机器人，其特征在于：所述导轨(3)由两根平行设置的板体构成，相邻板体之间形成供球体运动的间隙。

4.根据权利要求1所述的一种智能控制消防机器人，其特征在于：所述底座(2)的底部设置有绕其中心轴线均布的连接座(10)，连接座(10)内安装有引导杆(11)，引导杆(11)绕其与连接座(10)的连接位置处转动。

5.根据权利要求1所述的一种智能控制消防机器人，其特征在于：所述底座(2)的周向边沿位置处固定有壳体(1)，管体(6)、支撑杆(4)、导轨(3)均位于壳体(1)内。

6.根据权利要求1所述的一种智能控制消防机器人，其特征在于：所述管体(6)的两侧设置有连接板(5)，连接板(5)沿管体(6)的长度方向延伸，连接板(5)的底面与支撑杆(4)连接。

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