CN114699686A - 一种消防机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消防机器人，属于消防器械技术领域。该消防机器人包括架体、行走机构和两个支撑机构，架体上安装有消防功能机构，行走机构设置于架体的底部，两个支撑机构可活动的设置于架体的两侧且底端脱离地面，支撑机构用于在架体倾斜至预设角度时支撑，并且随着行走机构的前进，支撑机构能够逐渐蓄能且将架体顶起复位。本发明提供的消防机器人，能够对倾斜一定角度的架体形成支撑，并且可以将架体逐渐复位，可以防止消防机器人因意外情况而倾倒，确保消防机器人可以正常工作。

Description

一种消防机器人

技术领域

本发明属于消防器械技术领域，具体涉及一种消防机器人。

背景技术

消防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。消防机器人的种类较多，包括但不限于灭火机器人、排烟机器人、监测机器人等，消防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。在火灾现场，环境较为复杂，消防机器人(尤其是小型的检测机器人)可能会因为地形或外物撞击导致倾倒，从而影响消防机器人的正常工作。

发明内容

鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种消防机器人，能够对倾斜一定角度的架体形成支撑，并且可以将架体逐渐复位，可以防止消防机器人因意外情况而倾倒，确保消防机器人可以正常工作。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供了一种消防机器人，包括架体、行走机构和两个支撑机构，所述架体上安装有消防功能机构，所述行走机构设置于所述架体的底部，两个所述支撑机构可活动的设置于所述架体的两侧且底端脱离地面，所述支撑机构用于在所述架体倾斜至预设角度时支撑，并且随着所述行走机构的前进，所述支撑机构能够逐渐蓄能且将所述架体顶起复位。

作为上述实施例的可选方案，所述支撑机构包括伸缩组件；所述伸缩组件包括支撑管、支撑杆、缓冲弹簧和支撑轮，所述支撑管的顶部可转动的设置于所述架体，所述支撑杆可滑动的插设于所述支撑管内且从所述支撑管的两端伸出，所述缓冲弹簧设置于所述支撑管内且两端分别与所述支撑管和所述支撑杆抵接，以使所述支撑杆具有向下运动的趋势；所述伸缩组件的重心相对于顶端靠外且使所述伸缩组件始终向外倾斜，所述支撑轮采用麦克纳姆轮，所述支撑轮可转动的设置于所述支撑杆的底端且其中心线沿所述架体的左右方向设置。

作为上述实施例的可选方案，所述支撑机构还包括复位组件；所述复位组件还包括复位板、绕线轮、复位拉绳和旋转拉绳，所述复位板可滑动的设置于所述支撑杆且用于将所述缓冲弹簧向下推动，所述绕线轮与所述支撑轮同轴设置，所述复位拉绳的一端与所述复位板连接且另一端绕设于所述绕线轮，所述旋转拉绳穿设于所述支撑管内，所述旋转拉绳的一端与所述复位板连接且另一端与所述架体连接，所述旋转拉绳在所述支撑管完全张开时张紧且在所述支撑管未完全张开时松弛；所述支撑轮接触地面时，所述消防机器人的重心和所述支撑轮位于所述行走机构与地面抵触线所在竖直面的两侧。

作为上述实施例的可选方案，所述绕线轮可转动的套设于所述支撑轮的转轴且二者通过摩擦力实现同步转动，所述绕线轮的转动阻力大于预设阈值时能够相对于所述支撑轮的转轴转动。

作为上述实施例的可选方案，所述支撑机构还包括限位组件，所述限位组件包括限位滑块、限位弹簧，所述架体上设置有限位滑道，所述限位滑道为圆弧形且圆心位于所述支撑管的转轴上，所述限位滑块可滑动的设置于所述限位滑道上，所述限位弹簧分别与所述限位滑道和所述限位滑块抵接且用于推动所述限位滑块复位，所述限位滑块的内侧设置有抵接齿，所述支撑杆的顶端与所述限位滑块临近且能够抵接于所述抵接齿，以推动所述限位滑块沿所述限位滑道滑动。

作为上述实施例的可选方案，所述支撑机构还包括挡板，所述挡板设置于所述架体上且位于所述支撑管的上半部分两侧。

作为上述实施例的可选方案，所述消防功能机构还包括摄像组件，所述摄像组件包括摄像机架、摄像头、保护壳、冲水器和刮水器，所述摄像机架设置于所述架体上，所述摄像头可转动的设置于所述摄像机架上，所述保护壳包括活动部和两个固定部，所述活动部采用透明材料制成，所述固定部与所述摄像头连接，所述活动部可转动的设置于两个所述固定部之间且形成球状壳体，所述冲水器和所述刮水器均设置于所述摄像机架上，所述冲水器对准所述活动部的后方，所述刮水器与所述活动部接触且用于刮除所述活动部表面的水分。

作为上述实施例的可选方案，所述刮水器可活动的设置于所述摄像机架上，所述摄像组件还包括压紧弹簧，所述压紧弹簧使所述刮水器具有朝向所述活动部运动的趋势，以使所述刮水器与所述活动部表面紧密贴合。

作为上述实施例的可选方案，所述消防功能机构包括消防球和投球组件，所述投球组件包括投球筒、投球座、投球弹簧和供球筒，所述消防球依次排列于所述供球筒内且向所述投球筒内逐个供球，所述投球座可滑动的设置于所述投球筒内且在所述投球弹簧的作用下将所述消防球推出，所述投球座通过复位电机复位。

作为上述实施例的可选方案，所述消防机器人还包括切割机，所述切割机可活动的安装于所述架体上。

作为上述实施例的可选方案，所述消防机器人还包括机械手，所述机械手设置于所述架体的前端。

本发明的有益效果是：

本发明提供的消防机器人，架体用于支撑各个机构，行走机构用于行走，倾斜一定角度的架体被支撑机构支撑，并且支撑机构可以将架体逐渐复位，可以防止消防机器人因意外情况而倾倒，确保消防机器人可以正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例提供的消防机器人的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的支撑机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的摄像组件的结构示意图。

图标：

10-消防机器人；

11-架体；13-支撑机构；

110-行走机构；111-机械手；112-切割机；

120-摄像组件；121-摄像机架；122-保护壳；123-活动部；124-固定部；125-冲水器；126-刮水器；

130-伸缩组件；131-支撑管；132-支撑杆；133-缓冲弹簧；134-支撑轮；135-配重块；136-条形通孔；

140-复位组件；141-复位板；142-绕线轮；143-复位拉绳；144-旋转拉绳；

150-限位组件；151-限位滑块；152-限位滑道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参照图1所示，本发明的实施例提供了一种消防机器人10，该消防机器人10用于消防灭火或检测等，能够被远程控制，可以替代消防员进入危险区域作业。

消防机器人10包括架体11、行走机构110和两个支撑机构13。

架体11的结构不限，可以参照现有技术，在架体11上可以设置电机、传感器、数据处理器、遥控组件等。

架体11上安装有消防功能机构，消防功能结构可以包括但不限于灭火管道及雾化喷头等、排烟机构、监测机构等，在本实施例中，消防功能机构包括摄像组件120、投球组件、机械手111、切割机112等。

行走机构110设置于架体11的底部，行走机构110可以采用履带式结构或者轮式结构，行走机构110在电机的带动下行走，行走机构110的结构可以参照现有技术，在此不再赘述。

两个支撑机构13可活动的设置于架体11的两侧且底端脱离地面，支撑机构13用于在架体11倾斜至预设角度时支撑，并且随着行走机构110的前进，支撑机构13能够逐渐蓄能且将架体11顶起复位。

具体的，请参照图2所示，支撑机构13包括伸缩组件130、复位组件140和限位组件150。伸缩组件130能够在架体11倾斜至一定角度时抵接于地面，对架体11形成支撑，并且在撑地时起到缓冲作用，减小冲击。复位组件140能够控制伸缩组件130伸长，并拉动伸缩组件130旋转，以使伸缩组件130能够将架体11顶起复位。限位组件150用于限制伸缩组件130的转动角度，并且能够被压缩蓄能，为伸缩组件130的复位提供一定的助力。

具体的，伸缩组件130的结构可以采用但不限于下列方案：伸缩组件130包括支撑管131、支撑杆132、缓冲弹簧133和支撑轮134。

支撑管131为管状，支撑管131的顶部可转动的设置于架体11，以图2中的方位为例，支撑管131能够围绕其顶端左右摆动。

支撑杆132插设于支撑管131内，支撑杆132能够沿支撑管131的轴向滑动，支撑杆132的两端从支撑管131的两端伸出。

缓冲弹簧133设置于支撑管131内，两端分别与支撑管131和支撑杆132抵接(此处的抵接可以为直接抵接，也可以为间接抵接)，以使支撑杆132具有向下运动的趋势，即当支撑杆132底端触地时，支撑杆132在支撑管131内滑动，缓冲弹簧133被压缩，可以起到缓冲的作用，减小受到的冲击力。

伸缩组件130的重心相对于顶端靠外，伸缩组件130始终向外倾斜，即支撑管131和支撑杆132相对于竖向倾斜，且支撑管131和支撑杆132的底端相对于顶端更加靠外，此结构可以通过增加配重块135实现，例如，配重块135设置于支撑管131的靠近行走机构110的一侧，无论架体11的倾斜角度如何，伸缩组件130触地时均能被向外撑开。

支撑轮134采用麦克纳姆轮，麦克纳姆轮能够使支撑轮134前后、左右运动，支撑轮134可转动的设置于支撑杆132的底端，支撑轮134的中心线沿架体11的左右方向设置，即架体11前进时，支撑轮134的大轮转动，且支撑杆132被撑开时，架体11的重力使支撑轮134的小轮运动。

复位组件140的结构可以采用但不限于下列方案：复位组件140还包括复位板141、绕线轮142、复位拉绳143和旋转拉绳144。

在支撑杆132的中部位置设置有条形通孔136，条形通孔136位于复位弹簧内部，并且沿支撑杆132的轴向设置有穿绳孔，穿绳孔延伸至支撑杆132的底端。

复位板141可滑动的穿设于支撑杆132的条形通孔136内，复位板141与支撑管131抵接，并且，复位板141能够沿支撑杆132的轴向运动。

在支撑杆132上设置有环形的抵接环，缓冲弹簧133的一端与抵接环抵接且另一端与复位板141抵接(此时，缓冲弹簧133与支撑管131之间为间接抵接，因为复位板141能够与支撑管131抵接)，复位板141能够将缓冲弹簧133向下推动，即缓冲弹簧133将复位板141向上推动且将支撑杆132向下推动。

绕线轮142与支撑轮134同轴设置，绕线轮142可以位于支撑轮134的中部或两侧，绕线轮142的直径小于支撑轮134的直径，绕线轮142上设置有绕线槽。

复位拉绳143的一端与复位板141连接且另一端绕设于绕线轮142，当绕线轮142随支撑轮134旋转时，复位拉绳143能够绕设于绕线槽内，

旋转拉绳144穿设于支撑管131内，旋转拉绳144沿支撑管131的轴向延伸一段距离后从支撑管131的上半部分伸出，旋转拉绳144的一端与复位板141连接且另一端与架体11连接。

旋转拉绳144在支撑管131完全张开时张紧且在支撑管131未完全张开时松弛：在支撑管131未被完全张开时，旋转拉绳144未张紧，不会影响支撑管131的正常张开；当支撑管131完全张开时，旋转拉绳144被拉紧，此时，复位拉绳143将复位板141向下拉动时挤压缓冲弹簧133，能够通过缓冲弹簧133推动支撑杆132向下滑动，并且，旋转拉绳144拉动支撑管131收缩。

支撑轮134接触地面时，消防机器人10的重心和支撑轮134位于行走机构110与地面抵触线所在竖直面的两侧，即当支撑轮134接触地面时，消防机器人10并不会立即倾倒，而是支撑轮134接触地面并且支撑管131旋转一定角度后，消防机器人10才能够倾倒，如此设置，是为了使伸缩组件130收缩后能够将消防机器人10顶起复位。

绕线轮142可转动的套设于支撑轮134的转轴且二者通过摩擦力实现同步转动，绕线轮142的转动阻力大于预设阈值时能够相对于支撑轮134的转轴转动。如此设置，可以避免将复位拉绳143绷断。

限位组件150的结构可以采用但不限于下列方案：限位组件150包括限位滑块151、限位弹簧，架体11上设置有限位滑道152，限位滑道152为圆弧形且圆心位于支撑管131的转轴上，限位滑块151可滑动的设置于限位滑道152上，限位弹簧分别与限位滑道152和限位滑块151抵接且用于推动限位滑块151复位，限位滑块151的内侧设置有抵接齿，支撑杆132的顶端与限位滑块151临近且能够抵接于抵接齿，以推动限位滑块151沿限位滑道152滑动。限位组件150可以限制伸缩组件130的张开幅度，并且限位弹簧能够充能，为伸缩组件130的收缩提供一定的动力。

支撑机构13还包括挡板，挡板设置于架体11上且位于支撑管131的上半部分两侧，挡板可以遮挡伸缩组件130等。

此外，消防功能机构还包括摄像组件120，请参照图3所示，摄像组件120包括摄像机架121、摄像头、保护壳122、冲水器125和刮水器126。

摄像机架121设置于架体11上，摄像头可转动的设置于摄像机架121上。

保护壳122包括活动部123和两个固定部124，活动部123采用透明材料制成，固定部124与摄像头连接，活动部123可转动的设置于两个固定部124之间且形成球状壳体。

冲水器125和刮水器126均设置于摄像机架121上，冲水器125对准活动部123的后方，刮水器126与活动部123接触且用于刮除活动部123表面的水分。

保护壳122的活动部123能够转动，从而被冲洗和刮除水分或杂物，可以使其时刻保持清洁，摄像效果更好。

刮水器126可活动的设置于摄像机架121上，摄像组件120还包括压紧弹簧，压紧弹簧使刮水器126具有朝向活动部123运动的趋势，以使刮水器126与活动部123表面紧密贴合，

消防功能机构包括消防球和投球组件(图中未示出)，投球组件包括投球筒、投球座、投球弹簧和供球筒。

消防球依次排列于供球筒内且向投球筒内逐个供球，投球座可滑动的设置于投球筒内且在投球弹簧的作用下将消防球推出，投球座通过复位电机复位。

投球组件能够将消防球弹射至火源处，可以对小型火源进行灭火，防止火势蔓延。

消防机器人10还包括切割机112，切割机112可活动的安装于架体11上。当消防机器人10遇到难以跨越的障碍时，可以将障碍物切割，从而顺利通过。

消防机器人10还包括机械手111，机械手111设置于架体11的前端。

本实施例提供的消防机器人10的使用方法如下：

消防机器人10正常行走；

当消防机器人10倾斜时，支撑轮134抵接于地面，此时，消防机器人10并不会倾倒；

若消防机器人10的倾斜角度未达到预设阈值，则消防机器人10复位时，支撑轮134可以脱离地面；

消防机器人10继续倾斜时，支撑杆132沿支撑管131滑动，缓冲弹簧133被压缩，支撑杆132转动，旋转拉绳144由松弛状态逐渐被拉紧，支撑轮134能够随行走机构110行进，复位拉绳143逐渐缠绕，此时，支撑杆132的顶端抵接于限位滑块151，限位滑块151沿限位滑道152滑动，限位弹簧被压缩；

若消防机器人10的倾斜角度超过预设阈值，则消防机器人10倾倒，继续上述步骤；

支撑管131在限位滑块151及旋转拉绳144等的作用下到达最大张开角度；

消防机器人10继续行走，支撑轮134和绕线轮142继续转动，复位拉绳143将复位板141向下拉动，缓冲弹簧133被继续压缩，超过临界点后，复位板141能够通过缓冲弹簧133推动支撑杆132向下滑动，并且随着复位板141向下运动，旋转拉绳144拉动支撑管131反向转动、收缩，从而将消防机器人10顶起复位；

当伸缩组件130推动消防机器人10到达倾倒预设角度时，消防机器人10自身的重力使其复位；

支撑轮134脱离地面，缓冲弹簧133将复位板141向上推动且将支撑杆132向下推动，从而使绕线轮142反向转动，旋转拉绳144逐渐松弛，伸缩组件130、复位组件140和限位组件150等复位。

消防机器人10的防倾倒结构无需额外动力，结构简单、工作后自动复位。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种消防机器人，其特征在于，包括架体、行走机构和两个支撑机构，所述架体上安装有消防功能机构，所述行走机构设置于所述架体的底部，两个所述支撑机构可活动的设置于所述架体的两侧且底端脱离地面，所述支撑机构用于在所述架体倾斜至预设角度时支撑，并且随着所述行走机构的前进，所述支撑机构能够逐渐蓄能且将所述架体顶起复位。

2.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述支撑机构包括伸缩组件；所述伸缩组件包括支撑管、支撑杆、缓冲弹簧和支撑轮，所述支撑管的顶部可转动的设置于所述架体，所述支撑杆可滑动的插设于所述支撑管内且从所述支撑管的两端伸出，所述缓冲弹簧设置于所述支撑管内且两端分别与所述支撑管和所述支撑杆抵接，以使所述支撑杆具有向下运动的趋势；所述伸缩组件的重心相对于顶端靠外且使所述伸缩组件始终向外倾斜，所述支撑轮采用麦克纳姆轮，所述支撑轮可转动的设置于所述支撑杆的底端且其中心线沿所述架体的左右方向设置。

3.根据权利要求2所述的消防机器人，其特征在于，所述支撑机构还包括复位组件；所述复位组件还包括复位板、绕线轮、复位拉绳和旋转拉绳，所述复位板可滑动的设置于所述支撑杆且用于将所述缓冲弹簧向下推动，所述绕线轮与所述支撑轮同轴设置，所述复位拉绳的一端与所述复位板连接且另一端绕设于所述绕线轮，所述旋转拉绳穿设于所述支撑管内，所述旋转拉绳的一端与所述复位板连接且另一端与所述架体连接，所述旋转拉绳在所述支撑管完全张开时张紧且在所述支撑管未完全张开时松弛；所述支撑轮接触地面时，所述消防机器人的重心和所述支撑轮位于所述行走机构与地面抵触线所在竖直面的两侧。

4.根据权利要求3所述的消防机器人，其特征在于，所述绕线轮可转动的套设于所述支撑轮的转轴且二者通过摩擦力实现同步转动，所述绕线轮的转动阻力大于预设阈值时能够相对于所述支撑轮的转轴转动。

5.根据权利要求2所述的消防机器人，其特征在于，所述支撑机构还包括限位组件，所述限位组件包括限位滑块和限位弹簧，所述架体上设置有限位滑道，所述限位滑道为圆弧形且圆心位于所述支撑管的转轴上，所述限位滑块可滑动的设置于所述限位滑道上，所述限位弹簧分别与所述限位滑道和所述限位滑块抵接且用于推动所述限位滑块复位，所述限位滑块的内侧设置有抵接齿，所述支撑杆的顶端与所述限位滑块临近且能够抵接于所述抵接齿，以推动所述限位滑块沿所述限位滑道滑动。

6.根据权利要求2所述的消防机器人，其特征在于，所述支撑机构还包括挡板，所述挡板设置于所述架体上且位于所述支撑管的上半部分两侧。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的消防机器人，其特征在于，所述消防功能机构还包括摄像组件，所述摄像组件包括摄像机架、摄像头、保护壳、冲水器和刮水器，所述摄像机架设置于所述架体上，所述摄像头可转动的设置于所述摄像机架上，所述保护壳包括活动部和两个固定部，所述活动部采用透明材料制成，所述固定部与所述摄像头连接，所述活动部可转动的设置于两个所述固定部之间且形成球状壳体，所述冲水器和所述刮水器均设置于所述摄像机架上，所述冲水器对准所述活动部的后方，所述刮水器与所述活动部接触且用于刮除所述活动部表面的水分。

8.根据权利要求7所述的消防机器人，其特征在于，所述刮水器可活动的设置于所述摄像机架上，所述摄像组件还包括压紧弹簧，所述压紧弹簧使所述刮水器具有朝向所述活动部运动的趋势，以使所述刮水器与所述活动部表面紧密贴合。

9.根据权利要求1-6任意一项所述的消防机器人，其特征在于，所述消防功能机构包括消防球和投球组件，所述投球组件包括投球筒、投球座、投球弹簧和供球筒，所述消防球依次排列于所述供球筒内且向所述投球筒内逐个供球，所述投球座可滑动的设置于所述投球筒内且在所述投球弹簧的作用下将所述消防球推出，所述投球座通过复位电机复位。

10.根据权利要求1-6任意一项所述的消防机器人，其特征在于，所述消防机器人还包括机械手，所述机械手设置于所述架体的前端。

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