CN115414619B - 一种消防安全救援灭火智能机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种消防安全救援灭火智能机器人，涉及机械手技术领域，包括移位托盘、承载壳体、动力组件和控制单元，还包括机械臂主体和隔热冷却组件；所述机械臂主体的一端定位在机械臂承载块上，另一端设置有电动夹子体；所述隔热冷却组件包括外置弹性管、水仓、泵体、切换阀和输送管；所述外置弹性管为橡胶材质弹性管，套设在机械臂主体上，一端固定在所述机械臂承载块上，外置弹性管与机械臂主体和机械臂承载块共同组成一密闭空间；实现了灭火智能机器人火场通过性强，其机械臂活动受火场环境影响小的技术效果。

Description

一种消防安全救援灭火智能机器人

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种消防安全救援灭火智能机器人。

背景技术

厂房是企业发展的基础，拥有良好的工作生产环境在一定程度上推动着企业的进步，厂房对于小型企业与家庭作坊类加工的发展起着至关重要的作用，但是因为发展规模小，对于厂房的安全投入资金有限，存在安全隐患，而且大部分厂房发生火情时多是采用人工灭火，需要人工手持消防水管进行灭火，高温与浓烟威胁救援人员的生命安全，无法深入到火源处进行灭火，在火势无法控制的情况无法实施抢险救援，灭火效率低，耗费时间长，危险系数高。

针对上述问题，专利号为CN109483506B的中国发明专利公开了一种消防安全救援灭火智能机器人，其主体为移动车，在自身控制单元的控制下携带灭火设备代替消防人员进入火场进行灭火，提高了灭火效率并一定程度上保障了消防员的生命安全；但上述方案中的智能机器人移动时对行进道路的要求较高，通过性差，无法自行进行清障；若直接在上述方案中的灭火机器人上安装机械臂以完成清障，火场的高温环境会严重影响机械臂的使用寿命，焚烧机械臂上的电机和控制电路，进而阻碍救援的进行。

发明内容

本申请实施例通过提供一种消防安全救援灭火智能机器人，解决了现有技术中灭火智能机器人火场通过性差，其上的机械臂使用受火场环境影响容易损毁的技术问题；实现了灭火智能机器人火场通过性强，其机械臂活动受火场环境影响小的技术效果。

本申请实施例提供了一种消防安全救援灭火智能机器人，包括移位托盘、承载壳体、动力组件和控制单元，还包括机械臂主体和隔热冷却组件；

所述机械臂主体具备多个自由度，机械臂主体的一端定位在机械臂承载块上，另一端设置有电动夹子体；

所述隔热冷却组件包括外置弹性管、水仓、泵体、切换阀和输送管；

所述外置弹性管为橡胶材质弹性管，套设在机械臂主体上，一端固定在所述机械臂承载块上，外置弹性管与机械臂主体和机械臂承载块共同组成一密闭空间；

所述水仓定位在所述承载壳体内部，所述泵体定位在水仓或输送管上；所述切换阀定位在泵体上；

所述输送管起到输水的作用，将水仓与上述密闭空间以及水喷头连通。

进一步的，所述机械臂主体包括基座、第一伸缩臂、第二伸缩臂、头部连接块、头部承载板、转动驱动组件和旋转驱动组件；

所述基座的主体为柱形，转动连接在所述机械臂承载块上，在旋转驱动组件的驱动下绕自行轴线进行转动；

所述第一伸缩臂为电动伸缩杆结构，一端转动连接在所述基座上，转动轴的轴向与基座的轴向垂直，第一伸缩臂在转动驱动组件的驱动下进行转动；

所述第二伸缩臂同样为电动伸缩杆结构，一端转动连接在所述第一伸缩臂的另一端，连接位置定位有转动驱动组件；

所述头部连接块定位在第二伸缩臂远离第一伸缩臂的端部，起到承载所述头部承载板的作用；

所述头部承载板为板体，固定在所述头部连接块上，用于承载固定电动夹子体和隔热冷却组件。

优选的，还包括臂头喷水组件，所述臂头喷水组件包括电动水喷头，电动水喷头固定在所述机械臂主体上的头部承载板上，能够配合上述密闭空间喷出管形水幕、水柱。

优选的，所述密闭空间内部还固定有输水管体，所述输水管体整体为管形囊，包括囊内空间和管内空间，所述囊内空间为管形，管内空间为圆柱形；输水管体一端固定在机械臂承载块上；输水管体的外表面上密布有透水孔，透水孔将囊内空间和密闭空间连通；所述输水管体远离机械臂承载块的一端设有管头出水口；来自水仓的水从经管内空间从管头出水口流出，而后从透水孔流入囊内空间最后排出密闭空间。

优选的，还包括管体防护组件；

所述管体防护组件包括内置磁铁和铁粉；

所述内置磁铁为长条形电磁铁或永磁铁，数量为多个，固定在所述机械臂主体上；所述铁粉受磁力影响贴附在外置弹性管上，起防护作用。

优选的，所述外置弹性管为双层管，均为橡胶材质，两层管分别为外层管和内层管；

所述外层管上密布有通孔；

所述内层管上密布有与通孔对应的封孔凸块，封孔凸块的数量与通孔相同；

外层管和内层管紧贴时，封孔凸块插入通孔将通孔封闭；外层管和内层管之间的空间与输送管或泵气组件连通，使用时喷出水或气辅助清障的进行。

进一步的，所述泵气组件包括气泵和控制阀体，控制阀体固定在气泵上，二者的运行均受控于控制单元。

优选的，还包括呼吸辅助组件，辅助被救援人员进行呼吸；所述呼吸辅助组件包括呼吸器、输气管和呼吸管头；

所述呼吸器固定在所述承载壳体内部，输气管储放在密闭空间内部，一端固定在所述呼吸器上，另一端固定有呼吸管头；

呼吸管头可拆卸固定在头部承载板上；使用时，被救援人员将呼吸管头从头部承载板上拆下含在口中。

优选的，所述头部承载板上设置有气管存放仓，输气管包括弹性部，弹性部位于气管存放仓内，弹性部的输气管为弹簧软管，使用时被拉长。

进一步的，所述承载壳体侧壁上固定有用于承载机械臂主体的机械臂承载块；

所述移位托盘为底部设置轮体的板，在控制单元和动力组件的协同作用下进行移动；

所述承载壳体为空心柱形的壳体，用于支撑定位所述机械臂主体；

所述承载壳体的侧壁上定位有用于向承载壳体内部输水的进水组件，进水组件为管形；

所述承载壳体的侧壁上定位有水喷头和用于移动水喷头的喷头移位组件；

所述喷头移位组件在控制单元的控制下为水喷头的移动导向；

所述承载壳体的顶部设置有夹子结构的喷枪夹持组件；

所述承载壳体上还固定有摄像组件和发声组件。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过对现有技术中的灭火智能机器人进行改进，在其上增设机械臂主体，并在机械臂主体上套设弹性管，弹性管与机械臂主体一同形成了一密闭空间，该密闭空间中填充有水，采用控制该密闭空间中水的流动的方式带走部分热量保护机械臂主体免受高温损伤；有效解决了现有技术中灭火智能机器人火场通过性差，其上的机械臂使用受火场环境影响容易损毁的技术问题，进而实现了灭火智能机器人火场通过性强，其机械臂活动受火场环境影响小的技术效果。

附图说明

图1为本发明消防安全救援灭火智能机器人的外观结构示意图；

图2为本发明消防安全救援灭火智能机器人的机械臂主体的结构示意图；

图3为本发明消防安全救援灭火智能机器人自冷却状态下的结构示意图；

图4为本发明消防安全救援灭火智能机器人的隔热冷却组件的结构简图；

图5为本发明消防安全救援灭火智能机器人的输水管体的结构示意图；

图6为本发明消防安全救援灭火智能机器人的透水孔和管头出水口的位置关系示意图；

图7为本发明消防安全救援灭火智能机器人的电动夹子体的结构示意图；

图8为本发明消防安全救援灭火智能机器人为人体降温时的结构示意图；

图9为本发明消防安全救援灭火智能机器人清扫路障时的结构示意图；

图10为本发明消防安全救援灭火智能机器人的外层管和内层管的结构简图；

图11为本发明消防安全救援灭火智能机器人的外层管上的通孔的分布状态示意图；

图12为本发明消防安全救援灭火智能机器人的管体防护组件的结构简图。

图中：

移位托盘001、承载壳体002、进水组件003、水喷头004、喷头移位组件005、喷枪夹持组件006、摄像组件007、发声组件008、机械臂承载块009；

机械臂主体100、基座110、第一伸缩臂120、第二伸缩臂130、头部连接块140、头部承载板150、转动驱动组件160、旋转驱动组件170、电动夹子体180；

隔热冷却组件200、外置弹性管210、外层管211、通孔212、内层管213、封孔凸块214、输水管体220、透水孔221、管头出水口222、水仓230、泵体240、切换阀250、输送管260；

臂头喷水组件300、电动水喷头310；

泵气组件400、气泵410、控制阀体411；

呼吸辅助组件500、呼吸器510、输气管520、弹性部521、呼吸管头530；

管体防护组件600、内置磁铁610、铁粉620。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述；附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式；相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1和图2，为本发明消防安全救援灭火智能机器人的外观结构示意图；本申请通过对现有技术中的灭火智能机器人进行改进，在其上增设机械臂主体100，并在机械臂主体100上套设外置弹性管210，外置弹性管210与机械臂主体100一同形成了一密闭空间，该密闭空间中填充有水，采用控制该密闭空间中水的流动的方式带走部分热量保护机械臂主体100免受高温损伤；实现了灭火智能机器人火场通过性强，其机械臂活动受火场环境影响小的技术效果。

实施例一

如图1所示，本申请消防安全救援灭火智能机器人包括移位托盘001、承载壳体002、机械臂主体100、隔热冷却组件200、动力组件和控制单元。

所述移位托盘001为底部设置轮体的板，在控制单元和动力组件的协同作用下进行移动，起到承载所述承载壳体002的作用；所述承载壳体002为空心柱形的壳体，用于支撑定位所述机械臂主体100；所述承载壳体002的侧壁上定位有用于向承载壳体002内部输水的进水组件003，进水组件003为管形；所述承载壳体002的侧壁上定位有水喷头004和用于移动水喷头004的喷头移位组件005；所述水喷头004用于喷水，所述喷头移位组件005优选为导轨结构，在控制单元的控制下为水喷头004的移动导向；所述承载壳体002的顶部设置有夹子结构的喷枪夹持组件006，喷枪夹持组件006用于夹持固定喷枪喷头；所述承载壳体002上还固定有摄像组件007和发声组件008，分别为摄像头和扬声器，与控制单元电连接；均为现有技术，在此不进行赘述；所述承载壳体002的侧壁上固定有用于承载机械臂主体100的机械臂承载块009，机械臂承载块009为块体。

如图7所示，所述机械臂主体100优选为随动机械臂，具备多个自由度，用于清障及救援，机械臂主体100的一端定位在所述机械臂承载块009上，另一端设置有电动夹子体180，机械臂主体100在控制单元的控制下移动电动夹子体180；

进一步的，如图2所示，所述机械臂主体100包括基座110、第一伸缩臂120、第二伸缩臂130、头部连接块140、头部承载板150、转动驱动组件160和旋转驱动组件170；所述基座110的主体为柱形，转动连接在所述机械臂承载块009上，在旋转驱动组件170的驱动下绕自行轴线进行转动；所述第一伸缩臂120为电动伸缩杆结构，一端转动连接在所述基座110上，转动轴的轴向与基座110的轴向垂直，第一伸缩臂120在转动驱动组件160的驱动下进行转动；所述第二伸缩臂130同样为电动伸缩杆结构，一端转动连接在所述第一伸缩臂120的另一端，连接位置定位有转动驱动组件160；所述头部连接块140定位在第二伸缩臂130远离第一伸缩臂120的端部，起到承载所述头部承载板150的作用；所述头部承载板150为板体，固定在所述头部连接块140上，用于承载固定电动夹子体180和隔热冷却组件200；所述转动驱动组件160和旋转驱动组件170优选为电机结构。

如图1和图4所示，所述隔热冷却组件200用于保护机械臂主体100免受高温损伤，包括外置弹性管210、水仓230、泵体240、切换阀250和输送管260；所述外置弹性管210为橡胶材质弹性管，套设在机械臂主体100上，一端固定在所述机械臂承载块009上，另一端固定在所述头部承载板150上，外置弹性管210与机械臂主体100和机械臂承载块009共同组成一密闭空间；所述水仓230定位在所述承载壳体002内部，用于储水，与进水组件003和输送管260连通；所述泵体240定位在水仓230或输送管260上，受控于控制单元，用于泵送液体；所述切换阀250定位在泵体240上，用于控制水流方向；所述输送管260起到输水的作用，将水仓230与上述密闭空间以及水喷头004连通；实际使用时，密闭空间内的水循环流动，水仓230中的水首先流向密闭空间，而后从上述密闭空间中流出流向水喷头004喷出。

优选的，消防安全救援灭火智能机器人还包括臂头喷水组件300，所述臂头喷水组件300包括电动水喷头310，电动水喷头310固定在所述机械臂主体100上的头部承载板150上，能够配合上述密闭空间喷出管形水幕、水柱（限制密闭空间排水，使外置弹性管210膨胀，而后开启电动水喷头310数秒或持续开启）等。

优选的，为了提高隔热冷却组件200散热效率，增加水循环速度，所述密闭空间内部还固定有输水管体220，如图2、图5和图6所示，所述输水管体220整体为管形囊，包括囊内空间和管内空间，所述囊内空间为管形，管内空间为圆柱形；所述输水管体220的总长与机械臂主体100的极限长度近似，输水管体220一端固定在机械臂承载块009上；输水管体220的外表面上密布有透水孔221，透水孔221将囊内空间和密闭空间连通；所述输水管体220远离机械臂承载块009的一端设有管头出水口222；来自水仓230的水从经管内空间从管头出水口222流出，而后从透水孔221流入囊内空间最后排出密闭空间。

所述动力组件用于为本申请消防安全救援灭火智能机器人各部件的运行提供动力，所述控制单元起到控制消防安全救援灭火智能机器人各部件协调运行的作用，包括遥控组件，均为现有技术，在此不进行赘述。

优选的，所述控制单元为可编程逻辑控制器与控制按键的组合。

本申请实施例的方案实际使用时：常态移动时，如图3所示，电动水喷头310朝向承载壳体002喷水，对承载壳体002进行降温；定点灭火、清障或辅助受灾人员冲出火场时，如图8所示，电动水喷头310朝向目标着火点喷水灭火或形成水幕保护受灾人员；地面清障时，如图9所示，机械臂主体100紧贴地面进行摆动。

优选的，为了避免隔热冷却组件200在扫除障碍物时因碰撞造成损伤，灭火智能机器人还包括管体防护组件600；如图12所示，所述管体防护组件600包括内置磁铁610和铁粉620；所述内置磁铁610为长条形电磁铁或永磁铁，数量为多个，固定在所述机械臂主体100上；所述铁粉620受磁力影响贴附在外置弹性管210上，起防护作用。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

解决了现有技术中灭火智能机器人火场通过性差，其上的机械臂使用受火场环境影响容易损毁的技术问题；实现了灭火智能机器人火场通过性强，其机械臂活动受火场环境影响小的技术效果。

实施例二

为了提高机械臂主体100清障能力，进而提高灭火智能机器人的实用性，本申请实施例在上述实施例的基础上对外置弹性管210的结构进行了优化，通过从外置弹性管210处喷出水或气的方式辅助清障的进行，具体为：

如图10和图11所示，所述外置弹性管210为双层管，均为橡胶材质，两层管分别为外层管211和内层管213；所述外层管211上密布有通孔212；所述内层管213上密布有与通孔212对应的封孔凸块214，封孔凸块214的数量与通孔212相同；外层管211和内层管213紧贴时，封孔凸块214插入通孔212将通孔212封闭；外层管211和内层管213之间的空间与输送管260或泵气组件400连通，使用时喷出水或气辅助清障的进行。

优选的，靠近承载壳体002的通孔212较疏。

进一步的，所述泵气组件400包括气泵410和控制阀体411，控制阀体411固定在气泵410上，二者的运行均受控于控制单元。

考虑到救援受灾人员时，受灾人员随灭火智能机器人行动时受火场的气体环境影响大，影响救援的进行；如图10所示，优选的，灭火智能机器人还包括呼吸辅助组件500，辅助被救援人员进行呼吸；所述呼吸辅助组件500包括呼吸器510、输气管520和呼吸管头530；所述呼吸器510固定在所述承载壳体002内部，输气管520储放在密闭空间内部，一端固定在所述呼吸器510上，另一端固定有呼吸管头530；呼吸管头530可拆卸固定在头部承载板150上；使用时，被救援人员将呼吸管头530从头部承载板150上拆下含在口中。

优选的，所述头部承载板150上设置有气管存放仓，输气管520包括弹性部521，弹性部521位于气管存放仓内，弹性部521的输气管520为弹簧软管，使用时被拉长。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，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 (5)

1.一种消防安全救援灭火智能机器人，包括移位托盘(001)、承载壳体(002)、动力组件和控制单元，其特征在于：还包括机械臂主体(100)和隔热冷却组件(200)；

所述机械臂主体(100)具备多个自由度，机械臂主体(100)的一端定位在机械臂承载块(009)上，另一端设置有电动夹子体(180)；

所述隔热冷却组件(200)包括外置弹性管(210)、水仓(230)、泵体(240)、切换阀(250)和输送管(260)；

所述外置弹性管(210)为橡胶材质弹性管，套设在机械臂主体(100)上，一端固定在所述机械臂承载块(009)上，外置弹性管(210)与机械臂主体(100)和机械臂承载块(009)共同组成一密闭空间；

所述水仓(230)定位在所述承载壳体(002)内部，所述泵体(240)定位在水仓(230)或输送管(260)上；所述切换阀(250)定位在泵体(240)上；

所述输送管(260)起到输水的作用，将水仓(230)与上述密闭空间以及水喷头(004)连通；

所述机械臂主体(100)包括基座(110)、第一伸缩臂(120)、第二伸缩臂(130)、头部连接块(140)、头部承载板(150)、转动驱动组件(160)和旋转驱动组件(170)；

所述基座(110)的主体为柱形，转动连接在所述机械臂承载块(009)上，在旋转驱动组件(170)的驱动下绕自行轴线进行转动；

所述第一伸缩臂(120)为电动伸缩杆结构，一端转动连接在所述基座(110)上，转动轴的轴向与基座(110)的轴向垂直，第一伸缩臂(120)在转动驱动组件(160)的驱动下进行转动；

所述第二伸缩臂(130)同样为电动伸缩杆结构，一端转动连接在所述第一伸缩臂(120)的另一端，连接位置定位有转动驱动组件(160)；

所述头部连接块(140)定位在第二伸缩臂(130)远离第一伸缩臂(120)的端部，起到承载所述头部承载板(150)的作用；

所述头部承载板(150)为板体，固定在所述头部连接块(140)上，用于承载固定电动夹子体(180)和隔热冷却组件(200)；

还包括臂头喷水组件(300)，所述臂头喷水组件(300)包括电动水喷头(310)，电动水喷头(310)固定在所述机械臂主体(100)上的头部承载板(150)上，能够配合上述密闭空间喷出管形水幕、水柱；

所述密闭空间内部还固定有输水管体(220)，所述输水管体(220)整体为管形囊，包括囊内空间和管内空间，所述囊内空间为管形，管内空间为圆柱形；输水管体(220)一端固定在机械臂承载块(009)上；输水管体(220)的外表面上密布有透水孔(221)，透水孔(221)将囊内空间和密闭空间连通；所述输水管体(220)远离机械臂承载块(009)的一端设有管头出水口(222)；来自水仓(230)的水从经管内空间从管头出水口(222)流出，而后从透水孔(221)流入囊内空间最后排出密闭空间；

还包括管体防护组件(600)；

所述管体防护组件(600)包括内置磁铁(610)和铁粉(620)；

所述内置磁铁(610)为长条形电磁铁或永磁铁，数量为多个，固定在所述机械臂主体(100)上；所述铁粉(620)受磁力影响贴附在外置弹性管(210)上，起防护作用；

所述外置弹性管(210)为双层管，均为橡胶材质，两层管分别为外层管(211)和内层管(213)；

所述外层管(211)上密布有通孔(212)；

所述内层管(213)上密布有与通孔(212)对应的封孔凸块(214)，封孔凸块(214)的数量与通孔(212)相同；

外层管(211)和内层管(213)紧贴时，封孔凸块(214)插入通孔(212)将通孔(212)封闭；外层管(211)和内层管(213)之间的空间与输送管(260)或泵气组件(400)连通，使用时喷出水或气辅助清障的进行。

2.如权利要求1所述的消防安全救援灭火智能机器人，其特征在于：所述泵气组件(400)包括气泵(410)和控制阀体(411)，控制阀体(411)固定在气泵(410)上，二者的运行均受控于控制单元。

3.如权利要求1所述的消防安全救援灭火智能机器人，其特征在于：还包括呼吸辅助组件(500)，辅助被救援人员进行呼吸；所述呼吸辅助组件(500)包括呼吸器(510)、输气管(520)和呼吸管头(530)；

所述呼吸器(510)固定在所述承载壳体(002)内部，输气管(520)储放在密闭空间内部，一端固定在所述呼吸器(510)上，另一端固定有呼吸管头(530)；

呼吸管头(530)可拆卸固定在头部承载板(150)上；使用时，被救援人员将呼吸管头(530)从头部承载板(150)上拆下含在口中。

4.如权利要求3所述的消防安全救援灭火智能机器人，其特征在于：所述头部承载板(150)上设置有气管存放仓，输气管(520)包括弹性部(521)，弹性部(521)位于气管存放仓内，弹性部(521)的输气管(520)为弹簧软管，使用时被拉长。

5.如权利要求1所述的消防安全救援灭火智能机器人，其特征在于：所述承载壳体(002)侧壁上固定有用于承载机械臂主体(100)的机械臂承载块(009)；

所述移位托盘(001)为底部设置轮体的板，在控制单元和动力组件的协同作用下进行移动；

所述承载壳体(002)为空心柱形的壳体，用于支撑定位所述机械臂主体(100)；

所述承载壳体(002)的侧壁上定位有用于向承载壳体(002)内部输水的进水组件(003)，进水组件(003)为管形；

所述承载壳体(002)的侧壁上定位有水喷头(004)和用于移动水喷头(004)的喷头移位组件(005)；

所述喷头移位组件(005)在控制单元的控制下为水喷头(004)的移动导向；

所述承载壳体(002)的顶部设置有夹子结构的喷枪夹持组件(006)；

所述承载壳体(002)上还固定有摄像组件(007)和发声组件(008)。

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