CN115445126A - 一种级联式消防机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种级联式消防机器人，涉及消防机器人技术领域。该级联式消防机器人，在侦察灭火作业模式下，由前车底盘带动后车底盘沿着设定路线自动侦察，侦察时通过摄像头实时拍摄前车底盘所处的周围环境，在发现火情的同时，控制单元触发动力单元动作以将灭火介质存储单元存储的灭火介质提供给消防炮总成，由防炮总成将灭火介质喷射出实现灭火作业；在持续灭火作业模式下，将第一接头总成与第二接头总成之间拆卸开，将第一接头总成连接外置的动力单元及灭火介质存储单元，由外置的动力单元及灭火介质存储单元给消防炮总成提供灭火介质进行持续的灭火作业。

Description

一种级联式消防机器人

技术领域

本发明涉及消防机器人技术领域，具体地说是涉及一种级联式消防机器人。

背景技术

随着社会的进步和技术的持续发展，消防机器人正逐渐用于消防作业，以替代消防员进入火场进行灭火作业，灭火效率大大提高的同时，也极大保障了消防员的人身安全。目前，市面上的消防机器人功能较单一，难以适应不同的作业工况。特别是在火灾发生初期，若机器人能在侦察发现火情的同时及时灭火，则能有效控制火情甚至能在发现的同时扑灭火灾，这将有效降低火灾造成的财产损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种级联式消防机器人，可以在侦察发现火情的同时进行灭火作业，也可以用于持续的灭火作业。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

一种级联式消防机器人，包括前车底盘、履带总成、摄像头、消防炮总成、后车底盘、灭火介质存储单元、动力单元和控制单元；

所述前车底盘的左、右侧均设置所述履带总成，所述履带总成动作以驱动所述前车底盘行驶，所述履带总成的控制端信号连接所述控制单元；

所述前车底盘上设置所述摄像头和所述消防炮总成；

所述摄像头用于实时拍摄前车底盘所处的周围环境，所述摄像头信号连接所述控制单元；

所述消防炮总成的出口用于喷射灭火介质，所述消防炮总成的进口经管路连接有第一接头总成；

所述后车底盘连接所述前车底盘，所述后车底盘的左、右侧均设置有滚轮；

所述后车底盘上设置所述灭火介质存储单元和所述动力单元；

所述灭火介质存储单元用于存储灭火介质；

所述动力单元的进口经管路连接所述灭火介质存储单元，所述动力单元的出口经管路连接有第二接头总成；

所述第一接头总成经管路可拆卸连接所述第二接头总成；

所述动力单元用于为灭火介质提供动力并从所述消防炮总成的出口喷射出。

优选的，所述消防炮总成包括后支座、前支座、上臂架、下臂架、举升油缸、翻转油缸、消防雾炮、消防水炮、消防泡沫炮和干粉枪；

所述后支座设置于所述前车底盘的后端，所述上臂架的一端铰接所述后支座的上端，所述上臂架的另一端铰接所述前支座的上端，所述下臂架的一端铰接所述后支座的下端，所述下臂架的另一端铰接所述前支座的下端，所述举升油缸的一端铰接所述前车底盘，所述举升油缸的另一端铰接所述下臂架或所述上臂架，所述消防雾炮的后端铰接所述前支座，所述翻转油缸的一端铰接所述前支座，所述翻转油缸的另一端铰接所述消防雾炮，所述消防雾炮的外壁上布置消防水炮、消防泡沫炮、干粉枪和摄像头；

所述第一接头总成分别经管路连接消防雾炮、消防水炮、消防泡沫炮和干粉枪。

优选的，所述灭火介质存储单元包括水箱、泡沫箱和干粉罐；所述动力单元包括水泵和氮气瓶；

所述水箱内存储的灭火介质为水，所述泡沫箱内存储的灭火介质为消防泡沫液，所述干粉罐内存储的灭火介质为干粉灭火剂；

所述水泵的进水端经管路连接所述水箱，所述水泵的出水端分别经第一管路和第二管路连接第二接头总成，所述泡沫箱经泡沫管路连通所述第二管路，所述氮气瓶经气体管路连接第二接头总成，所述干粉罐经干粉管路连通所述气体管路。

优选的，所述举升油缸的控制端信号连接所述控制单元，所述翻转油缸的控制端信号连接所述控制单元，所述水泵的控制端信号连接所述控制单元，所述第一管路上设置有用于控制第一管路开、关的第一电磁阀，所述第一电磁阀的控制端信号连接所述控制单元，所述第二管路上设置有用于控制第二管路开、关的第二电磁阀，所述第二电磁阀的控制端信号连接所述控制单元，所述气体管路上设置有用于控制气体管路开、关的第三电磁阀，所述第三电磁阀的控制端信号连接所述控制单元。

优选的，所述后车底盘上设置有电池，所述水泵由电动机驱动，所述电池电连接电动机、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀。

优选的，所述前车底盘的前端设置有避障传感器，所述避障传感器信号连接所述控制单元。

优选的，所述前车底盘上设置有声光报警器，所述声光报警器信号连接所述控制单元。

优选的，所述前车底盘上设置有扬声器，所述扬声器信号连接所述控制单元。

优选的，所述前车底盘的前端设置有照明灯。

优选的，管路与第一接头总成之间或管路与第二接头总成之间设置有自动电磁脱扣器，所述自动电磁脱扣器的控制端信号连接所述控制单元。

本发明的有益技术效果是：

本发明的级联式消防机器人，前级机器人(前车底盘及其上部分)对火场内部灾情侦察并回传现场数据，为后方其他消防机器人设计灭火方案提供参考；机器人采用多层次的可升降式消防炮总成且采用模块化的结构设计多种灭火介质的喷射装置，实现对不同高度、不同灭火介质下的灭火点精准灭火；前级机器人与后级单元(后车底盘及其上部分)级联，前级机器人可带动后级单元的快速移动，后级单元为前级机器人的灭火作业提供灭火介质和动力，提升前级机器人灭火的续航能力；在侦察侦察灭火作业模式下，由前车底盘带动后车底盘沿着设定路线自动侦察，侦察时通过摄像头实时拍摄前车底盘所处的周围环境，在发现火情的同时，控制单元触发动力单元动作以将灭火介质存储单元存储的灭火介质提供给消防炮总成，由消防炮总成将灭火介质喷射出实现灭火作业；在持续灭火作业模式下，将第一接头总成与第二接头总成之间拆卸开，将第一接头总成连接外置的动力单元及灭火介质存储单元，由外置的动力单元及灭火介质存储单元给消防炮总成提供灭火介质进行持续的灭火作业。

附图说明

图1为本发明实施例级联式消防机器人的侧视图；

图2为本发明实施例级联式消防机器人前车底盘部分的立体图；

图3为本发明实施例级联式消防机器人前车底盘部分的主视图；

图4为本发明实施例级联式消防机器人前车底盘部分的后视图；

图5为本发明实施例级联式消防机器人前车底盘部分的俯视图；

图6为本发明实施例级联式消防机器人前车底盘部分的右视图；

图7为本发明实施例级联式消防机器人前车底盘部分的左视图；

图8为本发明实施例级联式消防机器人后车底盘部分的立体图；

图9为本发明实施例级联式消防机器人后车底盘部分的主视图；

图10为本发明实施例级联式消防机器人后车底盘部分的后视图；

图11为本发明实施例级联式消防机器人后车底盘部分的俯视图；

图12为本发明实施例级联式消防机器人后车底盘部分的右视图；

图13为本发明实施例级联式消防机器人后车底盘部分的左视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。本发明某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本发明的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本发明满足适用的法律要求。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例中，提供一种级联式消防机器人，请参考图1至图13所示。

一种级联式消防机器人，包括前车底盘11、履带总成2、摄像头3、消防炮总成、后车底盘12、灭火介质存储单元、动力单元和控制单元。

前车底盘11的左、右侧均设置履带总成2，履带总成2动作以驱动前车底盘11行驶。前车底盘11采用履带行走总成，使机器人具有较高的可通过性，更能适应消防现场的复杂路况。左侧、右侧的履带总成2同向正转或反转以实现机器人的前进、后退；左侧的履带总成2和右侧的履带总成2转向相反，或者一侧的履带行走总成不转，则可以实现机器人的转弯。

履带总成2的控制端信号连接控制单元，上位机信号连接控制单元，以由上位机经控制单元控制履带总成2的动作，实现远程控制机器人的前进、后退及转弯。

前车底盘11上设置摄像头3和消防炮总成。

摄像头3用于实时拍摄前车底盘11所处的周围环境，摄像头3信号连接控制单元。摄像头3将拍摄的图像实时传送至控制单元，并经控制单元传送至上位机，通过上位机监控周围环境并发现火情。

前车底盘11的前端设置有避障传感器111，避障传感器111信号连接控制单元。避障传感器111具体设置为超声波传感器，以实时监测前车底盘11前方是否有障碍物，并实时上传信号至控制单元及上位机。

前车底盘11的后端于后支座511上设置有声光报警器112，声光报警器112信号连接控制单元。由上位机经控制单元控制声光报警器112启动，以提示现场人员出现火情。

前车底盘11的后端于后支座511上设置有扬声器113，扬声器113信号连接控制单元。由上位机经控制单元控制扬声器113启动，以在火情现场实现语音喊话。

前车底盘11的前端设置有照明灯114，以实现前车底盘11的照明功能。

消防炮总成的出口用于喷射灭火介质，消防炮总成的进口经管路连接有第一接头总成41。

后车底盘12可拆卸连接前车底盘11，后车底盘12的左、右侧均设置有滚轮121。后车底盘12通过滚轮121滚动接触地面，实现后车底盘12行驶。前车底盘11可以带动后车底盘12一起行驶，也可以拆卸下后车底盘12使前车底盘11单独行驶。

后车底盘12上设置灭火介质存储单元和动力单元。

灭火介质存储单元用于存储灭火介质。

动力单元的进口经管路连接灭火介质存储单元，动力单元的出口经管路连接有第二接头总成42。第一接头总成41经管路可拆卸连接第二接头总成42。动力单元用于为灭火介质提供动力并从消防炮总成的出口喷射出。

管路与第一接头总成41之间或管路与第二接头总成42之间设置有自动电磁脱扣器43，自动电磁脱扣器43的控制端信号连接控制单元。需要第一接头总成41与第二接头总成42之间拆卸时，可以由上位机经控制单元控制自动电磁脱扣器43动作，以自动实现第一接头总成41与第二接头总成42间的拆卸。

消防炮总成包括后支座511、前支座512、上臂架521、下臂架522、举升油缸53、翻转油缸54、消防雾炮55、消防水炮56、消防泡沫炮57和干粉枪58。第一接头总成41分别经管路连接消防雾炮55、消防水炮56、消防泡沫炮57和干粉枪58。

其中，消防雾炮55内布置有风机551，消防雾炮55的侧壁设置有雾炮接头552，雾炮接头552的进水口经管路连接第一接头总成41，雾炮接头552的出水口位于风机551的前方。风机551启动后，风机551的叶片转动，以将从雾炮接头552进水口喷出的水流喷散出去形成水雾，水雾用于降尘、降温、降烟和灭火。消防水炮56和消防泡沫炮57用于远距离扑救火灾，消防水炮56用于喷射水，远距离扑救一般固体物火灾，消防泡沫炮57用于喷射消防泡沫，远距离扑救甲、乙、丙类液体火灾。干粉枪58用于喷射干粉，以扑救可燃性液体、气体及电器设备等。

后支座511设置于前车底盘11的后端，上臂架521的一端铰接后支座511的上端，上臂架511的另一端铰接前支座512的上端，下臂架522的一端铰接后支座511的下端，下臂架522的另一端铰接前支座512的下端，举升油缸53的一端铰接前车底盘11，举升油缸53的另一端铰接下臂架522的中间位置，消防雾炮55的后端铰接前支座512，翻转油缸54的一端铰接前支座512，翻转油缸54的另一端铰接消防雾炮55，消防雾炮55的外壁上布置消防水炮56、消防泡沫炮57、干粉枪58和摄像头3。

后支座511、前支座512、上臂架521和下臂架522构成了平行四边形的四连杆机构，通过举升油缸53的伸缩，以使前支座512可以相对于后支座511在后支座511的前上方大幅度摆动，进而调节消防雾炮55及其上的消防水炮56、消防泡沫炮57、干粉枪58和摄像头3所处的高度。通过翻转油缸54的伸缩，以调节消防雾炮55的俯仰角度，使消防雾炮55及其上的消防水炮56、消防泡沫炮57和干粉枪58朝向需被灭火的对象，使摄像头3随着履带总成2的直行、转弯动作和消防雾炮55的摆动、俯仰动作，以朝向前车底盘11所处的周围环境。

灭火介质存储单元包括水箱61、泡沫箱62和干粉罐63,动力单元包括水泵71和氮气瓶72。水箱61内存储的灭火介质为水，泡沫箱62内存储的灭火介质为消防泡沫液，干粉罐63内存储的灭火介质为干粉灭火剂。水泵71的进水端经管路连接水箱61，水泵71的出水端分别经第一管路和第二管路连接第二接头总成42。泡沫箱62经泡沫管路连通第二管路，泡沫管路上设置有单向阀组，单向阀组使得由泡沫箱62到第二管路的方向单向导通。氮气瓶72经气体管路连接第二接头总成42，干粉罐63经干粉管路连通气体管路，干粉管路上设置有单向阀组，单向阀组使得由干粉罐63到气体管路的方向单向导通。水泵71通过第一管路提供高压水，第一管路经第二接头总成42、第一接头总成41连接消防雾炮55和消防水炮56，以为消防雾炮55和消防水炮56提供高压水。水泵71通过第二管路并经泡沫管路抽取泡沫箱62内的消防泡沫液，经第二接头总成42、第一接头总成41连接消防泡沫炮57，以为消防泡沫炮57提供带压力的消防泡沫。氮气瓶72通过气体管路并经干粉管路抽取干粉罐63内的干粉灭火剂，经第二接头总成42、第一接头总成41连接干粉枪58，以为干粉枪58提供带压力的干粉灭火剂。

举升油缸53的控制端信号连接控制单元，翻转油缸54的控制端信号连接控制单元。由上位机经控制单元控制举升油缸53、翻转油缸54的伸缩动作。水泵71的控制端信号连接控制单元，由上位机经控制单元控制水泵71的开、关。第一管路上设置有用于控制第一管路开、关的第一电磁阀，第一电磁阀的控制端信号连接控制单元，第二管路上设置有用于控制第二管路开、关的第二电磁阀，第二电磁阀的控制端信号连接控制单元。由上位机经控制单元控制第一电磁阀、第二电磁阀的动作，实现第一管路的开、关以及第二管路的开、关控制。气体管路上设置有用于控制气体管路开、关的第三电磁阀，第三电磁阀的控制端信号连接控制单元。由上位机经控制单元控制第三电磁阀的动作，实现气体管路的开、关控制。

其中，后车底盘12上设置有电池122，水泵71由电动机驱动，电池122电连接电动机、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀，以为电动机、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀提供电力。

本发明的级联式消防机器人的作业模式有以下两种：

1、侦察侦察灭火作业模式

前车底盘11连接后车底盘12，第一接头总成41经管路连接第二接头总成42。由前车底盘11带动后车底盘12在火场沿着上位机设定路线自动侦察，侦察时通过摄像头3实时拍摄前车底盘11所处的周围环境，在摄像头3发现火情的同时，控制单元触发动力单元动作以将灭火介质存储单元存储的灭火介质提供给消防炮总成，由防炮总成将灭火介质喷射出实现灭火作业。

具体的，由上位机经控制单元控制履带总成2的动作，实现远程控制机器人的前进、后退及转弯，以使前车底盘11带动后车底盘12沿着上位机设定路线自动侦察。由上位机经控制单元控制举升油缸53、翻转油缸54的伸缩动作，通过举升油缸53的伸缩，以使前支座512相对于后支座511在后支座511的前上方摆动，通过翻转油缸54的伸缩，以调节消防雾炮55的俯仰角度，使消防雾炮55上的摄像头3拍摄前车底盘11所处的周围环境。摄像头3将拍摄的图像实时传送至控制单元，并经控制单元传送至上位机，通过上位机监控周围环境并发现火情。

在摄像头3发现火情时，由上位机经控制单元控制举升油缸53、翻转油缸54的伸缩动作，通过举升油缸53的伸缩，以使前支座512相对于后支座511在后支座511的前上方摆动，进而调节消防雾炮55及其上的消防水炮56、消防泡沫炮57和干粉枪58所处的高度。通过翻转油缸54的伸缩，以调节消防雾炮55的俯仰角度，使消防雾炮55及其上的消防水炮56、消防泡沫炮57和干粉枪58朝向需被灭火的对象。由上位机经控制单元控制水泵71开启，由上位机经控制单元控制第一电磁阀、第二电磁阀的动作，实现第一管路和/或第二管路的开启。由上位机经控制单元控制第三电磁阀的动作，实现气体管路的开启。

水泵71通过第一管路提供高压水，第一管路经第二接头总成42、第一接头总成41连接消防雾炮55和消防水炮56，以为消防雾炮55和消防水炮56提供高压水。水泵71通过第二管路并经泡沫管路抽取泡沫箱62内的消防泡沫液，经第二接头总成42、第一接头总成41连接消防泡沫炮57，以为消防泡沫炮57提供带压力的消防泡沫。氮气瓶72通过气体管路并经干粉管路抽取干粉罐63内的干粉灭火剂，经第二接头总成42、第一接头总成41连接干粉枪58，以为干粉枪58提供带压力的干粉灭火剂。选择性地利用消防雾炮55、消防水炮56、消防泡沫炮57和干粉枪58喷射灭火介质进行灭火作业。

2、持续灭火作业模式

将第一接头总成41与第二接头总成42拆卸开，将第一接头总成41连接外置的动力单元及灭火介质存储单元，由外置的动力单元及灭火介质存储单元给消防炮总成提供灭火介质进行持续的灭火作业。

其中，由上位机经控制单元控制自动电磁脱扣器43动作，以自动实现第一接头总成41与第二接头总成42间的拆卸，提高拆卸效率。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明级联式消防机器人有了清楚的认识。以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种级联式消防机器人，其特征在于：包括前车底盘、履带总成、摄像头、消防炮总成、后车底盘、灭火介质存储单元、动力单元和控制单元；

所述前车底盘的左、右侧均设置所述履带总成，所述履带总成动作以驱动所述前车底盘行驶，所述履带总成的控制端信号连接所述控制单元；

所述前车底盘上设置所述摄像头和所述消防炮总成；

所述摄像头用于实时拍摄前车底盘所处的周围环境，所述摄像头信号连接所述控制单元；

所述消防炮总成的出口用于喷射灭火介质，所述消防炮总成的进口经管路连接有第一接头总成；

所述后车底盘连接所述前车底盘，所述后车底盘的左、右侧均设置有滚轮；

所述后车底盘上设置所述灭火介质存储单元和所述动力单元；

所述灭火介质存储单元用于存储灭火介质；

所述动力单元的进口经管路连接所述灭火介质存储单元，所述动力单元的出口经管路连接有第二接头总成；

所述第一接头总成经管路可拆卸连接所述第二接头总成；

所述动力单元用于为灭火介质提供动力并从所述消防炮总成的出口喷射出。

2.根据权利要求1所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述消防炮总成包括后支座、前支座、上臂架、下臂架、举升油缸、翻转油缸、消防雾炮、消防水炮、消防泡沫炮和干粉枪；

所述后支座设置于所述前车底盘的后端，所述上臂架的一端铰接所述后支座的上端，所述上臂架的另一端铰接所述前支座的上端，所述下臂架的一端铰接所述后支座的下端，所述下臂架的另一端铰接所述前支座的下端，所述举升油缸的一端铰接所述前车底盘，所述举升油缸的另一端铰接所述下臂架或所述上臂架，所述消防雾炮的后端铰接所述前支座，所述翻转油缸的一端铰接所述前支座，所述翻转油缸的另一端铰接所述消防雾炮，所述消防雾炮的外壁上布置消防水炮、消防泡沫炮、干粉枪和摄像头；

所述第一接头总成分别经管路连接消防雾炮、消防水炮、消防泡沫炮和干粉枪。

3.根据权利要求2所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述灭火介质存储单元包括水箱、泡沫箱和干粉罐；所述动力单元包括水泵和氮气瓶；

所述水箱内存储的灭火介质为水，所述泡沫箱内存储的灭火介质为消防泡沫液，所述干粉罐内存储的灭火介质为干粉灭火剂；

所述水泵的进水端经管路连接所述水箱，所述水泵的出水端分别经第一管路和第二管路连接第二接头总成，所述泡沫箱经泡沫管路连通所述第二管路，所述氮气瓶经气体管路连接第二接头总成，所述干粉罐经干粉管路连通所述气体管路。

4.根据权利要求3所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述举升油缸的控制端信号连接所述控制单元，所述翻转油缸的控制端信号连接所述控制单元，所述水泵的控制端信号连接所述控制单元，所述第一管路上设置有用于控制第一管路开、关的第一电磁阀，所述第一电磁阀的控制端信号连接所述控制单元，所述第二管路上设置有用于控制第二管路开、关的第二电磁阀，所述第二电磁阀的控制端信号连接所述控制单元，所述气体管路上设置有用于控制气体管路开、关的第三电磁阀，所述第三电磁阀的控制端信号连接所述控制单元。

5.根据权利要求4所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述后车底盘上设置有电池，所述水泵由电动机驱动，所述电池电连接电动机、第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀。

6.根据权利要求1所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述前车底盘的前端设置有避障传感器，所述避障传感器信号连接所述控制单元。

7.根据权利要求1所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述前车底盘上设置有声光报警器，所述声光报警器信号连接所述控制单元。

8.根据权利要求1所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述前车底盘上设置有扬声器，所述扬声器信号连接所述控制单元。

9.根据权利要求1所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：所述前车底盘的前端设置有照明灯。

10.根据权利要求1所述的一种级联式消防机器人，其特征在于：管路与第一接头总成之间或管路与第二接头总成之间设置有自动电磁脱扣器，所述自动电磁脱扣器的控制端信号连接所述控制单元。

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