CN117799368A - 一种排涝机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种排涝机器人，其包括：底盘、气囊、设置在所述底盘上的排水机构、设置在所述底盘上的照明系统、设置在所述底盘上的动力系统、用于对所述气囊充放气的充放气机构、设置在所述底盘上并用于驱动所述底盘移动的行走机构。本申请通过控制气囊充放气实现排涝机器人在水中潜行、悬停、浮停等不同的作业状态，以满足搜救、排涝等不同的前线救援需求。

Description

一种排涝机器人

技术领域

本发明涉及排涝设备技术领域，特别是涉及一种排涝机器人。

背景技术

随着科技大发展，科技应急越来越显得重要，特别在城市内涝消防应急这一方面上，高科技设备占据的位置也越来越重要，因为先进的设备不仅很大程度上保证作业人员安全，同时能很大程度上提高救援效率，以及很大程度上能减轻劳动程度。

目前市面上的排涝机器大多都是半潜水式或者漂浮排涝机器人，在工作时只能漂浮在水面上或者在硬质地面半潜水形式进行工作，这导致排涝机器人适用的工作环境较少，当遇到困难的排涝环境时候，排涝机器人不能工作。同时市面上排涝机器都是采用发动机做为动力驱动形式排涝机器人，发动机形式排涝机器人会出现发动机尾气及噪音污染地下空间，导致人员无法持续现场作业的问题。

发明内容

本发明的目的是：提供一种通过控制气囊充放气实现排涝机器人在水中潜行、悬停、浮停等不同的作业状态，以满足搜救、排涝等不同的前线救援需求的排涝机器人。

为了实现上述目的，本发明提供了一种排涝机器人，其包括：底盘、气囊、设置在所述底盘上的排水机构、设置在所述底盘上的照明系统、设置在所述底盘上的动力系统、用于对所述气囊充放气的充放气机构、设置在所述底盘上并用于驱动所述底盘移动的行走机构；

所述充放气机构包括：气泵以及排气阀；所述动力系统分别与所述照明系统、所述气泵以及所述行走机构电连接；所述气泵通过充气管与所述气囊相连通；所述排气阀设置在所述气囊上，所述气囊通过打开状态下的所述排气阀与外部环境相连通；所述充气管上设置有单向阀，所述单向阀阻断所述气囊的气体流向所述气泵。

可选的，所述动力系统为蓄电池。

可选的，还包括：密封舱；所述密封舱罩设在所述蓄电池的外侧。

可选的，还包括：第一保护层、第二保护层以及惰性气瓶；所述第一保护层罩设在所述蓄电池的外侧；所述第二保护层罩设在所述第一保护层的外侧；所述第一保护层与所述蓄电池之间填充有绝缘胶；所述第一保护层和所述第二保护层之间的空间与所述惰性气瓶相连通。

可选的，所述排水机构设置下底盘正下方位置。

可选的，所述照明系统包括：驱动机构、第一支撑杆、滑动杆以及照明灯具；所述第一支撑杆的一端与所述底盘相铰接，所述滑动杆滑设于所述第一支撑杆内；所述照明灯具设置在所述滑动杆上；所述驱动机构用于驱动所述滑动杆沿所述第一支撑杆滑动。

可选的，所述排水机构包括：水泵、软管、进水管、用于驱动所述水泵升降的升降机构；所述底盘的底部具有安装槽；所述进水管设置在所述安装槽内；所述升降机构设置在所述底盘内；所述软管的一端与所述水泵相连通，所述软管的另一端与所述进水管相连通。

可选的，所述行走机构包括：驱动电机、第一传动轴、第二传动轴、离合器、螺旋桨、第一齿轮、第二齿轮、两个主动轮、两个从动轮；两个所述主动轮通过所述第一传动轴同轴连接，两个所述从动轮通过所述第二传动轴同轴连接，所述第一齿轮套设在所述驱动电机的输出轴上，所述第二齿轮套设在所述第一传动轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合连接；

其中，所述螺旋桨通过轴体转动设置在所述底盘上，所述螺旋桨与所述第一齿轮通过离合器连接，当所述离合器合上时，所述螺旋桨与所述第一齿轮跟随转动，以此实现所述底盘在水中移动。

可选的，还包括：保护座；所述保护座设置在所述底盘上；所述保护座与所述底盘围合形成腔室；所述气囊设置在所述腔室内。

可选的，还包括：浮球和控制器；所述控制器分别与所述排水机构、照明系统、动力系统、气泵、行走机构电连接；所述浮球通过绳子与所述底盘连接；所述控制器设置在所述浮球上。

本发明实施例一种排涝机器人与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例通过行走机构驱动底盘进行移动，当需要本申请的排涝机器人在水中悬浮时候开动气泵往气囊内进行充气，以使增大气囊的浮力，当排涝机器人悬浮至预定高度时气泵停止充气，以使气囊保持既定的浮力，以使排涝机器人不再上升。当需要下降排涝机器人的高度时，通过排气阀将气囊进行放气，以使减少气囊的浮力，当排涝机器人下降至预定高度时关闭排气阀，以使排涝机器人不再下沉，通过排气阀和气泵的设置能够实现排涝机器人在水中的上升和下降，当排涝机器人遇到障碍物时，能够通过气囊的充放气进行升降以避开地面的障碍物，当需要将排涝机器人浮上水面时，只需要将气囊充满气即可，以此避免以往需要人工拉索并在拉索上悬挂气囊的方式，其次，本申请通过控制气囊3充放气实现排涝机器人在水中潜行、悬停、浮停等不同的作业状态，以满足搜救、排涝等不同的前线救援需求。

附图说明

图1是本发明实施例的底视图；

图2是本发明实施例的侧视图；

图3是本发明实施例中保护座的结构示意图；

图4是本发明实施例的内部结构示意图。

图中，1、底盘；2、排水机构；21、水泵；22、软管；23、进水管；3、气囊；41、保护座；411、透气排水孔；42、气泵；7、主动轮；8、从动轮；9、离合器；10、螺旋桨；11、浮球；12、控制器；13、第一支撑杆；14、滑动杆；15、照明灯具；16、蓄电池；17、第一保护层；18、第二保护层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而改变。所以，不应将这些或其他方位用于理解为限制性用语。

应注意，术语“包括”并不排除其他要素或步骤，并且“一”或“一个”并不排除复数。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

另外还应当理解的是，本文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

如图1所示，本发明实施例优选实施例的一种排涝机器人，其包括：底盘1、照明系统、动力系统、排水机构2、用于对所述气囊3充放气的充放气机构4、气囊3、设置在所述底盘1上并用于驱动所述底盘1移动的行走机构，其中，行走机构是用于驱动底盘1在地面上进行行走，所述排水机构设置在所述底盘1的底部。

所述充放气机构4包括：气泵42以及排气阀。所述动力系统分别与所述照明系统、所述气泵42以及所述行走机构电连接。所述气泵42通过充气管与所述气囊3相连通；所述排气阀设置在所述气囊3上，所述气囊3通过打开状态下的所述排气阀与外部环境相连通。

基于上述结构，本申请的动力系统用于为整个排涝机器人提供动力以维持排涝机器人的工作，本申请通过行走机构驱动底盘1进行移动，当需要本申请的排涝机器人在水中悬浮时候开动气泵42往气囊3内进行充气，以使增大气囊3的浮力，当排涝机器人悬浮至预定高度时气泵42停止充气，以使气囊3保持既定的浮力，以使排涝机器人不再上升。当需要下降排涝机器人的高度时，通过排气阀将气囊3进行放气，以使减少气囊3的浮力，当排涝机器人下降至预定高度时关闭排气阀，以使排涝机器人不再下沉，通过排气阀和气泵42的设置能够实现排涝机器人在水中的上升和下降，当排涝机器人遇到障碍物时，能够通过气囊3的充放气进行升降以避开地面的障碍物，当需要将排涝机器人浮上水面时，只需要将气囊3充满气即可，以此避免以往需要人工拉索并在拉索上悬挂气囊3的方式。其次，本申请通过控制气囊3充放气实现排涝机器人在水中潜行、悬停、浮停等不同的作业状态，以满足搜救、排涝等不同的前线救援需求。

进一步地，所述动力系统为蓄电池16，以使本申请能够作为纯电版排涝机器人进行工作。

进一步地，本申请还包括：第一保护层17、第二保护层18以及惰性气瓶。所述第一保护层17罩设在所述蓄电池16的外侧，所述第二保护层18罩设在所述第一保护层17的外侧，所述第一保护层17与所述蓄电池之间填充有绝缘胶，所述第一保护层17和所述第二保护层18之间的空间与惰性气瓶相连通，当水进入所述第一保护层17和所述第二保护层18之间的空间的时候在气瓶作用下往外加气压防止水流进入所述第一保护层17和所述第二保护层18之间的空间，绝缘胶的设置能够实现最大程度的防止蓄电池16发生漏电。

进一步地，本申请还包括：密封舱。所述密封舱罩设在所述蓄电池16的外侧，密封舱上具有可开合的盖体，当排涝机器人需要潜水时，通过盖合盖体以避免水流进入密封舱的内部导致蓄电池发生短路作用。

可以理解的是，本申请的动力系统还能够包括外接电源，该外接电源可以通过连接家用电源以为整个排涝机器人供电和充电。同时该外接电源还可以为其它电动工具如电锯、电动破碎镐、电动破拆工具等电动工具提供动力，以方便实现在户外救援。

一种可能的照明系统实施例中，所述照明系统包括：驱动机构、第一支撑杆13、滑动杆14以及照明灯具15。所述第一支撑杆13的一端与所述底盘1相铰接，所述滑动杆14滑设于所述第一支撑杆13内。所述照明灯具15设置在所述滑动杆上，所述驱动机构用于驱动所述滑动杆14沿所述第一支撑杆13滑动，当排涝机器人需要夜间工作亦或者在发生自然灾害全面停电的状态下设备可以通过照明装置进行大面积照明。本申请能够通过驱动机构驱动滑动杆在第一支撑杆13内进行滑动，以此驱动照明灯具15沿竖直方向升降，以调整照明灯具15的照射范围。

可以理解的是，本申请的驱动机构能够设置为丝杠螺母机构，丝杠螺母机构的螺母与滑动杆连接，以使能够通过电机驱动丝杠进行转动，以此实现滑动杆在第一支撑杆内的滑动。可以理解的是，本申请的驱动机构只需要能够实现滑动杆在第一支撑杆的滑动即可，其具体结构在此不作限定。

进一步地，所述充气管上设置有单向阀，所述单向阀阻断所述气囊3的气体流向所述气泵42，以防止气囊3内的气体在水的压力回流至气泵42中。

进一步地，所述充气管上设置有压力传感器，所述压力传感器位于所述单向阀和所述气囊3之间，压力传感器与控制器电连接，压力传感器能够感应气囊3上的压力，当压力传感器显示的气压达到设定的安全值时，控制器控制气泵42自动断电，以防止气囊3因为充气过度发生爆炸。

进一步地，所述排气阀为电动排气阀，通过在排涝机器人上设置控制器，控制器与电动排气阀进行电连接，以此实现精准控制电动排气阀的排气速度和排气时间。

进一步地，所述底盘1具有沿其宽度方向延伸的第一方向，所述气囊3的数量为两个，两个所述气囊3沿第一方向间隔设置在所述底盘1上。两个气囊3的沿第一方向间隔设置能够使本申请的排涝机器人保持平衡，以避免发生侧翻。其次，本申请的气泵42同时连通两个气囊3，使气泵42能够同时对两个气囊3进行充气，并且两个气囊3上分别设置排气阀，并且两个排气阀分别电连接控制器，以使控制器能够同时控制两个排气阀的开启和关闭。

一种可能的排水机构2实施例中，所述排水机构2包括：水泵21、软管22、进水管23、用于驱动所述水泵21升降的升降机构24。所述底盘1的底部具有安装槽。所述进水管设置在所述安装槽内。所述升降机构24设置在所述底盘1内。所述软管22的一端与所述水泵21相连通，所述软管22的另一端与所述进水管23相连通，本申请的进水管固定在安装槽内，水泵21通过升降机构24能够驱动升降，排涝机器人在地面行走时需要离地防止与地面磕碰发生损坏，因此当排涝机器人在地面行走时升降机构24驱动水泵21上升至高于进水管的位置，但是抽水的时候水泵21水平位置太高吸不到低水位的水，因此当水泵21需要进行抽水时升降机构24驱动水泵21下降至与进水管持平或低于进水管的位置，以使水泵21能够抽取低水位的水。

一种可能的行走机构实施例中，参见图1，行走机构包括：驱动电机、第一传动轴、第二传动轴、离合器9、螺旋桨10、第一齿轮、第二齿轮、两个主动轮7、两个从动轮8。两个主动轮7通过第一传动轴同轴连接，两个从动轮8通过第二传动轴同轴连接，第一齿轮套设在驱动电机的输出轴上，第二齿轮套设在第一传动轴上，第一齿轮与第二齿轮啮合连接，驱动电机通过驱动第一齿轮转动从而控制第二齿轮转动，进而控制第一传动轴进行转动，其中，螺旋桨10通过轴体转动设置在底盘1上，螺旋桨10与第一齿轮通过离合器9连接，当离合器9合上时，螺旋桨10与第一齿轮跟随转动，以此实现排涝机器人在水中移动。当排涝机器人在地面行走时，离合器9断开，螺旋桨10不再跟随第一齿轮转动。

进一步地，本申请还包括：保护座41。所述保护座41设置在所述底盘1上，所述保护座41与所述底盘1围合形成腔室，所述气囊3设置在所述腔室内，本申请的保护座41与底盘1围合形成腔室，并且将气囊3设置在腔室内，能够使避免排涝机器人在移动过程中尖刺石头与气囊3发生碰撞从而到气囊3发生破裂，进而保证气囊3的使用安全。

具体地，保护座41由底板、顶板以及三个侧板围合形成，依次能够从多个方向保护气囊3不会发生碰撞。

进一步地，参见图3，所述保护座41上开设有多个透气排水孔411，也即是，底板、顶板以及三个侧板上开设有多个透气排水孔411，透气排水孔411能够使气囊3在排气过程中保护座41外部的水能够通过透气排水孔411进入到安装腔内，气囊3在充气过程中安装腔内的水能够通过透气排水孔411排出，使保护座41既能够起到保护气囊3的作用，同时不会因为密封从而影响气囊3的充放气。

进一步地，本申请还包括：浮球11和控制器12。所述控制器12分别与所述排水机构、照明系统、动力系统、气泵42、行走机构电连接，所述浮球11通过绳子与所述底盘1连接，所述控制器12设置在所述浮球11上，为防止排涝机器人在潜水过程中污水会隔绝遥控终端的指令，本申请将控制器设置在浮球11上，然后浮球11与底盘1通过绳子连接，以使排涝机器人潜水时浮球11会带着控制器12漂浮在水面，以防止污水会隔绝遥控终端的指令。

具体地，浮球的充气和放弃均采用气泵进行充放气。

本申请还包括：安全监控系统。所述安全监控系统主要有设备外壳电压测试装置、电池放电异常装置以及设备内部电压泄漏检测装置。当检测到设备漏电或者电池放电异常会在控制终端上发出警报，泄露电压超过危险值设备会自己进行停机。同时上面还有测试水域电压，当设备测试出水域带电压会立即发出警报控制终端会发出声音提醒人员不要进入水中。

综上，本发明实施例提供一种排涝机器人，其通过行走机构驱动底盘1进行移动，当需要本申请的排涝机器人在水中悬浮时候开动气泵42往气囊3内进行充气，以使增大气囊3的浮力，当排涝机器人悬浮至预定高度时气泵42停止充气，以使气囊3保持既定的浮力，以使排涝机器人不再上升。当需要下降排涝机器人的高度时，通过排气阀将气囊3进行放气，以使减少气囊3的浮力，当排涝机器人下降至预定高度时关闭排气阀，以使排涝机器人不再下沉，通过排气阀和气泵42的设置能够实现排涝机器人在水中的上升和下降，当排涝机器人遇到障碍物时，能够通过气囊3的充放气进行升降以避开地面的障碍物，当需要将排涝机器人浮上水面时，只需要将气囊3充满气即可，以此避免以往需要人工拉索并在拉索上悬挂气囊3的方式，其次，本申请通过控制气囊3充放气实现排涝机器人在水中潜行、悬停、浮停等不同的作业状态，以满足搜救、排涝等不同的前线救援需求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种排涝机器人，其特征在于，包括：底盘、气囊、设置在所述底盘上的排水机构、设置在所述底盘上的照明系统、设置在所述底盘上的动力系统、用于对所述气囊充放气的充放气机构、设置在所述底盘上并用于驱动所述底盘移动的行走机构；

所述充放气机构包括：气泵以及排气阀；所述动力系统分别与所述照明系统、所述气泵以及所述行走机构电连接；所述气泵通过充气管与所述气囊相连通；所述排气阀设置在所述气囊上，所述气囊通过打开状态下的所述排气阀与外部环境相连通；所述充气管上设置有单向阀，所述单向阀阻断所述气囊的气体流向所述气泵。

2.根据权利要求1所述的排涝机器人，其特征在于，所述动力系统为蓄电池。

3.根据权利要求2所述的排涝机器人，其特征在于，还包括：密封舱；所述密封舱罩设在所述蓄电池的外侧。

4.根据权利要求3所述的排涝机器人，其特征在于，还包括：第一保护层、第二保护层以及惰性气瓶；所述第一保护层罩设在所述蓄电池的外侧；所述第二保护层罩设在所述第一保护层的外侧；所述第一保护层与所述蓄电池之间填充有绝缘胶；所述第一保护层和所述第二保护层之间的空间与所述惰性气瓶相连通。

5.根据权利要求1所述的排涝机器人，其特征在于，所述排水机构设置下底盘正下方位置。

6.根据权利要求1所述的排涝机器人，其特征在于，所述照明系统包括：驱动机构、第一支撑杆、滑动杆以及照明灯具；所述第一支撑杆的一端与所述底盘相铰接，所述滑动杆滑设于所述第一支撑杆内；所述照明灯具设置在所述滑动杆上；所述驱动机构用于驱动所述滑动杆沿所述第一支撑杆滑动。

7.根据权利要求1所述的排涝机器人，其特征在于，所述排水机构包括：水泵、软管、进水管、用于驱动所述水泵升降的升降机构；所述底盘的底部具有安装槽；所述进水管设置在所述安装槽内；所述升降机构设置在所述底盘内；所述软管的一端与所述水泵相连通，所述软管的另一端与所述进水管相连通。

8.根据权利要求1所述的排涝机器人，其特征在于，所述行走机构包括：驱动电机、第一传动轴、第二传动轴、离合器、螺旋桨、第一齿轮、第二齿轮、两个主动轮、两个从动轮；两个所述主动轮通过所述第一传动轴同轴连接，两个所述从动轮通过所述第二传动轴同轴连接，所述第一齿轮套设在所述驱动电机的输出轴上，所述第二齿轮套设在所述第一传动轴上，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合连接；

其中，所述螺旋桨通过轴体转动设置在所述底盘上，所述螺旋桨与所述第一齿轮通过离合器连接，当所述离合器合上时，所述螺旋桨与所述第一齿轮跟随转动，以此实现所述底盘在水中移动。

9.根据权利要求1所述的排涝机器人，其特征在于，还包括：保护座；所述保护座设置在所述底盘上；所述保护座与所述底盘围合形成腔室；所述气囊设置在所述腔室内。

10.根据权利要求1所述的排涝机器人，其特征在于，还包括：浮球和控制器；所述控制器分别与所述排水机构、照明系统、动力系统、气泵、行走机构电连接；所述浮球通过绳子与所述底盘连接；所述控制器设置在所述浮球上。