CN204182061U - 机械臂排障灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械臂排障灭火机器人，包括带有行走机构的车体，与车体连接且带有动力机构的机械臂、设置在车体上的避障传感器、火焰传感器以及与动力机构、避障传感器、火焰传感器连接的主控模块、灭火器，其特征是：还设置有气体传感器、监控摄像头和无线供电装置，气体传感器通过伸缩杆与车体连接；监控摄像头通过带旋转机构的摄像头转台设置在车体上；无线供电装置分别设置在车体底部和后面；机械臂通过液压轴与电机连接；灭火罐设置在车体内，分别与电机的动力输出轴和设置在车体上的灭火喷头相连。本实用新型可有效的克服现有技术的不足，实现现场实时监控，操作简单，使用方便。能自动火源定位与避障，机器人越障能力强，灭火效率高。

Description

机械臂排障灭火机器人

技术领域

本实用新型涉及消防装置，具体是一种机械臂排障灭火机器人。

背景技术

目前，由于大火引起的房屋局部倒塌、其他物体引起火灾现场的道路障碍，导致火灾环境十分恶劣，消防人员将面临着人身安全问题，所以需要一种智能，高效的机器人来完成。现有灭火机器人存在很多不足，例如：不够智能，大多采用轮式结构，越障排障能力不强，灭火灵活性较弱。

为此，中国专利CN102513987B公开了一种智能消防救援机器人，该机器人包括带有行进机构的车体，以及与该车体铰接的带有动力机构的机械臂，所述的车体顶面安装有用于放置灭火器的固定架，机械臂上设有温度传感器和火焰传感器，所述车体上设有用于感应障碍物的避障模块，行进机构带有驱动电机，所述的驱动电机、温度传感器、火焰传感器、避障模块以及机械臂的动力均接入主控模块，该主控模块连接有用于无线通信的无线收发模块。这种结构的救援机器人虽能在无人操作的状态下，协助甚至代替消防人员进入火灾现场进行灭火作业，或在事故现场进行搜救工作，但由于机械臂采用步进电机来控制其伸缩，承载能力小，且在救援过程中不能探测空气各气体成分含量，电池使用时间短，从而导致机器人适应环境能力较弱，仍不能满足救援需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服现有灭火机器人的不足, 而提供一种操作简单，使用方便，灭火效率较高的机械臂排障灭火机器人。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种机械臂排障灭火机器人，包括带有行走机构的车体，与车体连接且带有动力机构的机械臂、设置在车体上的避障传感器、火焰传感器以及与动力机构、避障传感器、火焰传感器连接的主控模块、灭火器，与现有技术不同的是：

还包括气体传感器、监控摄像头和无线供电装置，气体传感器通过伸缩杆与车体连接；监控摄像头通过带旋转机构的摄像头转台设置在车体上；无线供电装置分别设置在车体底部和后面；机械臂通过液压轴与电机连接，液压轴通过液压控制装置控制机械臂运动；灭火罐设置在车体内，分别与电机的动力输出轴和设置在车体上的灭火喷头相连。

所述气体传感器可在垂直方向上进行伸缩，探测火灾现场的各种气体及气体浓度，如：氧气、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢、氧化亚氮、天然气、液化石油气。

所述无线供电装置内包括无线充电模块和与无线充电模块连接的蓄电池，为现有技术。

所述无线供电装置不仅可在平时使用时无线充电，也可在火灾现场等特定场合的一定距离内进行无线充电，辅助延长使用时间，从而延长机器人现场续航能力。

所述灭火喷口为带旋转机构的喷口，即可在水平面内左右旋转，也可在铅锤面内上下往复摆动。

所述机械臂通过电机和液压轴的控制，实现机械臂全方位的运动排障。

所述监控摄像头可将火灾现场环境图像无线传输给监控中心。

所述避障传感器为超声波发射器和超声波接收器，通过超声波发射器发射反弹回来的声波传给超声波接收器接受，判断前方障碍物距离。

本发明灭火机器人采用大容量蓄电池提供动力，可确保机器人能够活动灵活，不受到供电线长短的限制。

本实用新型可有效的克服现有技术的不足，实现现场实时监控，操作简单，使用方便。能自动火源定位与避障，机器人越障能力强，灭火效率高。

附图说明

图1、2为本实用新型灭火机器人的结构示意图。

图中：1.超声波发射器  2.超声波接收器  3.火焰传感器  4.灭火转台  5.灭火喷头  6.摄像头转台，7.监控摄像头，8.履带轮  9.转盘  10.第一液压轴  11.第二液压轴  12.第三液压轴  13.机械爪  14.伸缩天线  15.气体传感器  16.第一无线供电装置  17.无线供电装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述。

实施例：

参照图1、2，本实用新型一种机械臂排障灭火机器人，由车体、履带轮8，设在车体上方的灭火转台4、摄像头转台6和机械臂及其转盘9组成，在车体前端分别设有超声波发射器1和超声波接收器2，在超声波传感器1上设有带红外线感应的火焰传感器3，车体内部设有储存泡沫灭火器，灭火器的开启装置电磁阀与内部控制模块电路相连，履带轮8分别设置在车体下部两侧，由车体内部的电机驱动，带旋转机构的灭火转台4和灭火喷头5设置在车体上部前方，在车体上设有带旋转机构的摄像头转台6和监控摄像头7，带旋转机构的转盘9设置在车体上方，各旋转机构分别通过步进电机控制旋转；机械臂一端通过第二液压轴11、第一液压轴10与车体内的液压控制装置连接，另一端通过第三液压轴12与机械爪13连接，通过液压轴的伸缩来控制机械臂和机械爪13伸展，在车体上带可控伸缩天线机构的伸缩天线14顶端设有气体传感器15，车体供电充电通过分别设置在车底和车后的第一无线供电装置16和第二无线供电装置17提供，第一无线供电装置16和第二无线供电装置17内分别设有无线充电模块和与无线充电模块连接的蓄电池，车体后部设有控制开关。

车体内部设有主控芯片和蓄电池，主控芯片与第一超声波传感器1、第二超声波传感器2、火焰传感器3、电机、蓄电池，第一液压轴10、第二液压轴11、第三液压轴12、监控摄像头7、伸缩天线14，气体传感器15，第一无线供电装置16和第二无线供电装置17连接。

工作时，超声波发射器1发出超声波，超声波接收器2负责接收反射回来的声波，数据传输给主控芯片进行数据分析；火焰探测器3探测火焰，将数据传送给主控芯片进行数据分析；数据经过主控芯片分析后，主控芯片控制灭火转台4与灭火喷头5，灭火转台4与灭火喷头5通过不同的步进电机控制，分别实现水平转动和上下摆动，实现对火源的精确定位灭火；摄像头转台6与监控摄像头7通过不同的步进电机控制，分别实现水平转动与上下摆动，来实现对火灾现场监控；机械臂转台9通过步进电机控制来实现水平360度转动，主控芯片通过控制第一液压轴10、第二液压轴11、第三液压轴12的伸缩来控制机械臂运动，从而将障碍物移开。机械爪13上设有压力传感器，实现准确抓住重物将其提起。履带轮8分别用不同的直流电机控制，通过控制两轮不同的转速快慢，来实现机器人的左右前进。伸缩天线14可以根据主控芯片控制伸缩不同高度，从而使气体传感器15探测到不同高度中的气体成分含量。第一无线供电装置16和第二无线供电装置17可在平时进行无线充电，或者火灾现场进行无线充电间接延长使用时间。

本实用新型灭火机器人以ARM9为主控模块，通过ARM9编程即可实现对其他模块进行输入输出控制。系统将通过火焰传感器实时对火源进行检测，判断有无以及进行火源定位，然后通过控制电机驱动模块驱动电机靠近火源，步进电机的转动讲喷头转向火源，并进行灭火操作，本系统采用泡沫灭火方式。在灭火机器人行进过程中，ARM9控制避障模块对前进方向进行障碍物检测，如有障碍物可避开绕行或者将障碍物移开进行避障。在整个系统工作过程中，将实时显示当前环境温度、当前空气中各有害气体含量和当前时间和当前环境影像传输到监控中心，当前温度采用温度传感器提供，当前时间则用时钟芯片进行计时，当前影像通过摄像头图像处理模块将影像无线传输，机器人可由车底无线供电装置进行充电，机器人作业时可由车后无线供电装置进行辅助充电，延长使用时间。

本实用新型灭火机器人可切换人工控制模式，人工控制模式可使控制人员操控灭火机器人来灭火或排障，以应对机器人自动模式无法应对的情况。

Claims (3)

1.一种机械臂排障灭火机器人，包括带有行走机构的车体，与车体连接且带有动力机构的机械臂、设置在车体上的避障传感器、火焰传感器以及与动力机构、避障传感器、火焰传感器连接的主控模块、灭火器，其特征是：

还设置有气体传感器、监控摄像头和无线供电装置，气体传感器通过伸缩杆与车体连接；监控摄像头通过带旋转机构的摄像头转台设置在车体上；无线供电装置分别设置在车体底部和后面；机械臂通过液压轴与电机连接；灭火罐设置在车体内，分别与电机的动力输出轴和设置在车体上的灭火喷头相连。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征是：所述灭火喷头为带旋转机构的喷口。

3.根据权利要求1所述的机器人，其特征是：所述机械臂通过带旋转机构的转盘设置在车体上，与步进电机连接。