CN205216018U - 自平衡智能灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自平衡智能灭火机器人，包括车体，设置在车体内部的控制系统，设置在车体两侧的行走机构，位于车体上部的管路机构，以及与所述管路机构相连的喷水机构,车体前端设置翻转机构，翻转机构包括转盘及驱动转盘的驱动轴，以及沿转盘圆周设置的若干电磁铁及与电磁铁数量对应的转臂，所述转臂内设置伸缩杆，所述的伸缩杆由伸缩前杆、伸缩后杆组成，所述的伸缩后杆与转臂的前端之间设置第一弹簧，所述的第一弹簧套装在伸缩前杆上，所述的伸缩后杆后端连接一永磁体，永磁体与电磁铁相对面极性相同，所述的车体后端设置若干支腿机构，以及驱使支腿机构抬起或放下的驱动机构和连杆机构。该灭火机器人既可自由行走又能稳固作业的灭火机器人，并且，车体倾覆后，能够使车体自动复位，继续完成消防救火工作，提高灭火效率。

Description

自平衡智能灭火机器人

技术领域

本实用新型涉及自平衡智能灭火机器人，属于消防设备技术领域。

背景技术

灭火机器人又叫消防机器人，其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。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。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。

火灾是最经常、最普遍地威胁公众财产和生命安全的灾害之一，城市建设中，各种石油化工企业不断增多，城市煤气管网化，导致火灾发生频繁、危害性大。消防队员在灭火过程中，由于环境复杂多变，经常造成人员伤亡，损失巨大。

目前，灭火机器人被越来越多的用于执行消防灭火任务，现有的消防机器人多具有防倾覆装置，特别是在爬楼梯等过程中能够避免机器人翻倒。然而，火灾现场的环境复杂多变，消防机器人仍然会发生倾覆、侧翻等现象，而现有的消防机器在倾覆后不能自动翻转，影响火灾的扑灭工作。此外，灭火机器人在向外高压喷水时，通常会对灭火机器人产生一个反冲力。灭火机器人在反冲力的作用下，容易发生移动。移动后的灭火机器人，无法对指定地点的火灾进行有效灭火，从而导致灾情不能快速有效得到控制。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种既可自由行走又能稳固作业的灭火机器人，并且，车体倾覆后，能够使车体自动复位，继续完成消防救火工作，提高灭火效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

自平衡智能灭火机器人，包括车体，设置在车体内部的控制系统，设置在车体两侧的行走机构，位于车体上部的管路机构，及与所述管路机构相连的喷水机构,其特征在于：车体前端设置翻转机构，翻转机构包括转盘及驱动转盘的驱动轴，以及沿转盘圆周设置的若干电磁铁及与电磁铁数量对应的转臂，所述转臂内设置伸缩杆，所述的伸缩杆由伸缩前杆、伸缩后杆组成，所述的伸缩后杆与转臂的前端之间设置第一弹簧，所述的第一弹簧套装在伸缩前杆上，所述的伸缩后杆后端连接一永磁体，永磁体与电磁铁相对面极性相同，所述的车体后端设置若干支腿机构，以及驱使支腿机构抬起或放下的驱动机构和连杆机构。

作为上述技术方案的改进，所述支腿机构包括支撑杆和支撑轮，所述支撑轮安装在所述支撑杆的一端，所述支撑杆的另一端与所述连杆机构相连接。

作为上述技术方案的改进，所述驱动机构为气缸，所述气缸的进水口与管路机构的出水口相连通，气缸活塞杆与连杆机构相连接。

作为上述技术方案的改进，所述连杆机构包括传动杆和连接杆，所述传动杆的一端与驱动机构传动连接，所述传动杆的另一端与连接杆固接，所述连接杆可转动地安装在车体上，所述支撑杆的另一端固接在所述连接杆上。

作为上述技术方案的改进，所述连杆机构还包括拉杆和第二弹簧，所述拉杆的一端固定在车体上，所述拉杆的另一端与第二弹簧连接，所述第二弹簧的另一端固定在连接杆上，所述传动杆通过接头与驱动机构传动连接，传动杆与接头的一端铰接，接头的另一端与驱动机构固接。

作为上述技术方案的改进，所述管路机构包括进水管路和自保管路，所述进水管路的入水口与外部供水管相连通，所述自保管路的进水口与进水管路的出水口相连通；所述自保管路包括若干条自保支路，每条自保支路的出水口处均安装有喷头。

作为上述技术方案的改进，所述伸缩前杆前端具有直角折弯，所述的直角折弯外侧面设置锯齿。

作为上述技术方案的改进，所述车体两侧设有辅助支撑机构，辅助支撑机构包括固定座、展臂及电缸，展臂上端铰接在固定座上，展臂下端连接一水平支撑体，电缸一端与固定座连接，其另一端连接展臂。

作为上述技术方案的改进，所述车体底部设有翻转角度定位装置，翻转角度定位装置包括定位盘、重力锤，定位盘上设有基准点，重力锤上端设有角度传感器。

本实用新型的有益效果是：

当车体倾覆时，车体内部的控制系统发信号给翻转机构，使得电磁铁通电产生磁力，电磁铁与永磁体同极相斥，永磁体推动伸缩杆向外伸出，伸缩前杆前端与地面接触，驱动轴带动转盘旋转，转盘带动伸缩杆转动，从而使倾覆的车体逐步翻转复位。当车体完成复位后，电磁铁断电，在第一弹簧的弹力作用下，伸缩杆向内收缩，此时，伸缩前杆前端脱离地面，从而实现车体的自动复位。而通过设置若干支腿机构，以及驱使支腿机构抬起或放下的驱动机构和连杆机构，实现了灭火机器人不仅能自由移动，而且在作业时能稳固定位，可有效解决灭火机器人在向外高压喷水时，产生的反冲力导致灭火机器人移位的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型的灭火机器人具体实施方式的结构示意图；

图2为本实用新型的辅助支撑机构具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

请参阅附图1和图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及其他用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1和图2所示，本实用新型提供自平衡智能灭火机器人，包括车体1，车体1两侧设有行走机构3，车体1上部设有与管路机构相连的喷水机构2,车体1前端设置翻转机构4，翻转机构4包括转盘（图中未示出）及驱动转盘的驱动轴（图中未示出），沿转盘圆周设有若干电磁铁（图中未示出）及与电磁铁数量对应的转臂（图中未示出），每一转臂内设置伸缩杆（图中未示出），伸缩杆由伸缩前杆（图中未示出）、伸缩后杆（图中未示出）组成，伸缩后杆与转臂前端之间设置第一弹簧，第一弹簧套装在伸缩前杆上，伸缩后杆后端连接一永磁体，永磁体与电磁铁相对面极性相同，车体1后端设置若干支腿机构5，以及驱使支腿机构5抬起或放下的驱动机构和连杆机构。

上述实施例中，当车体1倾覆时，车体1内部的控制系统发信号给翻转机构4，使得电磁铁通电产生磁力，电磁铁与永磁体同极相斥，永磁体推动伸缩杆向外伸出，伸缩前杆前端与地面接触，驱动轴带动转盘旋转，转盘带动伸缩杆转动，从而使倾覆的车体1逐步翻转复位。当车体1完成复位后，电磁铁断电，在第一弹簧的弹力作用下，伸缩杆向内收缩，此时，伸缩前杆前端脱离地面，从而实现车体1的自动复位。而通过设置若干支腿机构5，以及驱使支腿机构5抬起或放下的驱动机构（图中未示出）和连杆机构（图中未示出），实现了灭火机器人不仅能自由移动，而且在作业时能稳固定位，可有效解决灭火机器人在向外高压喷水时，产生的反冲力导致灭火机器人移位的问题。

具体地，所述支腿机构5包括支撑杆和支撑轮（图中未示出），所述支撑轮安装在所述支撑杆的一端，所述支撑杆的另一端与所述连杆机构相连接。所述驱动机构为气缸，所述气缸的进水口与管路机构的出水口相连通，气缸活塞杆与连杆机构相连接。

该实施例中，通过采用气缸作为驱动机构，使所述气缸的进水口与管路机构的出水口相连通时，不仅可利用水压作为气缸的动力，节约能源，同时可确保所述驱动机构对支腿机构5的驱动作用与灭火机器人的作业状态同步，以保证灭火机器人移动和作业的可靠性；具有安全可靠、实用性强等优点，以及对于疑难、危险灾情的快速有效控制的显著性作用。

作为上述实施例的优选方案，所述连杆机构包括传动杆和连接杆，所述传动杆的一端与驱动机构传动连接，所述传动杆的另一端与连接杆固接，所述连接杆可转动地安装在车体1上，所述支撑杆的另一端固接在所述连接杆上。所述连杆机构还包括拉杆和第二弹簧，所述拉杆的一端固定在车体1上，所述拉杆的另一端与第二弹簧连接，所述第二弹簧的另一端固定在连接杆上，所述传动杆通过接头与驱动机构传动连接，传动杆与接头的一端铰接，接头的另一端与驱动机构固接。

上述方案中，气缸在水压的推动下使气缸活塞杆做伸出动作，从而使传动杆被向前推动，由于传动杆的两端位置已限定，故使得传动杆上的作用力被传到连接杆上，使连接杆发生向内转动，从而使得支撑杆被放下，支撑轮与地面接触起支撑作用；另外，由于连接杆发生向内转动时，第二弹簧处于复位状态，可进一步确保支腿机构5完成放下动作；相反，当灭火机器人不作业时，气缸中将没有水压作用，因此气缸活塞杆做复位动作，从而使传动杆被向后拉动，由于传动杆的两端位置已限定，故使得传动杆上的作用力被传到连接杆上，使连接杆发生向外转动，从而使得支撑杆被抬起，支撑轮与地面脱离；另外，由于连接杆发生向外转动时，第二弹簧处于拉伸状态，可进一步确保支腿机构5完成抬起动作，从而不影响灭火机器人的自由行走移动。

作为管路机构的优选方案，所述管路机构包括进水管路和自保管路，所述进水管路的入水口与外部供水管相连通，所述自保管路的进水口与进水管路的出水口相连通；所述自保管路包括若干条自保支路，每条自保支路的出水口处均安装有喷头。设置自保管路的目的是防止灭火机器人自身着火，因此，自保支路最好围绕着车体1的周侧设置，例如：分别设置在车体1前端两侧、车体1后端两侧及车体1中间部两侧，并且使喷头从灭火机器人的周侧向外喷水。

此外，优选的，所述伸缩前杆前端具有直角折弯，所述的直角折弯外侧面设置锯齿。所述车体1两侧设有辅助支撑机构，辅助支撑机构6包括固定座7、展臂8及电缸9，展臂8上端铰接在固定座7上，展臂8下端连接一水平支撑体10，电缸9一端与固定座7连接，其另一端连接展臂8。所述车体1底部设有翻转角度定位装置，翻转角度定位装置包括定位盘、重力锤，定位盘上设有基准点，重力锤上端设有角度传感器。

该实施例中，伸缩前杆前端具有直角折弯，直角折弯外侧面设置锯齿，通过锯齿可以增强对地面的抓取力，使伸缩前杆对地面的抓取牢固。工作时，通过车体1底部的翻转角度定位装置获取车体1的倾斜角度信息，当车体1侧翻超过一定角度时，可判定车体1发生倾覆。此时，控制系统发信号给翻转机构4，电磁铁通电，产生磁力，电磁铁与永磁体同极相斥，永磁体推动伸缩杆向外伸出，伸缩前杆前端与地面接触，驱动轴带动转盘旋转，转盘带动伸缩杆转动，同时，辅助支撑机构6的电缸9动作，根据角度反馈信息，将车体1对应侧的展臂8打开，使得展臂8下端水平支撑体10推向地面，从而使倾覆的车体1逐步翻转复位。当车体1完成复位后，电磁铁断电，在第一弹簧的弹力作用下，伸缩杆向内收缩，此时，伸缩前杆前端脱离地面。同时，电缸9将展臂8收回，车体1继续前行，从而实现车体1的自动复位。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，但本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.自平衡智能灭火机器人，包括车体，设置在车体内部的控制系统，设置在车体两侧的行走机构，位于车体上部的管路机构，以及与所述管路机构相连的喷水机构,其特征在于：车体前端设置翻转机构，翻转机构包括转盘及驱动转盘的驱动轴，以及沿转盘圆周设置的若干电磁铁及与电磁铁数量对应的转臂，所述转臂内设置伸缩杆，所述的伸缩杆由伸缩前杆、伸缩后杆组成，所述的伸缩后杆与转臂的前端之间设置第一弹簧，所述的第一弹簧套装在伸缩前杆上，所述的伸缩后杆后端连接一永磁体，永磁体与电磁铁相对面极性相同，所述的车体后端设置若干支腿机构，以及驱使支腿机构抬起或放下的驱动机构和连杆机构。

2.根据权利要求1所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述支腿机构包括支撑杆和支撑轮，所述支撑轮安装在所述支撑杆的一端，所述支撑杆的另一端与所述连杆机构相连接。

3.根据权利要求2所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述驱动机构为气缸，所述气缸的进水口与管路机构的出水口相连通，气缸的活塞杆与连杆机构相连接。

4.根据权利要求3所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述连杆机构包括传动杆和连接杆，所述传动杆的一端与驱动机构连接，所述传动杆的另一端与连接杆固接，所述连接杆可转动地安装在车体上，所述支撑杆的另一端固接在所述连接杆上。

5.根据权利要求4所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述连杆机构还包括拉杆和第二弹簧，所述拉杆的一端固定在车体上，所述拉杆的另一端与第二弹簧连接，所述第二弹簧的另一端固定在连接杆上，所述传动杆通过接头与驱动机构传动连接，传动杆与接头的一端铰接，接头的另一端与驱动机构固接。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述管路机构包括进水管路和自保管路，所述进水管路的入水口与外部供水管相连通，所述自保管路的进水口与进水管路的出水口相连通；所述自保管路包括若干条自保支路，每条自保支路的出水口处均安装有喷头。

7.根据权利要求1所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述伸缩前杆的前端具有直角折弯，所述的直角折弯外侧面设置锯齿。

8.根据权利要求1所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述车体两侧设有辅助支撑机构，辅助支撑机构包括固定座、展臂及电缸，展臂上端铰接在固定座上，展臂下端连接一水平支撑体，电缸一端与固定座连接，其另一端连接展臂。

9.根据权利要求1所述的自平衡智能灭火机器人，其特征在于：所述车体底部设有翻转角度定位装置，翻转角度定位装置包括定位盘、重力锤，定位盘上设有基准点，重力锤上端设有角度传感器。