CN209422822U - 一种消防灭火机器人用水带随向位移机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种消防灭火机器人用水带随向位移机构，由水带随向移动机构与水带随向摆动机构组成。多个水带随向移动机构分别安装在消防水带卡箍上，多个水带随向摆动机构分别安装在卡箍间的消防水带上，可以实现随向位移机构与消防水带之间抱紧，在充满水的消防水带拖运过程中，使得充满水的消防水带与地面之间的摩擦由滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而提高消防灭火机器人在消防灭火进程中位置变换和快速部署性能。并且本实用新型与消防水带卡箍和消防水带自身的快速卡紧和拆卸，节省现场设备部署时间，提高消防灭火现场的效率。

Description

一种消防灭火机器人用水带随向位移机构

技术领域

本实用新型属于消防机器人技术领域，具体是一种消防灭火机器人用水带随向位移机构。

背景技术

每年火灾、化学危险品和放射性物质等泄露及燃烧、爆炸、坍塌事故，给人民群众的生命安全和财产造成巨大损失。消防人员在高危火场等事故现场救援或勘察中存在许多劣势，比如，在面临易燃易爆气体、有毒有害、高温浓烟等灾害情况时，容易给消防员带来中毒、烧伤甚至死亡威胁，所以现在越来越多的消防机器人逐渐代替人工在火灾等现场作业。火灾等场景下现场下，消防机器人上方设置有水炮，水炮后方留有水带接口，通过拖动未充水的水带进入救援区域，消防机器人进入到制定区域后，通过控制消防车高压泵开关实现水流喷射灭火功能。

投入使用的消防机器人具备较大载荷能力，可代替消防员拖动充满水的消防水带前进，摘掉水带后可替代消防人员进入高温、易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行灭火、洗消、排烟、照明、侦查以及数据采集、处理、反馈等，可有效解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以利用其进行先期压制，并根据其反馈结果，及时对灾情做出科学判断，从而对灾害事故现场工作做出正确、合理地决策，消防机器人的应用显著提高了处理恶性事故的能力并大大减少了人员的伤亡。

消防灭火机器人拖动充满水的消防水转弯时，在运动摩擦机理上，此时整条消防水带看成一个负载，而机器人履带和轮系系统相对地面的摩擦力一定，机器人转向时实质受到后方整条水带与地面的摩擦力，机器人履带和轮系系统需克服转向力矩方可实现转弯；但是由于后方整条水带摩擦力大且力臂较长，这对前方紧靠两条履带或轮系系统与地面的摩擦力远远不够。

针对国内外尚未见为提高消防灭火机器人在灭火进程中实现转弯和高机动灵活位置变换的方案或产品，尤其是国内消防机器人技术研究领域，均从提升消防灭火机器人载荷能力方面入手，拟解决消防灭火机器人在拖动水带时的载荷性能，但是这类方案对提升灭火机器人在灭火进程中拖动充满水的水带进行转弯来讲，并不合适。

申请号为201810644499.8的实用新型专利公开了一种智能消防灭火机器人，包括灭火机构和行走机构两大主要机构，灭火机构采用两个回转台分别控制横向和纵向喷射方向，行走机构采用关节履带式结构，越障能力强，能够适应不同环境的路面，此。该专利拟通过关节履带结构实现增加机器人与地面摩擦，进而提升机器人爬坡越障和带负载能力。申请号为201810638538.3的实用新型专利公开了一种液压驱动的智能消防灭火侦察机器人，包括：车体组件、液压动力系统、消防灭火系统、侦察系统及控制系统；车体组件包括机架和行走机构；液压动力系统通过液压来驱动行走机构运动；消防灭火系统与消防水带可拆卸连接，用于喷射灭火介质。通过液压动力系统同样可提高机器人带负载拖动消防水带的能力。类似的专利还有：申请号为201810635303.9的专利：一种消防灭火侦察防爆机器人；申请号为201510548758.3的实用新型专利：消防机器人；申请号为201610995648.6的实用新型专利：一种用于消防灭火的机器人等。

总的来说，目前尚未见针对消防灭火机器人在拖动充满水的消防水带负载下，实现灵活转弯、转向，从而完成机器人快速灭火位置变换和部署的相关机构或方案。

发明内容

本实用新型的目的是为了提高消防灭火机器人在消防灭火进程中位置变换和快速部署性能，提供一种消防灭火机器人用水带随向位移机构，通过设置消防灭火机器人用水带随向位移机构，实现消防灭火机器人在拖动充满水的消防水带负载下，灵活转弯、转向，提升机器人快速灭火位置变换和部署效率。

本实用新型为解决其技术问题采用的技术方案是：一种消防灭火机器人用水带随向位移机构由水带随向移动机构和水带随向摆动机构组成。

水带随向移动机构数量为多个，分别逐个安装在消防水带卡箍上。水带随向移动机构由随向移动本体、随向移动转轴、随向移动卡扣以及随向移动轮系组成。

随向移动本体外部为空心圆结构，分为左、右两段环状柱面结构的移动卡环，即左随向移动卡环、右随向移动卡环。随向移动本体内部两侧设置有挡板，挡板中间设置透孔，透孔的直径大于充满水的消防水带直径，小于消防水带卡箍外径。挡板数量为四套，相对于移动本体呈左右对称、前后对称放置，其中左右对称的两套分别设置在消防水带卡箍外沿两侧。随向移动本体两端设置有加强筋，可以增加随向移动机构的机械强度，并且在突出结构外缘设置移动轮系，实现与地面滚动接触。

随向移动转轴由转轴主体、转轴连接片、轴承组成，随向移动转轴位于随向移动本体下端，呈现交叉转轴结构。转轴主体通过轴承与片状转轴连接片相连接。转动转轴主体，可以使左随向移动卡环与右随向移动卡环张开或闭合，实现安装在消防水带卡箍的功能。

随向移动卡扣由卡扣拉杆、卡爪、环形卡扣和释放压杆组成。卡扣拉杆为条状结构，前端连接在左随向移动卡环上端面，后端连接固定卡爪。卡爪为方体结构，内壁设置有倾斜角度，安装在卡扣拉杆后端面上，环形卡扣为环形主体结构，内部中空，安装在随向移动本体的右随向移动卡环上端面上，其内部前端面设置有突起，当卡爪插入环形卡扣，依靠该突起可扣紧卡爪，实现左随向移动卡环与右随向移动卡环间的卡紧和张开功能。释放压杆为柱形结构，下端底面设置有直径稍大的圆环挡块，设置并贯穿至环形卡扣上端面处，当卡爪插入环形卡扣后，通过下压释放压杆，可实现圆环挡块对卡爪的下压功能，从而实现对卡爪、环形卡扣的分离功能，进而完成左随向移动卡环、右随向移动卡环分离功能，最终实现将水带随向移动机构快速从消防水带卡箍上取下或更换。

随向移动轮系由滚珠矩阵与滚珠套环组成，均匀地安装在加强筋的外端面上，滚珠矩阵包含多颗滚珠，分别安装在滚珠套环上，实现滚珠矩阵相对滚珠套环的滚动运动作用。

水带随向摆动机构数量为多个，分别逐个安装在消防水带两端卡箍间消防水带上。水带随向摆动机构由随向摆动本体、随向摆动转轴、随向摆动卡环以及随向摆动轮系组成。

随向摆动本体外部为空心圆结构，分为左、右两段环状柱面结构的摆动卡环，即左随向摆动卡环、右随向摆动卡环。左随向摆动卡环与右随向摆动卡环组成的内部空间直径小于消防水带充满水后的外径，进一步提高系统与消防水带的结合紧密度。随向摆动本体两侧还设置有扩展卡环，扩展卡环同样分为左右两段结构，以实现包裹消防水带。在左随向摆动卡环、右随向摆动卡环内壁上还设置有颗粒状的突起橡胶粒，用以增加随向摆动本体与消防水带的静摩擦力。

随向摆动转轴与随向移动转轴构造和功能相同，同样为交叉转轴结构，包括转轴主体、转轴连接片和轴承等结构，通过转轴主体相对转轴连接片转动，从而实现左随向摆动卡环、右随向摆动卡环之间的张开或闭合功能，从而实现安装在消防水带上。

随向摆动卡扣与随向移动卡扣构造和功能相同，包括卡扣拉杆、卡爪、环形卡扣、释放压杆结构，主要实现左随向摆动卡环、右随向摆动卡环间的卡紧和张开功能，从而实现对消防水带的抱紧和拆卸功能。

随向摆动轮系与随向移动轮系功能和结构相同，包括滚珠矩阵、滚珠套环，滚珠矩阵通过滚珠套环安装在随向摆动本体中央外端面上，实现随向摆动本体带动消防水带相对地面的滚动功能。

本实用新型具有以下有益效果：

1)通过使用水带随向移动机构和水带随向摆动机构，分别实现消防水带卡箍以及所连接的消防水带与地面的静摩擦力变为动摩擦力，降低摩擦系数，使消防水带更容易相对地面移动。消防灭火机器人即使带动后方充满水的消防水带也可实现快速转弯，有利于提高机器人快速位置部署能力，提高消防灭火效率。

2)采用随向摆动卡环结构，实现水带随向移动机构和水带随向摆动机构与消防水带卡箍和消防水带自身的快速卡紧和拆卸，节省现场设备部署时间，提高消防灭火现场设备安装和部署效率，消防灭火机器人工作效率提升，大大降低火场损失。

附图说明

图1为本实用新型消防灭火机器人用水带随向位移机构的水带随向移动机构立体结构示意图；

图2为水带随向移动机构的主视结构示意图；

图3为水带随向移动机构的左视结构示意图；

图4为水带随向移动机构的俯视结构示意图；

图5为水带随向移动机构的仰视结构示意图；

图6为本实用新型消防灭火机器人用水带随向位移机构的水带随向摆动机构立体结构示意图；

图7为水带随向摆动机构的主视结构示意图；

图8为水带随向摆动机构的左视结构示意图；

图9为水带随向摆动机构的俯视结构示意图；

图10为水带随向摆动机构的仰视结构示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型一种消防灭火机器人用水带随向位移机构，包括：水带随向移动机构1、水带随向摆动机构2。

如图1-5所示，水带随向移动机构1数量为多个，分别逐个安装在消防水带卡箍上，水带随向移动机构1由随向移动本体11、随向移动转轴12、随向移动卡扣13、随向移动轮系14组成。

随向移动本体11外部为空心圆筒结构，分为两段对称构造，并且均为环形柱面结构，分别为：左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b。随向移动本体11内部两侧设置有挡板11c，挡板11c中央设置有透孔11d，透孔11d直径大于消防水带充满水的直径，小于消防水带卡箍外径。挡板11c数量为四套，相对随向移动本体11呈左右对称、前后对称放置，其中左右对称的两套分别设置在消防水带卡箍外沿两侧。随向移动本体11两端设置有加强筋11e，功能有两种：1)加强水带随向移动机构1机械强度；2)突出结构外缘设置随向移动轮系14，能够较好地实现与地面滚动接触。

随向移动转轴12为交叉转轴结构，包括转轴主体12a、转轴连接片12b和轴承12c。转轴主体12a通过轴承12c连接转轴连接片12b。转轴主体12a横向放置，转轴连接片12b为片状结构，两侧分别固定在随向移动本体11下端。通过转轴主体12a相对转轴连接片12b转动，从而实现左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b间张开或闭合，最终实现安装在消防水带卡箍的功能。

随向移动卡扣13主要实现左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b间的卡紧和张开功能，随向移动卡扣13包括：卡扣拉杆13a、卡爪13b、环形卡扣13c、释放压杆13d。卡扣拉杆13a为条状结构，前端连接随向移动本体11的左随向移动卡环11a上端面上，后端连接固定卡爪13b。卡爪13b为方体结构，内壁设置有倾斜角度，安装在卡扣拉杆13a后端面上，环形卡扣13c为环形主体结构，内部中空，安装在随向移动本体11的右随向移动卡环11b上端面上，其内部前端面设置有突起，当卡爪13b插入环形卡扣13c，依靠该突起可扣紧卡爪13b，从而实现对卡爪13b及卡扣拉杆13a的锁死，进而实现对左随向移动卡环11a和右随向移动卡环11b的扣紧功能。释放压杆13d为柱形结构，下端底面设置圆环挡块，设置并贯穿至环形卡扣13c上端面处，当卡爪13b插入环形卡扣13c后，通过下压释放压杆13d，可实现圆环挡块对卡爪13b的下压功能，从而实现对卡爪13b、环形卡扣13c的分离功能，进而完成左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b分离功能，最终从而实现将水带随向移动机构1快速从消防水带卡箍上取下或更换。

随向移动轮系14主要实现水带随向移动机构1带动消防水带上的卡箍相对地面的滚动功能，随向移动轮系14包括：滚珠矩阵14a、滚珠套环14b。滚珠矩阵14a包含多颗滚珠，分别安装在滚珠套环14b上，实现滚珠矩阵14a相对滚珠套环14b的滚动运动作用。滚珠矩阵14a和滚珠套环14b的数量均为多套，且一一配合，滚珠套环14b均匀安装固定在加强筋11e的外端面上。

如图6-10所示，水带随向摆动机构2数量为多个，分别逐个安装在消防水带两端卡箍间消防水带上。水带随向摆动机构2由随向摆动本体21、随向摆动转轴22、随向摆动卡环23、随向摆动轮系24组成。

随向摆动本体21外部为空心圆筒结构，同样分为两段对称构造，且均为环形柱面结构，分别为：左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b。由左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b组成的内部空间直径小于消防水带充满水后的外径，以提高系统与消防水带的结合紧密度。随向摆动本体21两侧还设置有扩展卡环21c，扩展卡环21c同样分为左右两段结构，用以实现包裹消防水带。在左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b内壁上还设置有颗粒状的突起橡胶粒21d，用以增加随向摆动本体21与消防水带的静摩擦力。

随向摆动转轴22与随向移动转轴12构造相同，同样为交叉转轴结构，包括转轴主体12a、转轴连接片12b和轴承12c，通过转轴主体12a相对转轴连接片12b转动，实现左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b之间的张开或闭合功能，从而实现安装在消防水带上。

随向摆动卡环23与随向移动卡扣13构造和功能相同，主要实现左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b间的卡紧和张开功能，同样包括卡扣拉杆13a、卡爪13b、环形卡扣13c、释放压杆13d结构，从而完成左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b间的锁死和打开功能，进而实现对消防水带的抱紧和拆卸功能。

随向摆动轮系24与随向移动轮系14功能和结构相同，实现随向摆动本体21带动消防水带相对地面的滚动功能。结构包括滚珠矩阵14a、滚珠套环14b，不同的是滚珠矩阵通过滚珠套环安装在随向摆动本体21中央外端面上。

本实用新型通过以下步骤或者方式实现水带随向移动机构1与水带随向摆动机构2布置与拆卸过程。

水带随向移动机构1的布置过程为：消防人员将左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b掰开，将随向移动本体11卡入消防水带卡箍中，且挡板11c处于卡箍两侧，然后用力推动左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b使其向闭合方向靠近，使卡扣拉杆13a带动卡爪13b插入环形卡扣13c内，此时左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b两段结构互相扣紧，实现对消防水带卡箍的抱紧。

水带随向移动机构1的拆卸过程为：消防人员按下释放压杆13d，释放压杆13d下压卡爪13b，从而卡爪13b从环形卡扣13c中分离，此后掰动左随向移动卡环11a、右随向移动卡环11b两段结构，可实现水带随向移动机构1与消防水带卡箍的分离。

水带随向摆动机构2的布置过程为：消防人员将左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b掰开，将随向摆动本体21卡入消防水带合适的位置，然后用力推动随向摆动本体21并使左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b向闭合方向靠近，最终使得通过随向摆动卡环23实现左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b对消防水带的抱紧功能。

水带随向摆动机构2的拆卸过程为：消防人员通过按压随向摆动卡环23实现左随向摆动卡环21a、右随向摆动卡环21b的分离，从而实现与消防水带的分离。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，由水带随向移动机构和水带随向摆动机构组成，所述水带随向移动机构数量为多个，分别逐个安装在消防水带卡箍上；所述水带随向摆动机构数量为多个，分别安装在卡箍间的消防水带上。

2.如权利要求1所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述水带随向移动机构由随向移动本体、随向移动转轴、随向移动卡扣、随向移动轮系组成，随向移动轮系设置于随向移动本体的外壁上，随向移动本体的底部设有随向移动转轴，顶部设有随向移动卡扣。

3.如权利要求2所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述随向移动本体包括左随向移动卡环和右随向移动卡环，左随向移动卡环和右随向移动卡环对称设置，随向移动本体内部两侧设置有中间带透孔的挡板，随向移动本体两端设置有加强筋。

4.如权利要求1-3任一所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述水带随向摆动机构由随向摆动本体、随向摆动转轴、随向摆动卡环、随向摆动轮系组成，随向摆动轮系设置于随向摆动本体的外壁上，随向摆动本体的底部设有随向摆动转轴，顶部设有随向摆动卡环。

5.如权利要求4所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述随向摆动本体包括对称设置的左随向摆动卡环和右随向摆动卡环，随向摆动本体两侧设置有扩展卡环，左随向摆动卡环、右随向摆动卡环内壁上设置有颗粒状的突起橡胶粒。

6.如权利要求4所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述随向移动转轴和随向摆动转轴均由转轴主体、转轴连接片、轴承组成，转轴主体通过轴承与转轴连接片相连接。

7.如权利要求4所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述水带随向移动机构的随向移动卡扣以及水带随向摆动机构的随向摆动卡环均由卡扣拉杆、卡爪、环形卡扣、释放压杆组成。

8.如权利要求7所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述随向移动卡扣的卡扣拉杆的前端连接左随向移动卡环，后端连接固定卡爪，卡爪内壁设置有倾斜角度；环形卡扣安装在随向移动本体的右随向移动卡环上端面上，并且内部前端面设置有突起；释放压杆下端底面设置有圆环挡块，并且贯穿至环形卡扣上端面；

所述随向摆动卡环的卡扣拉杆的前端连接左随向摆动卡环，后端连接固定卡爪，卡爪内壁设置有倾斜角度；环形卡扣安装在随向摆动本体的右随向摆动卡环上端面上，并且内部前端面设置有突起；释放压杆下端底面设置有圆环挡块，并且贯穿至环形卡扣上端面。

9.如权利要求4所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述随向移动轮系和随向摆动轮系均由滚珠矩阵、滚珠套环组成，滚珠矩阵包含多颗滚珠，分别安装在滚珠套环上，滚珠矩阵和滚珠套环的数量均为多套，且一一配合。

10.如权利要求9所述的消防灭火机器人用水带随向位移机构，其特征是，所述随向移动轮系的滚珠套环均匀地安装在加强筋的外端面上，随向摆动轮系的滚珠套环安装在随向摆动本体的外端面上。