CN210502924U - 一种智能消防探险车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能消防探险车，包括底盘、履带轮、探测仪、消防器材箱、机械臂机构、控制系统，底盘与履带轮连接，底盘前端固定有测距传感器、探照灯，底盘上从前至后依次设有摄像头、消防器材箱、电池、机械臂机构；所述的机械臂机构包括电机、大齿轮、小齿轮、旋转盘、机械手、伸缩臂、电机驱动小齿轮，大齿轮与小齿轮相互啮合，大齿轮与旋转盘固定连接，旋转盘上连接有伸缩臂，伸缩臂顶端连接有机械手、探测仪、喷头，喷头通过软管与消防器材箱连接。优点是：帮助消防员极大的避免火灾现场烟雾和有害气体对身体造成的伤害，及早发现消防员不容易到达的地方的被困人员，方便提前实施救助措施。

Description

一种智能消防探险车

技术领域

本实用新型属于探测领域，尤其涉及一种用于探测比较危险现场的智能消防探险车。

背景技术

消防员工作环境恶劣而且危险，经常遇到威胁人的生命安全的重大事故，因此有必要设计一个可以代替消防员进入危险地方探测的智能机器人。目前，在火灾现场之类的危险地方，都是消防员直接深入现场进行搜救活动，有时在人进不去的时候，先对某一火灾较为严重的地方抢救，等到人能够进入的时候，消防员再进入内部进行抢救，这么做，一方面存在很大盲目性，不能第一时间准确的了解到火灾现场的具体情况，不能确定火灾现场什么地方有人等待拯救，另一方面，消防员盲目的深入现场进行搜救任务，增加了消防员的危险系数，智能消防探险机器人可以在很大程度上保障消防员的生命安全和提高抢险救灾的效率。

发明内容

为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种智能消防探险车，在灭火救灾的过程，能够有效的提前发现火灾现场的被困人员，提高救援效率，降低消防员贸然直接进入火灾现场的进行搜救活动的风险，辅助消防员实施部分灭火救灾活动。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种智能消防探险车，其特征在于，包括底盘、履带轮、探测仪、消防器材箱、机械臂机构，底盘与履带轮连接，底盘前端固定有测距传感器、探照灯，底盘上从前至后依次设有摄像头、消防器材箱、电池、机械臂机构；

所述的机械臂机构包括电机、大齿轮、小齿轮、旋转盘、机械手、伸缩臂、电机驱动小齿轮，大齿轮与小齿轮相互啮合，大齿轮与旋转盘固定连接，旋转盘上连接有伸缩臂，伸缩臂顶端连接有机械手、探测仪、喷头，喷头通过软管与消防器材箱连接。

所述的探测仪包括红外温度传感器、烟雾浓度传感器、有害气体传感器、语音模块。

所述的伸缩臂包括伸缩杆、底座、支撑臂、轴座、驱动电机一、驱动电机二、拐臂、伸缩驱动杆一、伸缩驱动杆二、抬升杆，底座、轴座固定在旋转盘上，支撑臂与底座活动铰接，伸缩杆与支撑臂滑动连接，伸缩杆顶端与机械手、探测仪、喷头连接，伸缩杆底端与伸缩驱动杆二一端铰接，伸缩驱动杆二另一端与缩驱动杆一铰接，缩驱动杆一端部与驱动电机一的输出轴固定连接，驱动电机一固定在底座上；抬升杆一端与支撑臂铰接，另一端与拐臂一端铰接，拐臂另一端与轴座通过连接轴铰接，驱动电机二的输出轴与连接轴固定连接。

所述的支撑臂设有滑槽，伸缩杆设在滑槽内。

所述的消防器材箱内设有消防器材、水箱、水泵，水箱与水泵连接，水泵与软管连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1)烟雾浓度传感器和有害气体状况检测传感器的合理使用，能够帮助消防员极大的避免火灾现场烟雾和有害气体对身体造成的伤害；2)履带式结构的合理设计，能够很大程度上帮助本实用新型适应现场复杂地形的要求；3)利用本实用新型替代消防员深入现场实施搜救活动，一方面保护了消防员的人身安全，另一方面，能够及早发现消防员不容易到达的地方的被困人员，方便提前实施救助措施，可以极大的提高救援效率；4)全机械结构的机械臂设计，能够避免探险车在火灾现场因为高温而造成的液压系统不能正常工作所造成的障碍问题。

附图说明

图1是智能消防探险车的结构示意图。

图2是前端传感器和灭火装置喷头示意图。

图3是机械臂及驱动装置示意图。

图4是程序流程框图。

图5是电控电路原理图及STM32单片机I/O配置图。

图中：1-超声测距传感器 2-履带 3-探照灯 4-摄像头 5-消防器材箱 6-前端探测及灭火喷头套件 7-机械手 8-机械臂 9-齿轮组 10-履带轮 11-底盘 12-电池 601-喷头 602-红外温度传感器 603-有害气体传感器 604-烟雾浓度传感器 605-转轴 801-旋转盘 802-抬升杆 803-伸缩杆 804-伸缩驱动杆一 805-伸缩驱动杆二 806-支撑臂 807-底座 808-轴座 809-驱动电机一 810-驱动电机二 811-拐臂。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图3，一种智能消防探险车，包括底盘11、履带轮10、探测仪、消防器材箱5、机械臂8机构、控制系统，底盘11与履带轮10连接，履带轮10带动履带2，进而驱动探险车移动，底盘11前端固定有测距传感器、探照灯3，底盘11上从前至后依次设有摄像头4、消防器材箱5、电池12、机械臂8机构；机械臂8机构包括电机、齿轮组9、旋转盘801、机械手7、伸缩臂、电机驱动小齿轮，齿轮组9由大齿轮、小齿轮组9成，大齿轮与小齿轮相互啮合，大齿轮与旋转盘801固定连接，旋转盘801上连接有伸缩臂，伸缩臂顶端连接有机械手7、探测仪、喷头601，喷头601通过软管与消防器材箱5连接，在遇到情况紧急的危险时，喷头601进行辅助简单喷淋处理，因为自身携带的消防器材较少，并不能在现场彻底灭火；探测仪包括红外温度传感器602、烟雾浓度传感器604、有害气体传感器603、语音模块；语音模块可采用型号：WT588D。

电机驱动齿轮组9带动旋转盘801旋转，可带着红外温度传感器602进行周遭扫描。机械手7用于清理小的障碍物。喷头601用于熄灭小的火源。

伸缩臂包括伸缩杆803、底座807、支撑臂806、轴座808、驱动电机一809、驱动电机二810、拐臂811、伸缩驱动杆一804、伸缩驱动杆二805、抬升杆802，底座807、轴座808固定在旋转盘801上，支撑臂806与底座807活动铰接，伸缩杆803与支撑臂806滑动连接，伸缩杆803顶端通过转轴605与机械手7、探测仪、喷头601连接，伸缩杆803底端与伸缩驱动杆二805一端铰接，伸缩驱动杆二805另一端与缩驱动杆一铰接，缩驱动杆一端部与驱动电机一809的输出轴固定连接，驱动电机一809固定在底座807上；抬升杆802一端与支撑臂806铰接，另一端与拐臂811一端铰接，拐臂811另一端与轴座808通过连接轴铰接，驱动电机二810的输出轴与连接轴固定连接。支撑臂806设有滑槽，伸缩杆803设在滑槽内。驱动电机二810驱动拐臂811旋转，由抬升杆802带动支撑臂806绕底座807的与其连接的铰接处旋转，实现升降探测仪的目的。驱动电机一809驱动伸缩驱动杆一804旋转，带动伸缩驱动杆二805，由伸缩驱动杆二805带动伸缩杆803在支撑臂806上移动，进而带动探测仪等沿支撑臂806伸缩。

消防器材箱5内设有消防器材、水箱、水泵，水箱与水泵连接，水泵与软管连接。

见图5，摄像头4用C8T6接口是STM32F103C8T6控制的摄像头4、WiFi模块；采用12V的航模电池12供电，对于不同电压要求的电子元器件，采用升、降压模块电路将电压配置到合适电压状态。编码电机1用于驱动左侧履带轮10运动，编码电机2用于驱动右侧履带轮10运动，舵机1用于驱动电机的旋转运动，舵机2用于驱动驱动电机二810，带动抬升杆802升降，舵机3用于驱动驱动电机一809，实现伸缩杆803伸缩，舵机4用于驱动转轴605，实现机械手7的摆动，舵机5用于驱动机械手7的开合运动。屏幕显示接口用于连接屏幕显示设置等问题，水泵电机、探照灯3、警报器和语音模块接口在各传感器检测到相应信号的时候，做出合适的相应的指令。控制系统的核心器件为单片机，可选用STM32F103ZE。探测仪的电路原理、检测方式可参考中国专利CN204649243，一种室内环境监控装置。

见图1-图5，一种智能消防探险车的使用方法，包括以下步骤：

1)智能消防探险车启动后，利用红外温度传感器602，开始探测当前温度，红外温度传感器602启动后，控制系统驱动电机的驱动器，电机运转带动旋转盘801转动，通过伸缩杆803带动探测仪，探测仪进行周转扫描，扫描到温度最高的地方及相应方位，关闭红外温度传感器602；

2)控制系统开启摄像头4、语音模块、超声测距传感器1、烟雾浓度传感器604和有害气体传感器603，同时，驱动履带轮10，向温度最高的地方运动；在运行途中，遇到障碍物时，超声测距传感器1检测距离障碍物的距离，同时根据实时返回的超声信号，根据距离远近按比例计算障碍物的大小；当遇到较大的障碍物时，探测车避开障碍物；当遇到较小的障碍物时，机械手7抓取障碍物，移开；运行期间，如果语音模块检测到有人呼救的声音，履带轮10停止前进，摄像头4旋转搜索被困人员，同时通过摄像头4下方的通信功能，同时通过摄像头4下方的通信功能，如wifi通信，向控制中心发送有被困人员的信息，移动智能消防探险车，找到被困人员后，再次向控制中心发送被困人员的具体位置信息，并规划具体撤离路线，向控制中心发送请求撤离报告及规划路线，方便消防员快速找到被困人员，方便消防员展开营救活动；通过语音模块发出声音讲解撤离说明，并引导被困人员从安全通道撤离到安全区域；

在现场展开搜救任务时，有害气体传感器603和烟雾浓度传感器604开启实时监测，并将当前位置的检测信息和方位信息通过通信功能，传递给消防员，便于消防员对突发事件提前做出预判，防止二次灾难的发生。

3)在环境比较昏暗的地方，当摄像头4的画面清晰度下降时，打开探照灯3照明，给搜救工作提供便利，帮助被困人员撤离；

4)在找到温度最高的地方，即火源位置，向控制中心和消防员发送位置报告，消防员利用消防器材箱5内的消防器材，辅助消防员扑灭火源；履带轮10带动探险车，调整伸缩臂的位置，避免探测车太过于接近火源造成损毁，转轴605可由一个可控转角的舵机控制转轴605旋转，转轴605微小调整喷头601角度，使喷头601能够对准火源，利用前端喷头601喷出从水箱中抽出的高压水流或是泡沫，达到辅助消防员灭火的作用。

在火灾现场，实时监测烟雾浓度和有害气体状况，并向控制中心发送实时监测数据，帮助消防员确定现场的空气安全与否，给现场的消防人员提供一定的安全保证。

本探险车的主要作用是将现场的复杂情况传给控制中心，并辅助消防员灭火和抢救。

Claims (5)

1.一种智能消防探险车，其特征在于，包括底盘、履带轮、探测仪、消防器材箱、机械臂机构，底盘与履带轮连接，底盘前端固定有测距传感器、探照灯，底盘上从前至后依次设有摄像头、消防器材箱、电池、机械臂机构；

所述的机械臂机构包括电机、大齿轮、小齿轮、旋转盘、机械手、伸缩臂、电机驱动小齿轮，大齿轮与小齿轮相互啮合，大齿轮与旋转盘固定连接，旋转盘上连接有伸缩臂，伸缩臂顶端连接有机械手、探测仪、喷头，喷头通过软管与消防器材箱连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能消防探险车，其特征在于，所述的探测仪包括红外温度传感器、烟雾浓度传感器、有害气体传感器、语音模块。

3.根据权利要求1所述的一种智能消防探险车，其特征在于，所述的伸缩臂包括伸缩杆、底座、支撑臂、轴座、驱动电机一、驱动电机二、拐臂、伸缩驱动杆一、伸缩驱动杆二、抬升杆，底座、轴座固定在旋转盘上，支撑臂与底座活动铰接，伸缩杆与支撑臂滑动连接，伸缩杆顶端与机械手、探测仪、喷头连接，伸缩杆底端与伸缩驱动杆二一端铰接，伸缩驱动杆二另一端与缩驱动杆一铰接，缩驱动杆一端部与驱动电机一的输出轴固定连接，驱动电机一固定在底座上；抬升杆一端与支撑臂铰接，另一端与拐臂一端铰接，拐臂另一端与轴座通过连接轴铰接，驱动电机二的输出轴与连接轴固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种智能消防探险车，其特征在于，所述的支撑臂设有滑槽，伸缩杆设在滑槽内。

5.根据权利要求1所述的一种智能消防探险车，其特征在于，所述的消防器材箱内设有消防器材、水箱、水泵，水箱与水泵连接，水泵与软管连接。

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