CN213705601U - 一种履带式森林火灾早期监测机器人 - Google Patents
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Abstract
一种履带式森林火灾早期监测机器人，它涉及林业火灾监测机械领域。本实用新型解决了现有森林火灾早期监测及预警采用人工监测，存在难度大，不易实现，成本高，劳动强度高和风险大的问题。本实用新型的主动轴水平可转动安装在履带平台的后端，两个轮履复合型履带分别安装在主动轴两端，自平衡平台安装在履带平台上部，监测机构底部可转动安装在履带平台上，监测机构竖直设置在自平衡平台上部，清障机械臂底部可转动安装在履带平台上方，清障机械臂通过回转支承与自平衡平台连接，两个除障拨片分别相对设置在清障机械臂的两侧，除障拨片沿履带平台的长度方向水平设置在履带平台前方。本实用新型用于森林火灾早期监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及林业火灾监测机械领域，具体涉及一种履带式森林火灾早期监测机器人。
背景技术
履带式森林火灾早期监测机器人主要用于解决森林火灾监测的问题，通过可变形履带和清障装置能够有效的提高机器人的越障和行走能力，自平衡平台可更好的提升监测时的稳定性，更好的监测火灾早期的火情，防止火灾进一步发生和恶化。
森林火灾会给森林带来严重危害，位居破坏森林的三大自然灾害之首。森林的地形环境复杂多变，机器人作业过程中，需要具备越障、避障、清障等功能。机器人携带的火灾检测、障碍物清理等装置作业时要求运动机构具有较高的承载力，目前的机器人大都无法满足这些要求，所以进行森林火灾监测机器人的设计有利于森林火灾监测工作的进行。而且我国是一个林业大国，森林覆盖面积广阔，分布和地形复杂，而近年来森林火灾出现频繁，森林防火及其检测难度都较大，及时的进行森林火灾早期的监测及预警可有效的减少损失，但是单靠人力实现火灾早期的检测与防治难度大，成本高，劳动强度高，风险也大。我国相对落后的森林消防技术和欠缺的消防基础设施严重限制了森林消防和防火监测工作的发展，因此，提高和发展森林火灾早期监测实力及装备是非常紧要的。另外,由于人工监测不易实现且成本较高，所以发展自动化的设备具有很大的意义。
综上所述，现有的森林火灾早期的监测及预警采用人工监测，存在难度大，不易实现，成本高，劳动强度高和风险大的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有森林火灾早期监测及预警采用人工监测，存在难度大，不易实现，成本高，劳动强度高和风险大的问题，进而提供一种履带式森林火灾早期监测机器人。
本实用新型的技术方案是：
一种履带式森林火灾早期监测机器人，它包括履带底盘、自平衡平台3、监测机构4、清障机械臂5和两个除障拨片6，履带底盘包括履带平台2、主动轴8、第一驱动机构和两个轮履复合型履带1，履带平台2水平设置，主动轴8沿履带平台2的宽度方向水平可转动安装在履带平台2的后端，两个轮履复合型履带1分别相对安装在履带平台2的两侧，两个轮履复合型履带1分别安装在主动轴8的两端，第一驱动机构设置在履带平台2内部，第一驱动机构的动力输出端与主动轴8连接，自平衡平台3安装在履带平台2的上部，所述监测机构4底部可转动安装在履带平台2上，监测机构4竖直设置在自平衡平台3的上部，监测机构4通过回转支承一与自平衡平台3可转动连接，所述清障机械臂5底部可转动安装在履带平台2上方，清障机械臂5通过回转支承与自平衡平台3连接，两个除障拨片6分别相对设置在清障机械臂5的两侧，除障拨片6沿履带平台2的长度方向水平设置在履带平台2前方，除障拨片6的一端与履带平台2连接。
进一步地，每个轮履复合型履带1包括辅助履带11、第一履带带条12、前从动轮13、第一从动轮轴14、辅助行走组件15、辅助安装侧板16和切换行走组件17，前从动轮13通过第一从动轮轴14安装在履带平台2的前端侧部，辅助履带11包括内主动轮110，内主动轮110通过主动轴8安装在履带平台2的后端侧部，所述内主动轮110通过第一履带带条12与前从动轮13连接，辅助安装侧板16沿履带平台2的长度方向水平固定在履带平台2的侧壁上，切换行走组件17安装在履带平台2前端侧壁上，辅助行走组件15安装在辅助安装侧板16上，辅助行走组件15包括辅助轮151、辅助轮轴152、变形用电力推杆153和辅助转轴154，变形用电力推杆153的活塞缸底部通过辅助转轴154与履带平台2可转动连接，辅助轮151通过辅助轮轴152与变形用电力推杆153的活塞杆顶部可转动连接，辅助轮151的外圆与第一履带带条12的内表面相啮合。
进一步地，切换行走组件17包括切换轮171、切换轮轴172、轮安装轴板173、轴板连接轴174和第二驱动机构，轮安装轴板173为等边三角形钢板，轮安装轴板173竖直设置在履带平台2的侧部，轴板连接轴174水平设置在轮安装轴板173与履带平台2之间，轴板连接轴174的一端与轮安装轴板173的内侧壁的一角处垂直固接，轴板连接轴174的另一端与履带平台2侧壁可转动连接，第二驱动机构设置在履带平台2内部，第二驱动机构的动力输出端与轴板连接轴174的另一端连接，切换轮171设置在轮安装轴板173远离履带平台2的一侧，切换轮171通过切换轮轴172与轮安装轴板173的外侧壁的另一角处可转动连接。
进一步地，辅助履带11还包括外主动轮111、后从动轮112、第二从动轮轴113、第二履带带条114、两个轴安装侧板115和多个侧板固定螺栓116，外主动轮111安装在内主动轮110远离履带平台2一侧的主动轴8上，两个轴安装侧板115分别沿履带平台2的长度方向相对竖直设置在内主动轮110的两侧，两个轴安装侧板115与主动轴8的交汇处均开设轴孔，所述主动轴8分别与两个轴安装侧板115可转动连接，两个轴安装侧板115的中部通过多个侧板固定螺栓116连接，后从动轮112竖直设置在两个轴安装侧板115的后端，后从动轮112通过第二从动轮轴113分别与两个轴安装侧板115可转动连接，两个轴安装侧板115与第二从动轮轴113的交汇处均开设条形孔，所述二从动轮轴113分别与两个轴安装侧板115可转动连接，后从动轮112通过第二履带带条114与外主动轮111相啮合。
进一步地，每个轮履复合型履带1还包括若干减震行走单元7，若干减震行走单元7分别沿履带平台2的长度方向由前至后均匀布置在前从动轮13与内主动轮110之间的辅助安装侧板16的侧壁上。
进一步地，每个减震行走单元7包括从动减震轮71、减震轮轴72、减震轮安装架73、L型杆件74和减震弹簧75，减震轮安装架73包括横向连接板和两个纵向支撑板，两个纵向支撑板相对设置并与横向连接板的两端垂直固接，从动减震轮71设置在减震轮安装架73的两个纵向支撑板之间，从动减震轮71通过减震轮轴72与减震轮安装架73的两个纵向支撑板可转动连接，减震轮安装架73的横向连接板中部开设圆孔，L型杆件74的长杆自由端穿过横向连接板的圆孔，所述长杆自由端穿出圆孔部分设有圆柱形凸起，横向连接板的圆孔直径小于圆柱形凸起的外径，减震弹簧75套设在L型杆件74的长杆上，减震弹簧75的一端与L型杆件74的短杆相抵，减震弹簧75的另一端与减震轮安装架73的横向连接板相抵，L型杆件74的短杆自由端与辅助安装侧板16的外侧壁固接，从动减震轮71的外圆与第一履带带条12的内表面相啮合。
进一步地，自平衡平台3包括自平衡上板31、自平衡平台底板32、三个上耳板33、三个下耳板34、三个导向柱36、三个平衡调节板37、三个调节套38和六个调节板连接销轴35，自平衡上板31和自平衡平台底板32由上至下依次水平设置在履带平台2的上方，自平衡平台底板32安装在履带平台2的上端面上，自平衡上板31的上端面以环形阵列的方式竖直固接三个导向柱36，三个调节套38分别可滑动套装在三个导向柱36上，每个调节套38的外侧壁上设有一个下耳板34，自平衡上板31的下端面以环形阵列的方式竖直固接三个上耳板33，三个上耳板33分别与三个下耳板34一一对应设置，每个上耳板33与对应的下耳板34之间设有一个平衡调节板37，所述平衡调节板37的一端通过调节板连接销轴35与对应的上耳板33可转动连接，所述平衡调节板37的另一端与通过调节板连接销轴35与对应的下耳板34可转动连接。
进一步地，除障拨片6包括除障前板61、两个拨片板62和两个前电力推杆63，除障前板61竖直固定在履带平台2的前端侧壁固接，两个拨片板62分别沿履带平台2的长度方向水平相对设置在除障前板61的前侧，两个拨片板62的一端分别通过两个第一拨片销轴与除障前板61可转动连接，每个拨片板62内侧壁与除障前板61前端面之间均设有一个前电力推杆63，前电力推杆63的电缸底部通过第二拨片销轴与除障前板61可转动连接，前电力推杆63的电推杆顶部通过第三拨片销轴与拨片板62内侧壁之间可转动连接。
进一步地，清障机械臂5包括清障用回转支承51、机械臂底轴52、L型伸缩杆53、前伸缩杆54和圆盘锯55，清障用回转支承51安装在自平衡平台3的上端面上，机械臂底轴52的下端竖直固定安装在清障用回转支承51的内孔中，机械臂底轴52通过清障用回转支承51与自平衡平台3可转动连接，L型伸缩杆53的长杆水平设置，L型伸缩杆53的长杆电缸底部与机械臂底轴52的上端固接，L型伸缩杆53的短杆竖直设置，L型伸缩杆53的伸缩端竖直向下设置，前伸缩杆54的伸缩端水平向前设置，前伸缩杆54的电缸底部与L型伸缩杆53的伸缩端连接，圆盘锯55通过圆盘锯连接轴与前伸缩杆54的伸缩端可转动连接。
进一步地，监测机构4包括监测用回转支承41、监测伸缩杆42和监测探头43，监测用回转支承41安装在自平衡平台3的上端面上，监测伸缩杆42的电缸底部竖直固定安装在监测用回转支承41的内孔中，监测伸缩杆42通过监测用回转支承41与自平衡平台3可转动连接，监测探头43的底部与监测伸缩杆42的伸缩端连接，所述监测探头43包括CCD相机、温度传感器和烟雾传感器。
本实用新型与现有技术相比具有以下效果：
本实用新型的履带式森林火灾早期监测机器人结构功能多样，越障行走能力强，监测过程平稳，早期监测火灾效率高，可变形的履带设计与轮履复合式结构有效地提高了机器人在森林复杂地形下的行走能力；轮式结构的切换更好的提高了机器人在复杂地形下的行走速度；自平衡平台通过保持水平更好的实现了火灾早期监测时的稳定，更有利于火灾发生早期发现火情并及时预警；搭载的清障机械臂和除障拨片保证了在复杂森林路面情况下的行走效果，有利于行走中的平稳；监测机构的可伸缩和自平衡平台的水平调节提高了监测范围和监测效果，更好的实现了火灾的监测。另外,该结构中的清障机械臂和除障拨片可以应急时用于防火隔离带的构建，提高了该实用新型的适用性。
附图说明
图1是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的轴侧图；
图2是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的主视图；
图3是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的俯视图；
图4是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的侧视图；
图5是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的履带底盘的主视图；
图6是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的履带底盘的俯视图；
图7是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的履带底盘的侧视图；
图8是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的履带底盘的轴侧图；
图9是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的轮履复合型履带上坡起始示意图；
图10是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的轮履复合型履带上坡完成示意图；
图11是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的轮履复合型履带越坑示意图；
图12是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的自平衡平台的主视图；
图13是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的除障拨片的主视图；
图14是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的除障拨片的俯视图；
图15是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的除障拨片的轴侧图；
图16是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的清障机械臂的主视图；
图17是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的清障机械臂的侧视图；
图18是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的清障机械臂的轴侧图；
图19是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的清障机械臂的俯视图；
图20是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的监测机构的主视图；
图21是本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的监测机构的轴侧图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图21说明本实施方式，本实施方式的一种履带式森林火灾早期监测机器人，它包括履带底盘、自平衡平台3、监测机构4、清障机械臂5和两个除障拨片6，履带底盘包括履带平台2、主动轴8、第一驱动机构和两个轮履复合型履带1，履带平台2水平设置，主动轴8沿履带平台2的宽度方向水平可转动安装在履带平台2的后端，两个轮履复合型履带1分别相对安装在履带平台2的两侧，两个轮履复合型履带1分别安装在主动轴8的两端，第一驱动机构设置在履带平台2内部，第一驱动机构的动力输出端与主动轴8连接，自平衡平台3安装在履带平台2的上部，所述监测机构4底部可转动安装在履带平台2上，监测机构4竖直设置在自平衡平台3的上部，监测机构4通过回转支承一与自平衡平台3可转动连接，所述清障机械臂5底部可转动安装在履带平台2上方，清障机械臂5通过回转支承与自平衡平台3连接，两个除障拨片6分别相对设置在清障机械臂5的两侧，除障拨片6沿履带平台2的长度方向水平设置在履带平台2前方，除障拨片6的一端与履带平台2连接。
第一驱动机构包括第一驱动电机、第一主动驱动齿轮和第一从动驱动齿轮，第一从动驱动齿轮安装在主动轴8的中部，第一驱动电机安装在履带平台2内部，第一主动驱动齿轮安装在第一驱动电机输出轴上，所述第一主动驱动齿轮与第一从动驱动齿轮相啮合。
具体实施方式二：结合图5至图11说明本实施方式，本实施方式的每个轮履复合型履带1包括辅助履带11、第一履带带条12、前从动轮13、第一从动轮轴14、辅助行走组件15、辅助安装侧板16和切换行走组件17，前从动轮13通过第一从动轮轴14安装在履带平台2的前端侧部，辅助履带11包括内主动轮110，内主动轮110通过主动轴8安装在履带平台2的后端侧部，所述内主动轮110通过第一履带带条12与前从动轮13连接，辅助安装侧板16沿履带平台2的长度方向水平固定在履带平台2的侧壁上，切换行走组件17安装在履带平台2前端侧壁上，辅助行走组件15安装在辅助安装侧板16上，辅助行走组件15包括辅助轮151、辅助轮轴152、变形用电力推杆153和辅助转轴154，变形用电力推杆153的活塞缸底部通过辅助转轴154与履带平台2可转动连接，辅助轮151通过辅助轮轴152与变形用电力推杆153的活塞杆顶部可转动连接，辅助轮151的外圆与第一履带带条12的内表面相啮合。
如此设置，所述履带底盘的轮履复合型履带1为可变形履带，运用椭圆形成原理构成可变形履带。通过辅助轮151上连接的变形用电力推杆153的伸缩作用下实现第一履带带条12随辅助轮151一起进行运动变形。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
在林区行走时，通过轮履复合型履带1的辅助行走组件15实现在各种的地形下的行走；运用椭圆形成原理，前从动轮13与辅助履带11上的内主动轮110位于椭圆的两个顶点，而辅助轮151位于椭圆上，通过辅助轮151上连接的变形用电力推杆153的伸缩实现辅助轮151在椭圆面上的移动，从而实现套在前从动轮13、内主动轮110和辅助轮151上的第一履带带条12的形状的变形。
遇到陡坡时，通过安装在履带平台2前侧的辅助轮151上的变形用电力推杆153伸长实现第一履带带条12在近似椭圆的线条上的变形，达到第一履带带条12向前迎合坡度的形状，更好的进行越障；在履带底盘前段越过陡坡时，通过主动轴8安装在履带平台2后侧的辅助履带11可随路况进行转动，辅助履带11向下摆动将整个履带底盘抬起，实现在坡度时的辅助支撑作用，促进轮履复合型履带1向前行进。
在遇到凹坑时，通过安装在履带平台2前侧的辅助轮151上的变形用电力推杆153伸长实现第一履带带条12向前变形，到达近乎贴近地面的效果，以实现整个履带底盘不会陷入凹坑，同时后方的辅助履带11也通过转动使其位置保持与地面水平，实现更快度过凹坑
具体实施方式三：结合图8说明本实施方式，本实施方式的切换行走组件17包括切换轮171、切换轮轴172、轮安装轴板173、轴板连接轴174和第二驱动机构，轮安装轴板173为等边三角形钢板，轮安装轴板173竖直设置在履带平台2的侧部，轴板连接轴174水平设置在轮安装轴板173与履带平台2之间，轴板连接轴174的一端与轮安装轴板173的内侧壁的一角处垂直固接，轴板连接轴174的另一端与履带平台2侧壁可转动连接，第二驱动机构设置在履带平台2内部，第二驱动机构的动力输出端与轴板连接轴174的另一端连接，切换轮171设置在轮安装轴板173远离履带平台2的一侧，切换轮171通过切换轮轴172与轮安装轴板173的外侧壁的另一角处可转动连接。
第二驱动机构包括包括第二驱动电机，第二驱动电机设置在履带平台2内部，第二驱动电机输出轴与轴板连接轴174的端部连接。
如此设置，轮履复合型履带1的轮履复合型履带1为轮履复合型结构，可进行履带式和轮式模式的切换。其它组成和连接关系与具体实施方式一或二相同。
平整地形时，通过轴板连接轴174连接在履带平台2前侧的切换轮171绕轴转动，使通过切换轮轴172安装在轮安装轴板173上的切换轮171下降，可以进行轮模式的切换，使切换轮171可以接触地面进行行走，用切换轮171代替前从动轮13转动，实现更快地行走。
具体实施方式四：结合图8说明本实施方式，本实施方式的辅助履带11还包括外主动轮111、后从动轮112、第二从动轮轴113、第二履带带条114、两个轴安装侧板115和多个侧板固定螺栓116，外主动轮111安装在内主动轮110远离履带平台2一侧的主动轴8上，两个轴安装侧板115分别沿履带平台2的长度方向相对竖直设置在内主动轮110的两侧，两个轴安装侧板115与主动轴8的交汇处均开设轴孔，所述主动轴8分别与两个轴安装侧板115可转动连接，两个轴安装侧板115的中部通过多个侧板固定螺栓116连接，后从动轮112竖直设置在两个轴安装侧板115的后端，后从动轮112通过第二从动轮轴113分别与两个轴安装侧板115可转动连接，两个轴安装侧板115与第二从动轮轴113的交汇处均开设条形孔，所述二从动轮轴113分别与两个轴安装侧板115可转动连接，后从动轮112通过第二履带带条114与外主动轮111相啮合。
如此设置，履带底盘的轮履复合型履带1后方安装有辅助履带11，可辅助轮履复合型履带1进行爬坡和过坑。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
遇到陡坡时，通过安装在履带平台2前侧的辅助轮151上的变形用电力推杆153伸长实现第一履带带条12在近似椭圆的线条上的变形，达到第一履带带条12向前迎合坡度的形状，更好的进行越障；在履带底盘前段越过陡坡时，通过主动轴8安装在履带平台2后侧的辅助履带11可随路况进行转动，辅助履带11向下摆动将整个履带底盘抬起，实现在坡度时的辅助支撑作用，促进轮履复合型履带1向前行进。
在遇到凹坑时，通过安装在履带平台2前侧的辅助轮151上的变形用电力推杆153伸长实现第一履带带条12向前变形，到达近乎贴近地面的效果，以实现整个履带底盘不会陷入凹坑，同时后方的辅助履带11也通过转动使其位置保持与地面水平，实现更快度过凹坑。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的每个轮履复合型履带1还包括若干减震行走单元7，若干减震行走单元7分别沿履带平台2的长度方向由前至后均匀布置在前从动轮13与内主动轮110之间的辅助安装侧板16的侧壁上。
如此设置，布置在前从动轮13与内主动轮110之间的辅助安装侧板16的侧壁上的若干减震行走单元7可以通过上面的弹簧阻尼减轻履带行走时的震动，实现更加平稳的行走。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。
具体实施方式六：结合图8说明本实施方式，本实施方式的每个减震行走单元7包括从动减震轮71、减震轮轴72、减震轮安装架73、L型杆件74和减震弹簧75，减震轮安装架73包括横向连接板和两个纵向支撑板，两个纵向支撑板相对设置并与横向连接板的两端垂直固接，从动减震轮71设置在减震轮安装架73的两个纵向支撑板之间，从动减震轮71通过减震轮轴72与减震轮安装架73的两个纵向支撑板可转动连接，减震轮安装架73的横向连接板中部开设圆孔，L型杆件74的长杆自由端穿过横向连接板的圆孔，所述长杆自由端穿出圆孔部分设有圆柱形凸起，横向连接板的圆孔直径小于圆柱形凸起的外径，减震弹簧75套设在L型杆件74的长杆上，减震弹簧75的一端与L型杆件74的短杆相抵，减震弹簧75的另一端与减震轮安装架73的横向连接板相抵，L型杆件74的短杆自由端与辅助安装侧板16的外侧壁固接，从动减震轮71的外圆与第一履带带条12的内表面相啮合。
如此设置，减震弹簧75、从动减震轮71的放置可以实现减震行走单元7的减震效果。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。
具体实施方式七：结合图12说明本实施方式，本实施方式的自平衡平台3包括自平衡上板31、自平衡平台底板32、三个上耳板33、三个下耳板34、三个导向柱36、三个平衡调节板37、三个调节套38和六个调节板连接销轴35，自平衡上板31和自平衡平台底板32由上至下依次水平设置在履带平台2的上方，自平衡平台底板32安装在履带平台2的上端面上，自平衡上板31的上端面以环形阵列的方式竖直固接三个导向柱36，三个调节套38分别可滑动套装在三个导向柱36上，每个调节套38的外侧壁上设有一个下耳板34，自平衡上板31的下端面以环形阵列的方式竖直固接三个上耳板33，三个上耳板33分别与三个下耳板34一一对应设置，每个上耳板33与对应的下耳板34之间设有一个平衡调节板37，所述平衡调节板37的一端通过调节板连接销轴35与对应的上耳板33可转动连接，所述平衡调节板37的另一端与通过调节板连接销轴35与对应的下耳板34可转动连接。
如此设置，当行走在不平的路面上时，固定安装在履带平台2上方的自平衡平台3可通过外部监测控制系统对装置进行反馈，得到反馈信号后，套在导向柱36上的可滑动的调节套38进行上下滑动，通过三个调节套38不同位置的滑动调节，带动通过调节板连接销轴35固定连接在调节套38上的平衡调节板37的上下调控实现自平衡上板31的多自由度转动，配合控制系统的倾斜角度监测来进行调平的补正，实现监测机构4始终保持水平，保证监测的稳定性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五或六相同。
具体实施方式八：结合图13至图15说明本实施方式，本实施方式的除障拨片6包括除障前板61、两个拨片板62和两个前电力推杆63，除障前板61竖直固定在履带平台2的前端侧壁固接，两个拨片板62分别沿履带平台2的长度方向水平相对设置在除障前板61的前侧，两个拨片板62的一端分别通过两个第一拨片销轴与除障前板61可转动连接，每个拨片板62内侧壁与除障前板61前端面之间均设有一个前电力推杆63，前电力推杆63的电缸底部通过第二拨片销轴与除障前板61可转动连接，前电力推杆63的电推杆顶部通过第三拨片销轴与拨片板62内侧壁之间可转动连接。
如此设置，除障拨片6通过左右两侧的前电力推杆63实现两侧的摆动，可以对前方的障碍进行清扫，增加可通过性。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。
具体实施方式九：结合图16至图19说明本实施方式，本实施方式的清障机械臂5包括清障用回转支承51、机械臂底轴52、L型伸缩杆53、前伸缩杆54和圆盘锯55，清障用回转支承51安装在自平衡平台3的上端面上，机械臂底轴52的下端竖直固定安装在清障用回转支承51的内孔中，机械臂底轴52通过清障用回转支承51与自平衡平台3可转动连接，L型伸缩杆53的长杆水平设置，L型伸缩杆53的长杆电缸底部与机械臂底轴52的上端固接，L型伸缩杆53的短杆竖直设置，L型伸缩杆53的伸缩端竖直向下设置，前伸缩杆54的伸缩端水平向前设置，前伸缩杆54的电缸底部与L型伸缩杆53的伸缩端连接，圆盘锯55通过圆盘锯连接轴与前伸缩杆54的伸缩端可转动连接。
如此设置，设置在履带平台2前方的清障机械臂5拥有底盘的转动、前臂的伸缩、上下的伸缩和圆盘锯自身转动四个自由度，通过圆盘锯55向两侧的摆动实现对于前方障碍物的清除割断。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六、七或八相同。
具体实施方式十：结合图20至图21说明本实施方式，本实施方式的监测机构4包括监测用回转支承41、监测伸缩杆42和监测探头43，监测用回转支承41安装在自平衡平台3的上端面上，监测伸缩杆42的电缸底部竖直固定安装在监测用回转支承41的内孔中，监测伸缩杆42通过监测用回转支承41与自平衡平台3可转动连接，监测探头43的底部与监测伸缩杆42的伸缩端连接，所述监测探头43包括CCD相机、温度传感器和烟雾传感器。
如此设置，通过安装在自平衡平台3后方可伸缩的监测伸缩杆42得到更广的视野，通过监测探头43实现对于林区火灾发生早期的火情的实时监控与预警。其它组成和连接关系与具体实施方式的一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
工作原理
结合图1至图21说明本实用新型履带式森林火灾早期监测机器人的工作原理：
在林区行走时，通过轮履复合型履带1的辅助行走组件15实现在各种的地形下的行走；运用椭圆形成原理，前从动轮13与辅助履带11上的内主动轮110位于椭圆的两个顶点，而辅助轮151位于椭圆上，通过辅助轮151上连接的变形用电力推杆153的伸缩实现辅助轮151在椭圆面上的移动，从而实现套在前从动轮13、内主动轮110和辅助轮151上的第一履带带条12的形状的变形。
遇到陡坡时，通过安装在履带平台2前侧的辅助轮151上的变形用电力推杆153伸长实现第一履带带条12在近似椭圆的线条上的变形，达到第一履带带条12向前迎合坡度的形状，更好的进行越障；在履带底盘前段越过陡坡时，通过主动轴8安装在履带平台2后侧的辅助履带11可随路况进行转动，辅助履带11向下摆动将整个履带底盘抬起，实现在坡度时的辅助支撑作用，促进轮履复合型履带1向前行进。
在遇到凹坑时，通过安装在履带平台2前侧的辅助轮151上的变形用电力推杆153伸长实现第一履带带条12向前变形，到达近乎贴近地面的效果，以实现整个履带底盘不会陷入凹坑，同时后方的辅助履带11也通过转动使其位置保持与地面水平，实现更快度过凹坑。
平整地形时，通过轴板连接轴174连接在履带平台2前侧的切换轮171绕轴转动，使通过切换轮轴172安装在轮安装轴板173上的切换轮171下降，可以进行轮模式的切换，使切换轮171可以接触地面进行行走，用切换轮171代替前从动轮13转动，实现更快地行走。
当行走在不平的路面上时，固定安装在履带平台2上方的自平衡平台3可通过外部监测控制系统对装置进行反馈，得到反馈信号后，套在导向柱36上的可滑动的调节套38进行上下滑动，通过三个调节套38不同位置的滑动调节，带动通过调节板连接销轴35固定连接在调节套38上的平衡调节板37的上下调控实现自平衡上板31的多自由度转动，配合控制系统的倾斜角度监测来进行调平的补正，实现监测机构4始终保持水平，保证监测的稳定性。
设置在履带平台2前方的清障机械臂5拥有底盘的转动、前臂的伸缩、上下的伸缩和圆盘锯自身转动四个自由度，通过圆盘锯55向两侧的摆动实现对于前方障碍物的清除割断，除障拨片6通过左右两侧的前电力推杆63实现两侧的摆动，可以对前方的障碍进行清扫，增加可通过性，并通过安装在自平衡平台3后方可伸缩的监测伸缩杆42得到更广的视野，通过监测探头43实现对于林区火灾发生早期的火情的实时监控与预警。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：它包括履带底盘、自平衡平台(3)、监测机构(4)、清障机械臂(5)和两个除障拨片(6)，履带底盘包括履带平台(2)、主动轴(8)、第一驱动机构和两个轮履复合型履带(1)，履带平台(2)水平设置，主动轴(8)沿履带平台(2)的宽度方向水平可转动安装在履带平台(2)的后端，两个轮履复合型履带(1)分别相对安装在履带平台(2)的两侧，两个轮履复合型履带(1)分别安装在主动轴(8)的两端，第一驱动机构设置在履带平台(2)内部，第一驱动机构的动力输出端与主动轴(8)连接，自平衡平台(3)安装在履带平台(2)的上部，所述监测机构(4)底部可转动安装在履带平台(2)上，监测机构(4)竖直设置在自平衡平台(3)的上部，监测机构(4)通过回转支承一与自平衡平台(3)可转动连接，所述清障机械臂(5)底部可转动安装在履带平台(2)上方，清障机械臂(5)通过回转支承与自平衡平台(3)连接，两个除障拨片(6)分别相对设置在清障机械臂(5)的两侧，除障拨片(6)沿履带平台(2)的长度方向水平设置在履带平台(2)前方，除障拨片(6)的一端与履带平台(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：每个轮履复合型履带(1)包括辅助履带(11)、第一履带带条(12)、前从动轮(13)、第一从动轮轴(14)、辅助行走组件(15)、辅助安装侧板(16)和切换行走组件(17)，前从动轮(13)通过第一从动轮轴(14)安装在履带平台(2)的前端侧部，辅助履带(11)包括内主动轮(110)，内主动轮(110)通过主动轴(8)安装在履带平台(2)的后端侧部，所述内主动轮(110)通过第一履带带条(12)与前从动轮(13)连接，辅助安装侧板(16)沿履带平台(2)的长度方向水平固定在履带平台(2)的侧壁上，切换行走组件(17)安装在履带平台(2)前端侧壁上，辅助行走组件(15)安装在辅助安装侧板(16)上，辅助行走组件(15)包括辅助轮(151)、辅助轮轴(152)、变形用电力推杆(153)和辅助转轴(154)，变形用电力推杆(153)的活塞缸底部通过辅助转轴(154)与履带平台(2)可转动连接，辅助轮(151)通过辅助轮轴(152)与变形用电力推杆(153)的活塞杆顶部可转动连接，辅助轮(151)的外圆与第一履带带条(12)的内表面相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：切换行走组件(17)包括切换轮(171)、切换轮轴(172)、轮安装轴板(173)、轴板连接轴(174)和第二驱动机构，轮安装轴板(173)为等边三角形钢板，轮安装轴板(173)竖直设置在履带平台(2)的侧部，轴板连接轴(174)水平设置在轮安装轴板(173)与履带平台(2)之间，轴板连接轴(174)的一端与轮安装轴板(173)的内侧壁的一角处垂直固接，轴板连接轴(174)的另一端与履带平台(2)侧壁可转动连接，第二驱动机构设置在履带平台(2)内部，第二驱动机构的动力输出端与轴板连接轴(174)的另一端连接，切换轮(171)设置在轮安装轴板(173)远离履带平台(2)的一侧，切换轮(171)通过切换轮轴(172)与轮安装轴板(173)的外侧壁的另一角处可转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：辅助履带(11)还包括外主动轮(111)、后从动轮(112)、第二从动轮轴(113)、第二履带带条(114)、两个轴安装侧板(115)和多个侧板固定螺栓(116)，外主动轮(111)安装在内主动轮(110)远离履带平台(2)一侧的主动轴(8)上，两个轴安装侧板(115)分别沿履带平台(2)的长度方向相对竖直设置在内主动轮(110)的两侧，两个轴安装侧板(115)与主动轴(8)的交汇处均开设轴孔，所述主动轴(8)分别与两个轴安装侧板(115)可转动连接，两个轴安装侧板(115)的中部通过多个侧板固定螺栓(116)连接，后从动轮(112)竖直设置在两个轴安装侧板(115)的后端，后从动轮(112)通过第二从动轮轴(113)分别与两个轴安装侧板(115)可转动连接，两个轴安装侧板(115)与第二从动轮轴(113)的交汇处均开设条形孔，所述二从动轮轴113分别与两个轴安装侧板(115)可转动连接，后从动轮(112)通过第二履带带条(114)与外主动轮(111)相啮合。
5.根据权利要求4所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：每个轮履复合型履带(1)还包括若干减震行走单元(7)，若干减震行走单元(7)分别沿履带平台(2)的长度方向由前至后均匀布置在前从动轮(13)与内主动轮(110)之间的辅助安装侧板(16)的侧壁上。
6.根据权利要求1或5所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：每个减震行走单元(7)包括从动减震轮(71)、减震轮轴(72)、减震轮安装架(73)、L型杆件(74)和减震弹簧(75)，减震轮安装架(73)包括横向连接板和两个纵向支撑板，两个纵向支撑板相对设置并与横向连接板的两端垂直固接，从动减震轮(71)设置在减震轮安装架(73)的两个纵向支撑板之间，从动减震轮(71)通过减震轮轴(72)与减震轮安装架(73)的两个纵向支撑板可转动连接，减震轮安装架(73)的横向连接板中部开设圆孔，L型杆件(74)的长杆自由端穿过横向连接板的圆孔，所述长杆自由端穿出圆孔部分设有圆柱形凸起，横向连接板的圆孔直径小于圆柱形凸起的外径，减震弹簧(75)套设在L型杆件(74)的长杆上，减震弹簧(75)的一端与L型杆件(74)的短杆相抵，减震弹簧(75)的另一端与减震轮安装架(73)的横向连接板相抵，L型杆件(74)的短杆自由端与辅助安装侧板(16)的外侧壁固接，从动减震轮(71)的外圆与第一履带带条(12)的内表面相啮合。
7.根据权利要求6所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：自平衡平台(3)包括自平衡上板(31)、自平衡平台底板(32)、三个上耳板(33)、三个下耳板(34)、三个导向柱(36)、三个平衡调节板(37)、三个调节套(38)和六个调节板连接销轴(35)，自平衡上板(31)和自平衡平台底板(32)由上至下依次水平设置在履带平台(2)的上方，自平衡平台底板(32)安装在履带平台(2)的上端面上，自平衡上板(31)的上端面以环形阵列的方式竖直固接三个导向柱(36)，三个调节套(38)分别可滑动套装在三个导向柱(36)上，每个调节套(38)的外侧壁上设有一个下耳板(34)，自平衡上板(31)的下端面以环形阵列的方式竖直固接三个上耳板(33)，三个上耳板(33)分别与三个下耳板(34)一一对应设置，每个上耳板(33)与对应的下耳板(34)之间设有一个平衡调节板(37)，所述平衡调节板(37)的一端通过调节板连接销轴(35)与对应的上耳板(33)可转动连接，所述平衡调节板(37)的另一端与通过调节板连接销轴(35)与对应的下耳板(34)可转动连接。
8.根据权利要求7所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：除障拨片(6)包括除障前板(61)、两个拨片板(62)和两个前电力推杆(63)，除障前板(61)竖直固定在履带平台(2)的前端侧壁固接，两个拨片板(62)分别沿履带平台(2)的长度方向水平相对设置在除障前板(61)的前侧，两个拨片板(62)的一端分别通过两个第一拨片销轴与除障前板(61)可转动连接，每个拨片板(62)内侧壁与除障前板(61)前端面之间均设有一个前电力推杆(63)，前电力推杆(63)的电缸底部通过第二拨片销轴与除障前板(61)可转动连接，前电力推杆(63)的电推杆顶部通过第三拨片销轴与拨片板(62)内侧壁之间可转动连接。
9.根据权利要求8所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：清障机械臂(5)包括清障用回转支承(51)、机械臂底轴(52)、L型伸缩杆(53)、前伸缩杆(54)和圆盘锯(55)，清障用回转支承(51)安装在自平衡平台(3)的上端面上，机械臂底轴(52)的下端竖直固定安装在清障用回转支承(51)的内孔中，机械臂底轴(52)通过清障用回转支承(51)与自平衡平台(3)可转动连接，L型伸缩杆(53)的长杆水平设置，L型伸缩杆(53)的长杆电缸底部与机械臂底轴(52)的上端固接，L型伸缩杆(53)的短杆竖直设置，L型伸缩杆(53)的伸缩端竖直向下设置，前伸缩杆(54)的伸缩端水平向前设置，前伸缩杆(54)的电缸底部与L型伸缩杆(53)的伸缩端连接，圆盘锯(55)通过圆盘锯连接轴与前伸缩杆(54)的伸缩端可转动连接。
10.根据权利要求9所述的一种履带式森林火灾早期监测机器人，其特征在于：监测机构(4)包括监测用回转支承(41)、监测伸缩杆(42)和监测探头(43)，监测用回转支承(41)安装在自平衡平台(3)的上端面上，监测伸缩杆(42)的电缸底部竖直固定安装在监测用回转支承(41)的内孔中，监测伸缩杆(42)通过监测用回转支承(41)与自平衡平台(3)可转动连接，监测探头(43)的底部与监测伸缩杆(42)的伸缩端连接，所述监测探头(43)包括CCD相机、温度传感器和烟雾传感器。
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| CN202022934396.0U CN213705601U (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种履带式森林火灾早期监测机器人 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202022934396.0U CN213705601U (zh) | 2020-12-09 | 2020-12-09 | 一种履带式森林火灾早期监测机器人 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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2020
- 2020-12-09 CN CN202022934396.0U patent/CN213705601U/zh not_active Withdrawn - After Issue
Cited By (2)
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| CN112407079A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-02-26 | 东北林业大学 | 一种履带式森林火灾早期监测机器人 |
| CN112407079B (zh) * | 2020-12-09 | 2024-07-05 | 东北林业大学 | 一种履带式森林火灾早期监测机器人 |
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