CN218076114U - 灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种灭火机器人，包括：车体，车体的底板上安装有滑轨；一侧开口的行程架，与所述滑轨可动配合；灭火罐，安装在所述车体的底板上，移动块，与所述行程架可动配合；搭载架，安装在所述移动块上；转动支臂，安装在所述搭载架上；喷嘴，通过喷嘴支架安装在所述转动支臂上；检测单元，安装在所述车体的底板上；所述喷嘴与灭火罐之间通过软管连接。本实用新型，分布式传感器监测火灾异常点和自主巡视监视火灾异常点的方式相结合，可以更加快速的发现火灾异常，及时有效的灭火，减小火灾带来的损失。

Description

灭火机器人

技术领域

本实用新型涉及消防灭火机器人技术领域，具体为一种灭火机器人。

背景技术

目前使用比较广泛的灭火装置是屋顶固定式消防装置和移动类型的消防类灭火机器人。其中屋顶固定式的消防装置常见的有两种，第一种是消防装置消防淋喷装置，它们固定在屋顶或者天花板上，当烟雾传感器检测到烟雾且达到一定阈值时，消防淋喷通过自由落体式喷洒水源灭火，该方式无法精确火源位置，多是以房间为单位，喷洒范围广，可能远远超出火灾实际范围，对其他未出现火灾的区域造成没必要的经济损失。第二种就是固定在屋顶的消防水炮，它们是通过检测火源距离，调节水压大小喷水以达到灭火的目的；但是这种方式，应用场景受限，适用于仓储类型的大型厂房，并不适用于家庭类的小场景；且喷洒距离有限，在大型场合需要安装多个设备才能够覆盖全区域。而移动类型的消防灭火机器人，目前现有的灭火机器人多是当发现火灾时，该机器人通过牵引连接的消防水带，移动喷水灭火。此类消防类灭火机器人灭火距离有限，受限于水管长度，且在狭小空间里无法使用，携带水管行动方式受限，不能够及时灭火，以减小经济损失。

如公开(公告)号CN114712754A，公开的一种仓储锂电池智能灭火机器人，包括自下而上依次设置的下层移动底盘模块、中层控制系统模块以及上层灭火系统模块，该智能灭火机器人采用携带高压氮气瓶和水箱，解决了通过牵引连接的消防水带的弊端，实现智能化、低成本、小巧灵活等优点来满足锂电池仓储场所灭火需求。但是该智能灭火机器人的高压喷头是安装在二自由度机械臂上，由于二自由度机械臂的高度固定，所以无法对高压喷头高度进行调节，不便于高压喷头改变高度进行灭火。

又如公开(公告)号CN114602098A，公开了一种基于人工智能的灭火机器人，包括储水箱体和控制箱体，所述储水箱体的底部与控制箱体的顶部固定连接，所述储水箱体内设有加热搅拌装置，所述储水箱体的顶部设有混合箱体、气泵、水泵和两个升降装置等。该人工智能的灭火机器人采用携带储水箱体对起火区域进行灭火，解决了通过牵引连接的消防水带的弊端，能够调节喷水头的高度和角度，从而对准火源，提高了灭火效率。但是该工智能的灭火机器的喷水头无法在平面方向进行角度调节以及无法相对储水箱体移动，以便在停车时来回对起火区域灭火。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种灭火机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种灭火机器人，包括：

车体，车体的底板上安装有滑轨；

一侧开口的行程架，与所述滑轨可动配合；

灭火罐，安装在所述车体的底板上，

移动块，与所述行程架可动配合；

搭载架，安装在所述移动块上；

转动支臂，安装在所述搭载架上；

喷嘴，通过喷嘴支架安装在所述转动支臂上；

检测单元，安装在所述车体的底板上；

所述喷嘴与灭火罐之间通过软管连接。

优选的，所述滑轨的一侧具有两个导轮以及盖在导轮的外装盖板，所述外装盖板上安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机用于驱动其中之一的导轮转动，两个导轮之间套有传动带，所述滑轨上安装有滑块，所述滑块的一侧与传动带连接，所述行程架通过滑块与所述滑轨可动配合。

优选的，所述滑块上安装有第二电机，所述行程架的底部与第二驱动电机的转轴套装。

优选的，所述行程架内安装有螺杆，所述移动块套在螺杆上，所述螺杆受驱动于行程架顶部安装的第三驱动电机。

优选的，所述搭载呈“匚”字形，且外侧安装有用于驱动转动支臂转动的第四驱动电机。

优选的，所述车体配备的车轮采用麦克纳姆轮。

优选的，所述检测单元包括：

主控模块以及采集模块，其中：

主控模块安装在车体上，用于处理采集模块数据，控制电机以及车体行走；

所述采集模块安装在车体的四周，且包括：

红外摄像头，检测火源位置以及位置；

烟雾传感器阵列，用于检测烟雾浓度；

激光雷，根据主控模块(或云服务平台)命令，规划路线；

火焰传感器阵列，用于辅助红外摄像头精准捕捉火源位置及火势大小。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型，通过设置第一驱动电机驱动滑块能够在滑轨上移动，从而可以实现行程架带动喷嘴能够相对于车体进行移动，从而实现了喷嘴能够在车体停车时对起火区域在水平方向上来回灭火，从而调整了该灭火机器人停车时在水平方向的灭火范围。通过驱动移动块在行程架上下滑动，使移动块带动喷嘴，从而达到对喷嘴的高度进行调节以实现喷嘴射速相同时能够喷射更远的效果。通过第四驱动电机可以驱动安装在喷嘴支架上的喷嘴的角度调节，可以使喷嘴对准任意着火点，提高灭火效率。通过设置第二驱动电机，能够对行程架进行转动，从而可以带动喷嘴在水平面上进行旋转角度调整，进而可以辅助灭火。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型检测单元及其控制原理图。

图中：1车体、2底板、3滑轨、4第一驱动电机、5滑块、6行程架、7第三驱动电机、8螺杆、9 移动块、10搭载架、11转动支臂、12第四驱动电机、13喷嘴支架、14喷嘴、15第二驱动电机、16灭火罐、17检测单元、18车轮、19软管、20外装盖板、21导轮、22传动带、23采集模块、000主控模块、001电源、002无线通信模块、003压力传感器、004语音播报模块、005烟雾传感器阵列、006红外摄像头、007火焰传感器阵列、008激光雷达、009电机、010电机驱动模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1至图2，本实用新型提供一种技术方案：

一种灭火机器人，包括车体1，在该车体1的底板2上分别安装了滑轨3、导轮21、灭火罐16以及检测单元17。所述滑轨3靠近车体1的一侧，在滑轨3上安装了一个滑块5，该滑块5可以沿着滑轨 3滑动，具体的如图1所示，可以沿着y轴方向上来回滑动。而外装盖板20位于滑轨3的旁边，该外装盖板20为“L”形，作用是将两个导轮21盖住，同时上面用作安装第一驱动电机4。第一驱动电机4的转轴贯穿外装盖板20后，用于驱动其中之的导轮21转动，从而可以使套装在两个导轮21之间的传动带22同步运动。灭火罐16内填充灭火材料，比如水、二氧化碳、干粉或其他用于灭火的惰性气体等。

而滑块5的侧面与传动带22连接，实现固定，从而实现在第一驱动电机4通过导轮21驱动传动带 22同步运动时，可以带动滑块5也能够相对滑轨3在设定范围内滑动。同时，在滑块5上安装有第二驱动电机15，将行程架6的底部安装在第二驱动电机15，并通过第二驱动电机15转轴转动从而驱动整个行程架6的转动，具体如图1所示的A方向或相反方向进行0～360°的转动。

由于具有一侧开口的行程架6，在该行程架6内安装了螺杆8，将移动块9的一端由开口套装在行程架6上，二者为螺纹连接；在行程架6的顶部安装了第三驱动电机7，所以螺杆8受第三驱动电机7 的转轴驱动，从而使移动块9沿着行程架6上下滑动，即可实现移动块9高度的调节。将“匚”字形的搭载架10安装到移动块9的另一端，在该搭载架10上安装两个可转动的转动支臂11，而在搭载架10的一侧安装了第四驱动电机12，通过第四驱动电机12的转轴可以驱动其中的一个转动支臂11，从而实现对喷嘴支架13进行角度调节，这样安装在喷嘴支架13上的喷嘴14的角度即可实现调节。

在车体1上，具体是底板2上安装了检测单元17，用于控制电机转动、采集处理传感器信息、控制红外摄像头以及激光雷达的工作和驱动车体1的运动。此处的电机即包括第一驱动电机4、第二驱动电机15、第三驱动电机7、第四驱动电机12以及车体驱动电机(未示出)。检测单元17包括采集模块 23，该采集模块23安装在车体1的一侧或几侧，采集模块23包括传感器、红外摄像头以及激光雷达等集成在一起。

具体的，如图2所示，检测单元17包含的器件以及功能如下，包括：

主控模块000：采集激光导航建图巡视，智能分析处理传感器相关数据，通知火灾详情，控制车体 1的电机行走；电源001：蓄电池充放电及电源管理单元，主要给主控以及电机驱动板提供电源；无线通信模块002：接收指令、上传火灾详情；压力传感器003：该模块用于检测灭火罐16内灭火材料压力大小；语音播报模块004：当出现火灾时，语音提醒，模拟现场警报；烟雾传感器阵列005：检测烟雾浓度；红外摄像头006：检测火源位置以及位置；火焰传感器阵列007：采用远红外火焰传感器阵列，辅助红外摄像头精准捕捉火源位置及火势大小；激光雷达008：根据主控模块命令(自主)建图，规划最佳路线；电机009：控制喷嘴14位置以及方向的调整，车体驱动电机驱动配备的四个车轮18是四个大功率麦克纳姆轮，可实现任意方向旋转、行走。电机驱动模块010：负责驱动灭火机器人车体驱动电机，此处的电机即上述的车体驱动电机(图1中未示出)。

本实用新型，通过电机驱动模块010驱动搭配四个麦克纳姆轮的大功率直流无刷电机(即上述车体驱动电机)，可以实现在空间位置有限制的情况下完整自由旋转，左移右移，前进后退，以及斜角度移动。该灭火机器人可以通过激光雷达008与云服务平台通信，自主建图，规划巡航路线，实时巡视监控区域内的火灾异常，当出现火灾异常点时自主判定灭火需求。也可以通过分布在该区域室内天花板烟雾传感器监测该区域火灾异常，当出现异常时会通过云服务平台给该灭火机器人发送指令；该灭火机器人接收指令后，通过搭载的激光雷达008扫描建图，通过无线通信模块002与云服务平台通信，自主规划最佳路线移动至火灾异常点。这种分布式传感器监测火灾异常点和自主巡视监视火灾异常点的方式相结合，可以更加快速的发现火灾异常，及时有效的灭火，减小火灾带来的损失。该机器人有4个烟雾传感器成90度均匀分布在该机器人前后左右，形成烟雾传感器阵列005；有8个火焰传感器成45度分布在机器人的前后左右，左前、右前、左后、右后，形成火焰传感器阵列007。当该灭火机器人进入到火灾异常的房间时，通过该机器人周身的烟雾传感器阵列005以及火焰传感器阵列007定位火源水平方位，旋转调整自身角度，使得红外摄像头006对准火源，检测火源的高度和水平距离，以及火源的大小；主控模块000通过压力传感器003实时采集灭火罐16内灭火材质的压力，主控模块PID动态调整该灭火机器人与火源的相对位置，计算灭火材料的喷射抛物线，喷嘴14向火源喷射灭火材料，达到精准灭火的目的。该灭火机器人自身配备的烟雾传感器阵列005、火焰传感器阵列007以及红外摄像头006，三位一体可以精准定位火源位置和大小。该灭火机器人还配备了语音播报模块004，当确认火源异常时，会发出报警声，以提醒火灾相关区域人员撤离，保证生命财产安全。同时在主控模块000会通过无线通信模块002将火灾详情传送给相关负责人，协助协防报警。该灭火机器人每次灭火后都会对灭火罐16 补充灭火材料。

本实用新型的主控模块000、传感器、电机、红外摄像头以及激光雷达等均采用现有技术，其型号、数量等可以根据需要进行选择或市购。

本实用新型，通过设置第一驱动电机4驱动滑块5能够在滑轨3上移动，从而可以实现行程架6 带动喷嘴14能够相对于车体1进行移动，从而实现了喷嘴14能够在车体1停车时对起火区域或着火点在水平方向上来回灭火，从而调整了该灭火机器人停车时在水平方向的灭火范围。通过驱动移动块9 在行程架6上下滑动，使移动块9带动喷嘴14，从而达到对喷嘴14的高度进行调节以实现喷嘴14射速相同时能够喷射更远的效果。通过第四驱动电机12可以驱动安装在喷嘴支架13上的喷嘴14的角度调节，可以使喷嘴14对准任意着火点，提高灭火效率。通过设置第二驱动电机15，能够对行程架6进行转动，从而可以带动喷嘴14在水平面上进行旋转角度调整，进而可以辅助灭火。

本实用新型，软管19采用能够伸缩的软管，这样即使喷嘴14的高度、旋转角度进行调节以及在滑轨3上移动，不会影响喷射效果。灭火机器人的材质采用耐火或喷涂耐火或防火的涂漆，通过云服务平台与主控模块建立通信用于控制该灭火机器人，可以为人工遥控控制或者设定路线寻迹的方式，更加灵活可靠，更加快速到达火源异常点，有利于快速控制火灾异常。

本实用新型，其余未叙述部分均可与现有技术相同、或为公知技术或可采用现有技术加以实现，此处不再详述。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种灭火机器人，其特征在于，包括：

车体(1)，车体(1)的底板(2)上安装有滑轨(3)；

一侧开口的行程架(6)，与所述滑轨(3)可动配合；

灭火罐(16)，安装在所述车体(1)的底板(2)上，

移动块(9)，与所述行程架(6)可动配合；

搭载架(10)，安装在所述移动块(9)上；

转动支臂(11)，安装在所述搭载架(10)上；

喷嘴(14)，通过喷嘴支架(13)安装在所述转动支臂(11)上；

检测单元(17)，安装在所述车体(1)的底板(2)上；

所述喷嘴(14)与灭火罐(16)之间通过软管(19)连接。

2.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述滑轨(3)的一侧具有两个导轮(21)以及盖在导轮(21)的外装盖板(20)，所述外装盖板(20)上安装有第一驱动电机(4)，所述第一驱动电机(4)用于驱动其中之一的导轮(21)转动，两个导轮(21)之间套有传动带(22)，所述滑轨(3)上安装有滑块(5)，所述滑块(5)的一侧与传动带(22)连接，所述行程架(6)通过滑块(5)与所述滑轨(3)可动配合。

3.根据权利要求2所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述滑块(5)上安装有第二驱动电机(15)，所述行程架(6)的底部与第二电机(15)的转轴套装。

4.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述行程架(6)内安装有螺杆(8)，所述移动块(9)套在螺杆(8)上，所述螺杆(8)受驱动于行程架(6)顶部安装的第三驱动电机(7)。

5.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述搭载架(10)呈“匚”字形，且外侧安装有用于驱动转动支臂(11)转动的第四驱动电机(12)。

6.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述车体(1)配备的车轮(18)采用麦克纳姆轮。

7.根据权利要求1所述的一种灭火机器人，其特征在于，所述检测单元(17)包括：

主控模块以及采集模块(23)，其中：

所述主控模块安装在车体(1)上，用于处理采集模块(23)数据，控制电机以及车体(1)行走；

所述采集模块(23)安装在车体(1)的四周，且包括：

红外摄像头(006)，检测火源位置以及位置；

烟雾传感器阵列(005)，用于检测烟雾浓度；

火焰传感器阵列(007)，用于辅助红外摄像头(006)精准捕捉火源位置及火势大小。

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