CN219963827U - 一种可自降温的避障消防机器人 - Google Patents

Abstract

一种可自降温的避障消防机器人。本实用新型涉及消防机器人技术领域。本实用新型为了解决现有消防机器人无法近距离或长时间在高温环境中作业的问题。本实用新型包括底盘、升降大臂、前臂、支臂、摄像头、回转机构、俯仰转动机构、旋转机构、喷淋头组件、水管缠绕机构、两组履带式车轮，升降大臂的下端通过回转机构与底盘上端面的前侧转动连接，前臂的后端通过俯仰转动机构与升降大臂的上端转动连接，支臂的下端通过旋转机构与前臂的前端转动连接，支臂的上端与喷淋头组件的下端固接，摄像头固接在喷淋头组件上，喷淋头组件的前端设有喷头，喷淋头组件的上部设有淋水盘，水管缠绕机构固接在底盘上端面的后部。本实用新型用于消防救援。

Description

一种可自降温的避障消防机器人

技术领域

本实用新型涉及消防机器人技术领域，具体涉及一种可自降温的避障消防机器人。

背景技术

消防机器人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。化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故一旦发生，消防员将会面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境，救援过程存在极大的危险性，需要消防人员穿戴相应的防护设备进入现场进行救援，防护设备穿戴不便，救援人员行动受限，且救援环境十分恶劣，危险性极高。消防机器人不但能够协助获得更多现场信息，还能进入各种危险区域，提升了消防官兵灭火救援的能力和效率，更能大大减少消防员进入危险区域的次数，有效保障相关人员的生命安全。然而现有的消防机器人，如中国专利申请公开号为CN218391985U的专利，公开了一种带有消防水管固定机构的消防机器人，仅能实现消防水管的固定和喷射作业角度的调节，然而由于消防机器人在作业时需要近距离靠近火灾现场，作业环境温度较高，消防机器人自身也受到高温烘烤，导致消防机器人的自身结构受到高温破坏，造成损毁，因此消防机器人的适用环境受限，无法近距离或长时间在高温环境中作业。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有消防机器人无法近距离或长时间在高温环境中作业的问题，进而提出一种可自降温的避障消防机器人。

本实用新型为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种可自降温的避障消防机器人包括底盘、升降大臂、前臂、支臂、摄像头、回转机构、俯仰转动机构、旋转机构、喷淋头组件、水管缠绕机构、两组履带式车轮，底盘的两侧分别各设有一组履带式车轮，升降大臂竖直设置，升降大臂的下端通过回转机构与底盘上端面的前侧转动连接，前臂的后端通过俯仰转动机构与升降大臂的上端转动连接，支臂的下端通过旋转机构与前臂的前端转动连接，支臂的上端与喷淋头组件的下端固接，摄像头固接在喷淋头组件上，喷淋头组件的前端设有喷头，喷淋头组件的上部设有淋水盘，水管缠绕机构固接在底盘上端面的后部，底盘、升降大臂、前臂、支臂和摄像头上均设有温度传感器。

进一步地，所述喷淋头组件包括连接座、喷水管道、淋水管道、水管接口、喷水阀门和淋水阀门，连接座的下端与支臂的上端垂直固接，喷水管道后端外侧壁的下部与连接座的上端固接，喷水阀门设置在喷水管道的前端，喷头设置在喷水管道前端的端部，水管接口设置在喷水管道后端的端部，淋水管道垂直设置在喷水管道的上部，淋水管道的下端与喷水管道的中部相连通，淋水阀门设置在淋水管道的上端，淋水盘设置在淋水管道上端的端部。

进一步地，所述喷水阀门和淋水阀门均为电磁阀门。

进一步地，所述淋水盘包括圆盘和连接管道，圆盘的内部开设有圆形腔体，圆盘的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个淋水通道，淋水通道的内侧端与圆形腔体相连通，圆盘下端面的中部开设有连接孔，连接孔的内侧端与圆形腔体相连通，连接管道垂直固接在圆盘下端的中部，连接管道的上端与连接孔的外侧端相连通，连接管道的下端与淋水管道上端的端部相连通。

进一步地，所述淋水通道由内至外向下倾斜设置。

进一步地，所述水管接口与水管缠绕机构之间设有连接水管，连接水管与水管接口和水管缠绕机构之间分别通过旋转接头连接。

进一步地，所述水管缠绕机构包括底座、缠绕辊、步进电机、主动带轮、从动带轮、丝杠、螺母、导向杆、导向滚轮、限位架、传动带和两个固定架，底座固接在底盘上端面的后部，缠绕辊设置在底座上端面的前侧，缠绕辊的一端与步进电机的输出轴连接，主动带轮设置在步进电机的输出轴上，丝杠平行设置在缠绕辊的后侧，导向杆平行设置在丝杠的上部，丝杠和导向杆的端部通过固定架与底座的上端面连接，从动带轮设置在丝杠的一端，主动带轮与从动带轮之间通过传动带连接，螺母套装在丝杠上且与丝杠转动连接，螺母的上端固接有限位架，导向滚轮设置在限位架内，导向滚轮套装在导向杆上，消防水管的一端设置在导向滚轮上部的滚槽与限位架的上端限位板之间，消防水管的另一端固接在缠绕辊另一端的中部，且通过旋转接头与连接水管相连通。

进一步地，所述回转机构包括回转电机、固定圆盘和转动圆盘，固定圆盘设置在底盘的上端面上，转动圆盘设置在固定圆盘的上端，回转电机竖直向上设置在底盘的内部，回转电机的输出轴穿过固定圆盘后与转动圆盘的中部固接，升降大臂的下端与转动圆盘上端面的中部固接。

进一步地，所述俯仰转动机构包括俯仰电机和俯仰电机座，俯仰电机座固接在升降大臂上端的一侧，俯仰电机水平固接在俯仰电机座上，俯仰电机的输出轴穿过升降大臂后与前臂的后端侧壁固接。

进一步地，所述旋转机构包括旋转电机和旋转电机座，旋转电机座固接在前臂前端的一侧，旋转电机水平固接在旋转电机座上，旋转电机的输出轴穿过前臂后与支臂的下端侧壁固接。

本实用新型与现有技术相比包含的有益效果是：

1、本实用新型设有喷淋头组件，与消防水管连接，喷头可以实现对救援现场的喷射灭火作业，淋水盘可以实现对消防机器人自身的淋水降温，防止机器人自身温度过高而导致设备损毁，使机器人可以近距离且长时间在高温环境中作业，扩大了适用范围。

2、本实用新型中的喷淋头组件可以通过回转机构、升降大臂、俯仰转动机构和旋转机构实现回转、升降和喷射角度的调节，涵盖范围广，满足灭火救援的使用需求。

3、本实用新型中的水管缠绕机构，可以在机器人前进的同时，同步释放消防水管，防止机器人前进的过程中，拖拽消防水管，造成水管的缠绕打结，拖拽的过程中发生剐蹭破损，对水流造成阻碍或泄漏，影响救援。

4、本实用新型中在机器人上设置摄像头，可以通过成像设备直接观察机器人到达的位置及其周围的环境，便于了解现场状况。

5、本实用新型中通过两组履带式车轮实现机器人的行走，履带式的结构能够便于机器人实现避障，便于实现在崎岖地面上的行走，不易倾覆。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型中喷淋头组件的结构示意图；

图3是本实用新型中淋水盘7的主视剖视图；

图4是本实用新型中水管缠绕机构的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述一种可自降温的避障消防机器人包括底盘1、升降大臂3、前臂4、支臂5、摄像头8、回转机构、俯仰转动机构、旋转机构、喷淋头组件、水管缠绕机构、两组履带式车轮2，底盘1的两侧分别各设有一组履带式车轮2，升降大臂3竖直设置，升降大臂3的下端通过回转机构与底盘1上端面的前侧转动连接，前臂4的后端通过俯仰转动机构与升降大臂3的上端转动连接，支臂5的下端通过旋转机构与前臂4的前端转动连接，支臂5的上端与喷淋头组件的下端固接，摄像头8固接在喷淋头组件上，喷淋头组件的前端设有喷头6，喷淋头组件的上部设有淋水盘7，水管缠绕机构固接在底盘1上端面的后部，底盘1、升降大臂3、前臂4、支臂5和摄像头8上均设有温度传感器。

所述喷淋头组件，与消防水管28连接，喷头6可以实现对救援现场的喷射灭火作业，淋水盘7可以实现对消防机器人自身的淋水降温，防止机器人自身温度过高而导致设备损毁，使机器人可以近距离且长时间在高温环境中作业，扩大了适用范围。

所述喷淋头组件可以通过回转机构、升降大臂3、俯仰转动机构和旋转机构实现回转、升降和喷射角度的调节，涵盖范围广，满足灭火救援的使用需求。

所述水管缠绕机构，可以在机器人前进的同时，同步释放消防水管28，防止机器人前进的过程中，拖拽消防水管28，造成水管的缠绕打结，拖拽的过程中发生剐蹭破损，对水流造成阻碍或泄漏，影响救援。

所述摄像头8，可以通过成像设备直接观察机器人到达的位置及其周围的环境，便于了解现场状况。

所述两组履带式车轮2实现机器人的行走，履带式的结构能够便于机器人实现避障，便于实现在崎岖地面上的行走，不易倾覆。

所述机器人还包括控制箱，控制箱设置在底盘1内，且外侧设有防护盖板，防止发生误碰。控制箱为整个机器人提供电源，远程控制设备与控制箱之间通过无线电连接，远程控制设备通过控制箱实现履带式车轮2的行走、升降大臂3的升降、摄像头8的焦距调节、回转机构的回转、俯仰转动机构和旋转机构的转动及喷淋头组件中喷头6和淋水盘7的开关。底盘1、升降大臂3、前臂4、支臂5和摄像头8上均设有温度传感器，温度传感器将信号传递给控制箱，当温度传感器监测到的温度过高时，控制箱开启淋水盘7的控制阀门，对机器人进行淋水降温，当温度传感器监测到的温度低于既定值时，控制箱关闭淋水盘7的控制阀门。

具体实施方式二：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述喷淋头组件包括连接座9、喷水管道10、淋水管道11、水管接口12、喷水阀门13和淋水阀门14，连接座9的下端与支臂5的上端垂直固接，喷水管道10后端外侧壁的下部与连接座9的上端固接，喷水阀门13设置在喷水管道10的前端，喷头6设置在喷水管道10前端的端部，水管接口12设置在喷水管道10后端的端部，淋水管道11垂直设置在喷水管道10的上部，淋水管道11的下端与喷水管道10的中部相连通，淋水阀门14设置在淋水管道11的上端，淋水盘7设置在淋水管道11上端的端部。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

所述摄像头8固接在喷水管道10的上端，摄像头8为防水摄像头。机器人的整个机身均为防水结构。

如此设计通过水管接口12连接消防水管28，与水源连接，水流经过喷水管道10进入到喷头6，实现喷射，通过喷水阀门13实现喷射的开关控制；水流经过淋水管道11进入到淋水盘7，实现对自身的淋水降温，通过淋水阀门14实现淋水的开关控制。

具体实施方式三：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述喷水阀门13和淋水阀门14均为电磁阀门。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。

如此设计通过远程电信号的控制即可实现对喷水阀门13和淋水阀门14的开关和流量调节控制。

具体实施方式四：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述淋水盘7包括圆盘7-1和连接管道7-2，圆盘7-1的内部开设有圆形腔体7-3，圆盘7-1的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个淋水通道7-4，淋水通道7-4的内侧端与圆形腔体7-3相连通，圆盘7-1下端面的中部开设有连接孔7-5，连接孔7-5的内侧端与圆形腔体7-3相连通，连接管道7-2垂直固接在圆盘7-1下端的中部，连接管道7-2的上端与连接孔7-5的外侧端相连通，连接管道7-2的下端与淋水管道11上端的端部相连通。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。

如此设计水流从连接管道7-2进入到圆盘7-1内的圆形腔体7-3中，再由圆形腔体7-3进入到多个淋水通道7-4中流出。

具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述淋水通道7-4由内至外向下倾斜设置。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式四相同。

其中淋水通道7-4可设置多组，多组淋水通道7-4沿圆盘7-1的高度方向上均布设置，每组淋水通道7-4的倾斜角度均不相同，每组淋水通道7-4在圆盘7-1的外侧壁上沿圆周方向均布设置，通过不同角度倾斜设置的淋水通道7-4实现机器人的整体淋水降温。

具体实施方式六：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述水管接口12与水管缠绕机构之间设有连接水管15，连接水管15与水管接口12和水管缠绕机构之间分别通过旋转接头连接。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式二相同。

如此设计水管接口12与消防水管28之间通过连接水管15连接，且管道之间均通过旋转接头连接，防止水管缠绕机构在转动时防止管道自身发生旋转缠绕。

具体实施方式七：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述水管缠绕机构包括底座16、缠绕辊17、步进电机18、主动带轮19、从动带轮20、丝杠21、螺母22、导向杆23、导向滚轮24、限位架25、传动带27和两个固定架26，底座16固接在底盘1上端面的后部，缠绕辊17设置在底座16上端面的前侧，缠绕辊17的一端与步进电机18的输出轴连接，主动带轮19设置在步进电机18的输出轴上，丝杠21平行设置在缠绕辊17的后侧，导向杆23平行设置在丝杠21的上部，丝杠21和导向杆23的端部通过固定架26与底座16的上端面连接，从动带轮20设置在丝杠21的一端，主动带轮19与从动带轮20之间通过传动带27连接，螺母22套装在丝杠21上且与丝杠21转动连接，螺母22的上端固接有限位架25，导向滚轮24设置在限位架25内，导向滚轮24套装在导向杆23上，消防水管28的一端设置在导向滚轮24上部的滚槽与限位架25的上端限位板之间，消防水管28的另一端固接在缠绕辊17另一端的中部，且通过旋转接头与连接水管15相连通。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式六相同。

所述缠绕辊17通过两端设置的连接座设置在底座16的上端，缠绕辊17的转轴通过轴承与连接座转动连接。丝杠21的端部与固定架26之间转动连接，从动带轮20设置在固定架26的外侧。缠绕辊17的缠绕或释放速度与机器人的行进速度相配合。

如此设计在机器人前进的同时，步进电机18正转带动缠绕辊17同步转动，将消防水管28逐圈释放，在沿途铺设消防水管28。完成作业需要收回消防水管28时，步进电机18反转带动缠绕辊17同步转动，并通过传动带27带动丝杠21转动，导向滚轮24的导向作用，使得在缠绕辊17缠绕消防水管28时，沿一侧至另一侧逐步缠绕，完成消防水管28的缠绕收回，为缠绕过程起到导向作用。其中限位架25用于将消防水管28限制在导向滚轮24的滚槽内。

具体实施方式八：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述回转机构包括回转电机、固定圆盘29和转动圆盘30，固定圆盘29设置在底盘1的上端面上，转动圆盘30设置在固定圆盘29的上端，回转电机竖直向上设置在底盘1的内部，回转电机的输出轴穿过固定圆盘29后与转动圆盘30的中部固接，升降大臂3的下端与转动圆盘30上端面的中部固接。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

如此设计通过回转电机驱动转动圆盘30回转，实现转动圆盘30和固定圆盘29的相对转动，实现升降大臂3的转动。

所述升降大臂3为液压缸或电推杆。

具体实施方式九：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述俯仰转动机构包括俯仰电机31和俯仰电机座，俯仰电机座固接在升降大臂3上端的一侧，俯仰电机31水平固接在俯仰电机座上，俯仰电机31的输出轴穿过升降大臂3后与前臂4的后端侧壁固接。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

如此设计通过俯仰电机31驱动前臂4后端转动，实现前臂4绕升降大臂3上端沿竖直方向进行俯仰调节。

具体实施方式十：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述旋转机构包括旋转电机32和旋转电机座，旋转电机座固接在前臂4前端的一侧，旋转电机32水平固接在旋转电机座上，旋转电机32的输出轴穿过前臂4后与支臂5的下端侧壁固接。本实施方式中未公开的技术特征与具体实施方式一相同。

所述通过旋转电机32驱动支臂5下端转动，实现支臂5绕前臂4前端进行倾角调节。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：它包括底盘(1)、升降大臂(3)、前臂(4)、支臂(5)、摄像头(8)、回转机构、俯仰转动机构、旋转机构、喷淋头组件、水管缠绕机构、两组履带式车轮(2)，底盘(1)的两侧分别各设有一组履带式车轮(2)，升降大臂(3)竖直设置，升降大臂(3)的下端通过回转机构与底盘(1)上端面的前侧转动连接，前臂(4)的后端通过俯仰转动机构与升降大臂(3)的上端转动连接，支臂(5)的下端通过旋转机构与前臂(4)的前端转动连接，支臂(5)的上端与喷淋头组件的下端固接，摄像头(8)固接在喷淋头组件上，喷淋头组件的前端设有喷头(6)，喷淋头组件的上部设有淋水盘(7)，水管缠绕机构固接在底盘(1)上端面的后部，底盘(1)、升降大臂(3)、前臂(4)、支臂(5)和摄像头(8)上均设有温度传感器。

2.根据权利要求1所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述喷淋头组件包括连接座(9)、喷水管道(10)、淋水管道(11)、水管接口(12)、喷水阀门(13)和淋水阀门(14)，连接座(9)的下端与支臂(5)的上端垂直固接，喷水管道(10)后端外侧壁的下部与连接座(9)的上端固接，喷水阀门(13)设置在喷水管道(10)的前端，喷头(6)设置在喷水管道(10)前端的端部，水管接口(12)设置在喷水管道(10)后端的端部，淋水管道(11)垂直设置在喷水管道(10)的上部，淋水管道(11)的下端与喷水管道(10)的中部相连通，淋水阀门(14)设置在淋水管道(11)的上端，淋水盘(7)设置在淋水管道(11)上端的端部。

3.根据权利要求2所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述喷水阀门(13)和淋水阀门(14)均为电磁阀门。

4.根据权利要求2所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述淋水盘(7)包括圆盘(7-1)和连接管道(7-2)，圆盘(7-1)的内部开设有圆形腔体(7-3)，圆盘(7-1)的外侧壁上沿圆周方向均布设有多个淋水通道(7-4)，淋水通道(7-4)的内侧端与圆形腔体(7-3)相连通，圆盘(7-1)下端面的中部开设有连接孔(7-5)，连接孔(7-5)的内侧端与圆形腔体(7-3)相连通，连接管道(7-2)垂直固接在圆盘(7-1)下端的中部，连接管道(7-2)的上端与连接孔(7-5)的外侧端相连通，连接管道(7-2)的下端与淋水管道(11)上端的端部相连通。

5.根据权利要求4所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述淋水通道(7-4)由内至外向下倾斜设置。

6.根据权利要求2所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述水管接口(12)与水管缠绕机构之间设有连接水管(15)，连接水管(15)与水管接口(12)和水管缠绕机构之间分别通过旋转接头连接。

7.根据权利要求6所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述水管缠绕机构包括底座(16)、缠绕辊(17)、步进电机(18)、主动带轮(19)、从动带轮(20)、丝杠(21)、螺母(22)、导向杆(23)、导向滚轮(24)、限位架(25)、传动带(27)和两个固定架(26)，底座(16)固接在底盘(1)上端面的后部，缠绕辊(17)设置在底座(16)上端面的前侧，缠绕辊(17)的一端与步进电机(18)的输出轴连接，主动带轮(19)设置在步进电机(18)的输出轴上，丝杠(21)平行设置在缠绕辊(17)的后侧，导向杆(23)平行设置在丝杠(21)的上部，丝杠(21)和导向杆(23)的端部通过固定架(26)与底座(16)的上端面连接，从动带轮(20)设置在丝杠(21)的一端，主动带轮(19)与从动带轮(20)之间通过传动带(27)连接，螺母(22)套装在丝杠(21)上且与丝杠(21)转动连接，螺母(22)的上端固接有限位架(25)，导向滚轮(24)设置在限位架(25)内，导向滚轮(24)套装在导向杆(23)上，消防水管(28)的一端设置在导向滚轮(24)上部的滚槽与限位架(25)的上端限位板之间，消防水管(28)的另一端固接在缠绕辊(17)另一端的中部，且通过旋转接头与连接水管(15)相连通。

8.根据权利要求1所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述回转机构包括回转电机、固定圆盘(29)和转动圆盘(30)，固定圆盘(29)设置在底盘(1)的上端面上，转动圆盘(30)设置在固定圆盘(29)的上端，回转电机竖直向上设置在底盘(1)的内部，回转电机的输出轴穿过固定圆盘(29)后与转动圆盘(30)的中部固接，升降大臂(3)的下端与转动圆盘(30)上端面的中部固接。

9.根据权利要求1所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述俯仰转动机构包括俯仰电机(31)和俯仰电机座，俯仰电机座固接在升降大臂(3)上端的一侧，俯仰电机(31)水平固接在俯仰电机座上，俯仰电机(31)的输出轴穿过升降大臂(3)后与前臂(4)的后端侧壁固接。

10.根据权利要求1所述一种可自降温的避障消防机器人，其特征在于：所述旋转机构包括旋转电机(32)和旋转电机座，旋转电机座固接在前臂(4)前端的一侧，旋转电机(32)水平固接在旋转电机座上，旋转电机(32)的输出轴穿过前臂(4)后与支臂(5)的下端侧壁固接。