本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種消防機器人。

背景技術(shù)：

目前的消防機器人多以滅火功能為主，缺乏火場資訊收集功能，并因無線遙控技術(shù)的限制，無法在室外、障礙物多的空間操作。以致目前消防機器人在火場的使用案例中，都是在火場外部進(jìn)行滅火的工作，無法展現(xiàn)消防機器人的特殊性。

在消防處理的過程中，消防人員最需要的是除了有滅火功能的機器人外，還需在火后進(jìn)入現(xiàn)場勘查，避免消防人員因火后建筑物本身結(jié)構(gòu)脆弱，或是余灰未燃的情況造成二次火難導(dǎo)致消防人員傷亡事情發(fā)生。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明提出一種消防機器人。

一種消防機器人，包括行走裝置、與行走裝置相連的機器人平臺、安裝在機器人平臺外側(cè)的防護(hù)外罩、安裝在機器人平臺上的電控箱、安裝在機器人平臺上的消防炮塔、安裝在消防炮塔上的雷射測距儀和熱顯像儀，所述防護(hù)外罩上安裝有攝像機，所述機器人平臺的前部安裝有氣體偵測裝置。

所述消防炮塔上安裝有消防瞄子，所述雷射測距儀、熱顯像儀均安裝在消防瞄子上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述機器人平臺上安裝有與消防炮塔通過管道連通的一號電動閥、與一號電動閥相連的一號快速接頭，所述一號快速接頭通過管道與消防車或消防栓相連，與一號快速接頭相連的管道上安裝有信號中繼站。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣體偵測裝置包括安裝在機器人平臺前部且位于防護(hù)外罩前部內(nèi)側(cè)的氣體偵測器、安裝在防護(hù)外罩的前部上側(cè)、前部下側(cè)、前部左側(cè)、前部右側(cè)上的風(fēng)扇，所述風(fēng)扇與氣體偵測器之間通過管道相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述防護(hù)外罩的前端安裝有水霧冷卻系統(tǒng),所述防護(hù)外罩為雙層鈑金結(jié)構(gòu)。所述水霧冷卻系統(tǒng)包括若干個安裝在防護(hù)外罩雙層鈑金之間的水霧噴頭，所述水霧噴頭通過管道與一號快速接頭相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電控箱內(nèi)部設(shè)置有冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)為液態(tài)二氧化碳或冷卻機，所述冷卻系統(tǒng)設(shè)置在機器人平臺上，通過管線將冷卻液輸送至電控箱內(nèi)部進(jìn)行冷卻，所述冷卻系統(tǒng)也可設(shè)置在室外操控端并通過管線與機器人相連進(jìn)行冷卻。所述冷去系統(tǒng)上連接有二號電動閥，所述二號電動閥與電控箱上的管道之間連接有二號快速接頭。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述行走裝置包括行走機構(gòu)、與行走機構(gòu)相連的換擋機構(gòu)、與換擋機構(gòu)相連的主馬達(dá)，所述行走機構(gòu)為履帶結(jié)構(gòu)、輪型結(jié)構(gòu)或軌道結(jié)構(gòu)中的任一種。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述換擋機構(gòu)包括機架、安裝在機架上的輸入軸和輸出軸、均安裝在輸入軸和輸出軸上的第一齒輪組和第二齒輪組、安裝在機架上的且中部設(shè)置有齒條的撥桿、安裝在機架上的換擋馬達(dá)、與換擋馬達(dá)相連的且與撥桿上的齒條相嚙合的小齒輪，所述撥桿上固定有兩端面上均安裝有轉(zhuǎn)盤的安裝板，所述轉(zhuǎn)盤上固定有銷，所述第一齒輪組和第二齒輪組上均設(shè)置有與銷配合的孔。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述行走機構(gòu)的履帶結(jié)構(gòu)包括履帶、承載板、安裝在承載板左端且與履帶配合的主動輪，安裝在承載板上且與履帶配合使用的三角座組、前導(dǎo)輪組、張力機構(gòu)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述三角座組包括與承載板鉸接的第一避震彈簧、第二避震彈簧、中部與第一避震彈簧鉸接的第一角板、與第一角板的一端鉸接的第一杠桿、與第一杠桿兩端相連的第一底滾輪、一端與第一角板的另一端鉸接且中部與第二避震彈簧鉸接的第二角板、與第二角板遠(yuǎn)離第一角板的一端鉸接的第二杠桿、與第二杠桿兩端相連的第二底滾輪。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述前導(dǎo)輪組包括與承載板鉸接的第三避震彈簧、與第三避震彈簧遠(yuǎn)離承載板的一端鉸接的第三杠桿、與第三杠桿兩端相連的導(dǎo)輪。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述張力機構(gòu)包括與承載板固連的輪架、與輪架的中部鉸接且固定在承載板上的斜撐架、安裝在輪架上遠(yuǎn)離承載板的一端且與履帶配合的張力輪。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述防護(hù)外罩的上安裝有l(wèi)ed燈,所述與機器人相連的外部消防水帶上設(shè)置有與led燈配合使用的led光源引導(dǎo)裝置，所述防護(hù)外罩上位于led燈上方設(shè)置有紅外溫度傳感器，所述紅外溫度傳感器在消防機械人中通過網(wǎng)絡(luò)通信快速響應(yīng),偵測環(huán)境的范圍溫度從-30到1600℃。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電控箱內(nèi)設(shè)置有溫度感應(yīng)器，溫度感應(yīng)器在機器人中用于顯示環(huán)境中的溫度及濕度，也可以及時的與各項通訊手機及智能藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述機器人的前方、下方、后方位置處安裝有固定在防護(hù)外罩內(nèi)部的接近開關(guān)，所述接近開關(guān)包括感應(yīng)器本體、圓柱桿，所述圓柱桿為模擬感應(yīng)器測量光束。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述消防瞄子上設(shè)置有瞄子控制器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電控箱內(nèi)包括控制系統(tǒng)、與控制系統(tǒng)相連的電池、與控制系統(tǒng)相連的第一無線發(fā)射接收器、與電池和第一無線發(fā)射接收器相連的電腦、與電腦相連的界面顯示器、與第一無線發(fā)射接收器配合使用的第二無線發(fā)射接收器、與第二無線發(fā)射接收器相連的瞄子控制器。

所述機器人的周圍設(shè)置有局域網(wǎng)lan，機器人通過lan與操控臺實現(xiàn)信息交流，并通過操控臺操控機器人。

所述控制系統(tǒng)與行走裝置中的主馬達(dá)相連，以控制行走裝置的前后左右運轉(zhuǎn)，另外控制系統(tǒng)還與led燈、攝像機、一號電動閥、二號電動閥相連，分別控制led燈照明、攝像機工作、一號電動閥和二號電動閥啟動。所述控制系統(tǒng)通過lan連接第一無線發(fā)射接收器，第一無線發(fā)射接收器和溫度感應(yīng)器通過lan控制紅外溫度傳感器、接近開關(guān)進(jìn)行工作。

所述電池連接有穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器用于維持電控箱中電壓穩(wěn)定，所述瞄子控制器通過第二無線發(fā)射接收器接收指令，與小馬達(dá)相連，控制消防瞄子進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

此外，本發(fā)明的機器人平臺還安裝有具備指向性的beacon/rfid接收器。

本發(fā)明配備雷射測距儀、熱顯像儀、攝影機和氣體偵測器，能夠?qū)崿F(xiàn)氣體偵測、熱影成像以及人員搜索功能；機器人自帶冷卻降溫功能；設(shè)置led燈光引導(dǎo)，使得人員撤離更安全；采用信號中繼站，能夠消除遙控死角，增強傳輸遙控距離；適應(yīng)場所能力強，能夠?qū)崿F(xiàn)野外操作；同時本發(fā)明采用獨立模塊化設(shè)計，各個模塊能夠與其他設(shè)備配合使用，整個發(fā)明自動化和智能化程度高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1為本發(fā)明的立體圖一；

圖2為本發(fā)明去除部分機構(gòu)后的立體圖；

圖3為本發(fā)明的消防炮塔立體圖；

圖4為本發(fā)明的氣體偵測裝置立體圖；

圖5為本發(fā)明部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明的水霧冷卻系統(tǒng)立體圖；

圖7為本發(fā)明的電控箱冷卻系統(tǒng)立體圖；

圖8為本發(fā)明中的接近開關(guān)的結(jié)構(gòu)圖；

圖9為本發(fā)明的立體圖二；

圖10為圖9的b處局部放大圖；

圖11為本發(fā)明的行走裝置部分立體圖；

圖12為本發(fā)明的換擋機構(gòu)立體圖；

圖13為圖12的a處局部放大圖；

圖14為本發(fā)明的行走機構(gòu)立體圖；

圖15為圖14的三角座組立體圖；

圖16為圖14的前導(dǎo)輪組立體圖；

圖17為圖14的張力機構(gòu)立體圖；

圖18為本發(fā)明的電控箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖19為本發(fā)明的控制框圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面對本發(fā)明進(jìn)一步闡述。

如圖1至圖19所示，一種消防機器人，包括行走裝置1、與行走裝置1相連的機器人平臺2、安裝在機器人平臺2外側(cè)的防護(hù)外罩3、安裝在機器人平臺2上的電控箱4、安裝在機器人平臺2上的消防炮塔5、安裝在消防炮塔5上的雷射測距儀6和熱顯像儀7，所述防護(hù)外罩3上安裝有攝像機15，所述機器人平臺2的前部安裝有氣體偵測裝置8。

所述消防炮塔5上設(shè)置有消防瞄子9，所述雷射測距儀6、熱顯像儀7均安裝在消防瞄子9上。通過熱顯像儀7辨識火源、熱源，再搭配雷射測距儀6，透過控制系統(tǒng)計算出消防瞄子9的瞄準(zhǔn)角度與距離，自動導(dǎo)引消防瞄子9朝目標(biāo)噴水進(jìn)行滅火，所述攝像機15能夠?qū)饒銮闆r進(jìn)行實施記錄并將影像傳遞給操控臺。

所述機器人平臺2上安裝有與消防炮塔5通過管道連通的一號電動閥16、與一號電動閥16相連的一號快速接頭17，所述一號快速接頭17通過管道與消防車或消防栓相連，與一號快速接頭17相連的管道上安裝有信號中繼站。鑒于一般的機器人遠(yuǎn)程操控易受障礙物限制，通過設(shè)置信號中繼站能夠消除障礙物死角，增加傳輸距離遠(yuǎn)，所述消防炮塔5采用模塊化設(shè)計，可拆卸安裝與固定架、消防車、云梯車等使用。

所述氣體偵測裝置8包括安裝在機器人平臺2前部且位于防護(hù)外罩3前部內(nèi)側(cè)的氣體偵測器81、安裝在防護(hù)外罩3的前部上側(cè)、前部下側(cè)、前部左側(cè)、前部右側(cè)上的風(fēng)扇82，所述風(fēng)扇82與氣體偵測器81之間通過管道相連，由于氣體有比重的特性，為了提高氣體偵測裝置的精確性，將風(fēng)扇82分別布置在防護(hù)外罩3的前部上側(cè)、前部下側(cè)、前部左側(cè)、前部右側(cè)，啟動風(fēng)扇82后，將氣體吸入到氣體偵測器81內(nèi)進(jìn)行混合整流和檢測。

所述防護(hù)外罩3的前端安裝有水霧冷卻系統(tǒng)10，所述防護(hù)外罩3為雙層鈑金結(jié)構(gòu)。所述水霧冷卻系統(tǒng)10包括若干個安裝在防護(hù)外罩3雙層鈑金之間的水霧噴頭101，所述水霧噴頭101通過管道與快速接頭16相連。采用水霧冷卻系統(tǒng)10能夠?qū)崿F(xiàn)對自身防火降溫，且利用來自消防水帶的水進(jìn)行降溫，提高了水的利用率，同時降溫的水還能夠循環(huán)使用滅火。

所述電控箱4內(nèi)部設(shè)置有冷卻系統(tǒng)20，所述冷卻系統(tǒng)20為液態(tài)二氧化碳或冷卻機，所述冷卻系統(tǒng)20設(shè)置在機器人平臺2上通過管線連接電控箱4進(jìn)行冷卻，所述冷卻系統(tǒng)20也可設(shè)置在室外操控端并通過管線與機器人相連進(jìn)行冷卻。所述冷去系統(tǒng)20上連接有二號電動閥18，所述二號電動閥18與電控箱4上的管道之間連接有二號快速接頭19。

所述行走裝置1包括行走機構(gòu)11、與行走機構(gòu)11相連的換擋機構(gòu)13、與換擋機構(gòu)13相連的主馬達(dá)12，所述行走機構(gòu)11為履帶結(jié)構(gòu)、輪型結(jié)構(gòu)或軌道結(jié)構(gòu)中的任一種。

所述換擋機構(gòu)13包括機架130、安裝在機架130上的輸入軸131和輸出軸132、均安裝在輸入軸131和輸出軸132上的第一齒輪組133和第二齒輪組134、安裝在機架130上的且中部設(shè)置有齒條的撥桿135、安裝在機架130上的換擋馬達(dá)136、與換擋馬達(dá)136相連的且與撥桿135上的齒條相嚙合的小齒輪136a，所述撥桿135上固定有兩端面上均安裝有轉(zhuǎn)盤138的安裝板137，所述轉(zhuǎn)盤138上固定有銷138a，所述第一齒輪組133和第二齒輪組134上均設(shè)置有與銷138a配合的孔139。

所述第一齒輪組133和第二齒輪組134之間的距離大于兩銷138a的頂面之間的距離，所述第一齒輪組133的傳動比大于第二齒輪組134的傳動比。

換擋時，起初所述的第一齒輪組133和第二齒輪組134在主馬達(dá)12的帶動下處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)換擋馬達(dá)136驅(qū)動小齒輪136a轉(zhuǎn)動，小齒輪136a與撥桿135上的齒條嚙合，使撥桿135沿輸出軸132的軸線方向水平運動，當(dāng)轉(zhuǎn)盤138上的銷138a與第一齒輪組133上的孔139配合時，輸出軸132與第一齒輪組133相連，由于第一齒輪組133之間的傳動比大，行走裝置1進(jìn)行一檔低速前進(jìn)，當(dāng)擋馬達(dá)136驅(qū)動撥桿135使轉(zhuǎn)盤138上的銷138a與第二齒輪組134上的孔139配合時，輸出軸132與第二齒輪組134相連，由于第二齒輪組134的傳動比小，行走裝置1進(jìn)行二檔高速前進(jìn)。

所述行走機構(gòu)的履帶結(jié)構(gòu)包括履帶11、承載板111、安裝在承載板111左端且與履帶11配合的主動輪110，安裝在承載板111上且與履帶11配合使用的三角座組、前導(dǎo)輪組、張力機構(gòu)。所述主動輪110與輸出軸132相連實現(xiàn)運動。

所述三角座組包括與承載板111鉸接的第一避震彈簧112、第二避震彈簧113、中部與第一避震彈簧112鉸接的第一角板114、與第一角板114的一端鉸接的第一杠桿115、與第一杠桿115兩端相連的第一底滾輪116、一端與第一角板114的另一端鉸接且中部與第二避震彈簧113鉸接的第二角板117、與第二角板117遠(yuǎn)離第一角板114的一端鉸接的第二杠桿118、與第二杠桿118兩端相連的第二底滾輪119。通過第一避震彈簧112、第二避震彈簧113實現(xiàn)履帶結(jié)構(gòu)的彈性緩沖。

所述前導(dǎo)輪組包括與承載板111鉸接的第三避震彈簧121、與第三避震彈簧121遠(yuǎn)離承載板111的一端鉸接的第三杠桿122、與第三杠桿122兩端相連的導(dǎo)輪123，所述張力機構(gòu)包括與承載板111固連的輪架124、與輪架124的中部鉸接且固定在承載板111上的斜撐架125、安裝在輪架124上遠(yuǎn)離承載板111的一端且與履帶配合的張力輪126。

所述防護(hù)外罩3的前端安裝有l(wèi)ed燈14。外部消防水帶上設(shè)置有l(wèi)ed光源引導(dǎo)裝置，與led燈14配合形成光源線方便人員確認(rèn)出口方向并安全撤離。所述防護(hù)外罩3上位于led燈14的上方設(shè)置有紅外溫度傳感器22，所述紅外溫度傳感器22在消防機械人中通過網(wǎng)絡(luò)通信快速響應(yīng),偵測環(huán)境的范圍溫度從-30到1600℃。

所述電控箱4內(nèi)設(shè)置有溫度感應(yīng)器，溫度感應(yīng)器在消防機械人中用于顯示環(huán)境中的溫度及濕度，也可以及時的與各項通訊手機及智能藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行通信。

所述機器人的前方、下方、后方位置處安裝有固定在防護(hù)外罩3內(nèi)部的接近開關(guān)21，所述接近開關(guān)21包括感應(yīng)器本體、圓柱桿，所述圓柱桿為模擬感應(yīng)器測量光束。

所述機器人上還設(shè)置有接近開關(guān)，所述消防瞄子9上設(shè)置有瞄子控制器。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電控箱4包括控制系統(tǒng)、與控制系統(tǒng)相連的電池、與控制系統(tǒng)相連的第一無線發(fā)射接收器、與電池和第一無線發(fā)射接收器相連的電腦、與電腦相連的界面顯示器、與第一無線發(fā)射接收器配合使用的第二無線發(fā)射接收器、與第二無線發(fā)射接收器相連的瞄子控制器。

所述機器人的周圍設(shè)置有局域網(wǎng)lan，機器人通過lan與操控臺實現(xiàn)信息交流，并通過操控臺操控機器人。

所述控制系統(tǒng)與行走裝置中的主馬達(dá)12相連，以控制行走裝置1的前后左右運轉(zhuǎn)，另外控制系統(tǒng)還與led燈14、攝像機15、一號電動閥16、二號電動閥18相連，分別控制led燈14進(jìn)行照明、攝像機15工作、一號電動閥16和二號電動閥18啟動。所述控制系統(tǒng)通過lan連接第一無線發(fā)射接收器，第一無線發(fā)射接收器和溫度感應(yīng)器通過lan控制紅外溫度傳感器22、接近開關(guān)21進(jìn)行工作。

所述電池連接有穩(wěn)壓器，所述穩(wěn)壓器用于維持電控箱4中電壓穩(wěn)定，所述瞄子控制器通過第二無線發(fā)射接收器接收指令，與小馬達(dá)51相連，控制消防瞄子9進(jìn)行轉(zhuǎn)動。

此外，本發(fā)明的機器人平臺還安裝有具備指向性的beacon/rfid接收器。通過與消防人員身上配置的beacon/rfid發(fā)射器配合，可定位消防人員的位置，方便火場人員搜索管制。

下面將進(jìn)一步對本發(fā)明的使用方法作進(jìn)一步闡述：

本發(fā)明，后臺中控指揮中心通過控制系統(tǒng)控制消防機器人，控制系統(tǒng)控制行走裝置1，驅(qū)動消防機器人進(jìn)入火場，通過消防炮塔5上的雷射測距儀6、熱顯像儀7以及攝影機15確認(rèn)火源位置以及距離，通過消防瞄子9噴水滅火，當(dāng)消防機器人自身溫度過高時，水霧冷卻系統(tǒng)10可以對消防機器人進(jìn)行冷卻降溫，電控箱4內(nèi)部的冷卻系統(tǒng)20對電控箱4內(nèi)部的電路進(jìn)行降溫，機器人在后方協(xié)助滅火時，消防機器人上的beacon/rfid接收器可以接受消防人員身上的beacon/rfid發(fā)射器發(fā)射的信號，對火場人員進(jìn)行搜索管制，當(dāng)遇到情況復(fù)雜，視線受阻嚴(yán)重時，消防機器人上的led燈14打開，配合消防水帶上的led光源引導(dǎo)裝置，火場人員能夠沿著光源進(jìn)行安全撤離，整個滅火過程，機器人可以通過攝像機15將現(xiàn)場情況實施記錄并將影響同步傳遞給外部的操控端。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。