一种面向复杂地面环境的消防灭火机器人制造技术
A fire fighting and extinguishing robot for complex ground environment
The invention relates to a method for complex surface environment of fire-fighting robot, including fire-fighting robot device, control console, fire gun, fire detection module, flame automatic aiming assembly, hose assembly, automatic fall off from the spray assembly, environment parameter acquisition module, can guarantee or improve the fire movement performance and safety in the environment the complex ground, improve the fire load capacity of the robot, improve the rear drag fire hose when tensile ability, ability, ability and obstacle climbing stairs or so rugged \unilateral bridge\ ability, ensure the fire fighting robot in the face of fire on their own body or track burning can still travel movement, improve the interface automatic fire gun drop mechanism in order to improve the success rate of the robot to retreat when the captive, increased automatic fire extinguishing robot Find the fire and fire gun aimed at the automatic control device, thereby improving the efficiency and automation of fire-fighting robot.
【技术实现步骤摘要】
一种面向复杂地面环境的消防灭火机器人
本专利技术属于机器人领域，具体涉及一种面向复杂地面环境的消防灭火机器人。
技术介绍
近年来，火灾事故频发，消防人员伤亡消息不断。在自动控制技术和智能技术不断成熟的当下，由消防机器人、无人侦察机等先机你设备代替消防员，完成消防救援任务已成为可能。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。消防机器人作为一种消防装备，可替代消防人员进入高温、易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行灭火、洗消、排烟、照明、侦查以及数据采集、处理、反馈等，可有效解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以利用其进行先期压制，并根据其反馈结果，及时对灾情做出科学判断，从而对灾害事故现场工作做出正确、合理地决策。目前国内外投入使用的消防机器人一般由带动力的全地形底盘作为行驶与载重基体，在其之上装载灭火设备、洗消设备、排烟设备、照明设备、侦查设备等进行各种特种救援作业，以及装载数据采集、处理、反馈设备进行现场数据反馈，并且配有水雾自保功能抵抗高温高热环境，所有设备的控制及传输均通过无线...
【技术保护点】
一种面向复杂地面环境的消防灭火机器人，其特征在于，包括消防灭火机器人装置、操纵控制台、消防水炮、火灾探察组件、火焰自动瞄准组件、水带自动脱落组件、自喷淋组件、环境参数采集模组，消防水炮、火灾探察组件、火焰自动瞄准组件、自喷淋组件、环境参数采集模组均安装在消防灭火机器人装置上，水带自动脱落组件安装在消防灭火机器人装置的后部；所述消防灭火机器人装置包括消防灭火机器人本体、驱动组件、悬挂组件、履带行走组件、重心调节组件、控制驱动模块、能源模块、主天线、提示组件；所述操纵控制台包括操纵控制台本体、控制摇杆、显示模块、无线天线、控制模块、供电模块、VR操控眼镜；所述消防水炮包括炮头、...
【技术特征摘要】
1.一种面向复杂地面环境的消防灭火机器人，其特征在于，包括消防灭火机器人装置、操纵控制台、消防水炮、火灾探察组件、火焰自动瞄准组件、水带自动脱落组件、自喷淋组件、环境参数采集模组，消防水炮、火灾探察组件、火焰自动瞄准组件、自喷淋组件、环境参数采集模组均安装在消防灭火机器人装置上，水带自动脱落组件安装在消防灭火机器人装置的后部；所述消防灭火机器人装置包括消防灭火机器人本体、驱动组件、悬挂组件、履带行走组件、重心调节组件、控制驱动模块、能源模块、主天线、提示组件；所述操纵控制台包括操纵控制台本体、控制摇杆、显示模块、无线天线、控制模块、供电模块、VR操控眼镜；所述消防水炮包括炮头、进水管、炮头喷射角调节组件、水平角度调节组件、垂向角度调节组件、手动调节组件、固定座、水炮本体；所述火灾探察组件包括火灾探察摄像机、二维云台、支撑座；所述火焰自动瞄准组件包括传感组件、两轴追踪组件、基座；所述水带自动脱落组件包括脱扣驱动电机、环形脱扣组件、脱扣推动挡圈；所述自喷淋组件包括喷淋喷头、电磁阀、喷淋管件；所述环境参数采集模组包括红外和激光组合避障传感器、双目视觉三维成像仪、气体浓度采集组合模组、生命探测模块。2.如权利要求1所述的面向复杂地面环境的消防灭火机器人，其特征在于，所述消防灭火机器人本体外形为不规则长方体，内部中空，是消防灭火机器人装置上各类组件安装的载体平台，中空内部设有驱动组件、重心调节组件，驱动组件包括伺服驱动电机、编码器、减速齿轮箱，伺服驱动电机为两套，其转轴与减速齿轮箱连接并固定在消防灭火机器人本体内部的后侧，左右对称设置；伺服驱动电机通过控制驱动模块中的驱动器实现驱动正反转，实现对驱动轮的正反转控制；编码器安装在伺服驱动电机的转轴后端，测量伺服驱动电机的转速，实现对伺服驱动电机的闭环控制；减速齿轮箱为普通的齿轮箱，减速齿轮箱的动力输入端与伺服驱动电机的转轴连接，其动力输出端为转轴，与悬挂组件中的驱动轮直连；所述悬挂组件包括驱动轮、从动轮、托带轮、承重轮、减震摆臂板、减震阻尼元件、张紧机构、悬挂本体，驱动轮为主动轮组，设置在消防灭火机器人本体后端，数量为两个，左右对称设置，与减速齿轮箱的动力输出轴直连，给履带行走组件提供运动动力；从动轮数量为四个，分两组左右对称放置，每组中的两个并排放置，两组分别架设在悬挂本体两侧，从动轮的转轴安装在悬挂本体上并且与张紧机构连接，从动轮的转动主要依靠履带行走组件驱动；托带轮直径小于驱动轮和从动轮，数量为十六个共八组，每组中的两个并排放置，左右共六组且对称放置，安装在所述悬挂本体的最上端，实现对履带的导向拖动功能，另外两组托带轮安装在最前端减震摆臂板的中下侧；承重轮数量为二十八个，共十四组，左右各七组对称布置，通过转轴分别安装在所述减震摆臂板的最下端，其中，每组左侧的承重轮与履带本体的左侧内沿接触，而右侧的承重轮与履带本体的右侧内沿接触；减震摆臂板呈长条薄板状，数量与承重轮个数一致，共二十八片，分为十四组，左右各七组对称布置，其上端通过转轴连接在悬挂本体横梁上，减震摆臂板中部与所述减震阻尼元件下端连接，减震摆臂板最下端与承重轮连接，减震摆臂板与悬挂本体和减震阻尼元件形成杠杆结构，所述减震摆臂板的角度均呈现与移动底盘前进方向夹角为钝角方向排列；减震阻尼元件为弹性阻尼元件，共十四个分为两组，每组七个设置在左右两个悬挂本体内，减震阻尼元件的上端连接在悬挂本体上，下端固定在各自对应的减震摆臂板上，减震阻尼元件的上、下端均通过转轴与减震摆臂板或悬挂本体连接的；张紧机构安装在悬挂本体内部的前端，其张紧装置与所述从动轮的转轴接触，通过张紧弹簧的左右使从动轮始终向外扩张压缩履带行走组件；悬挂本体为长条片状结构，共四片，两片为一组，每组中的两片悬挂本体安装在消防灭火机器人本体的一侧，悬挂本体通过减速齿轮箱、转轴结构与所述消防灭火机器人本体连接为一个整体，且悬挂本体的内部安装有驱动轮、从动轮、托带轮、减震摆臂板、减震阻尼元件和张紧机构，为悬挂组件的载体平台；履带行走组件包括履带本体、钢丝嵌套组件，履带本体为高效减震防滑抓地履带，包括弹性履带主体、芯骨架、加强防滑条、加强防滑块，分布在由驱动轮、从动轮、托带轮和承重轮组成的不规则环形主体外侧，履带本体的内沿与驱动轮、从动轮、托带轮和承重轮接触，并且履带在其之间滚动铺设，从而带动消防灭火机器人本体运动；钢丝嵌套组件为多个链状结构，材质为不锈钢，宽度稍窄于履带本体的宽度，每个链状结构通过轴连接，形成闭合的椭圆链状环，嵌套在履带本体中间；重心调节组件包括横向调节组件、纵向调节组件、滑动平台，所述横向调节组件为横向放置的直线滑台，包含滑台主体、驱动电机、滑块，通过控制驱动电机可实现对滑块在滑台主体上的位移控制，横向调节组件安装在消防灭火机器人本体内腔的前端处，横向布置；类似的，纵向调节组件为纵向放置的直线滑台，包含滑台主体、驱动电机、滑块，通过控制驱动电机可实现对滑块在滑台主体上的位移控制，纵向调节组件安装在横向调节组件的滑块上，纵向布置；所述滑动平台为方形平板结构，安装在纵向调节组件的滑块上，作为载体平台，其上端固定有大功率锂电池；所述控制驱动模块包括控制器、无线视频发射模块、车载无线传输模块、驱动器、箱体，控制器为消防灭火机器人装置的控制核心，与无线视频传输模块、无线传输模块、驱动器、照明灯、警示灯以及警笛连接，另外控制器还与电源稳压模块连接；无线视频发射模块为无线视频发射设备，安装在箱体内，与火灾探察摄像机连接，且其还与车载视频传输天线连接；车载无线传输模块为无线数传模块，与控制器连接，并且还与车载无线传输天线连接；驱动器为电机驱动器，与所述控制器连接，并且与伺服驱动电机、重心调节组件中的横向调节组件和纵向调节组件、消防水炮中的炮头喷射角调节组件、水平角度调节组件、垂向角度调节组件中的电机连接，实现相应的驱动动作；箱体是控制器、无线视频发射模块、车载无线传输模块、驱动器的安装载体，箱体安装固定在所述消防灭火机器人本体内；所述能源模块包括大功率锂电池、电源稳压模块，大功率锂电池安装固定在所述重心调节组件的滑动平台上，电源稳压模块连接大功率锂电池，并且还连接控制器和驱动器为其提供能源；所述车载天线包括车载无线传输天线、车载视频传输天线，车载无线传输天线为棒状天线，安装固定在消防灭火机器人本体的左后方，车载视频传输天线亦为棒状天线，安装固定在消防灭火机器人本体的右后方；所述提示组件包括照明灯、警示灯、警笛，照明灯安装在消防灭火机器人装置的前方，警示灯和警笛为一体结构，照明灯、警示灯、警笛均与控制器连接。3.如权利要求1所述的面向复杂地面环境的消防灭火机器人，其特征在于，所述操纵控制台本体包括控制台箱体、控制台面板、散热组件，控制台箱体为操纵控制台内部各个组件的载体平台，控制台面板为嵌套在控制台箱体下半部分内的面板，控制台面板上安装控制摇杆、显示模块和无线天线，散热组件为散热风扇，数量为两个，安装在控制台面板下侧，风向正反安装，散热组件还与主控模块连接；所述控制摇杆包括底盘控制摇杆、水炮控制摇杆、火灾探察组件控制摇杆、自喷淋控制推杆、水带自动脱落控制推杆、其它控制按钮，底盘控制摇杆、水炮控制摇杆和火灾探察组件控制摇杆均为两自由度的摇杆，分别实现对消防灭火机器人装置、消防水炮和火灾探察组件的控制，自喷淋控制推杆、水带自动脱落控制推杆、其它控制按钮分别为具备通断功能的段式开关，分别实现对自喷淋组件、水带自动脱落组件及提示组件的控制，控制摇杆还与主控模块连接；所述显示模块包括图像视频显示组件、参数显示组件，图像视频显示组件为高清显示器，固定在操纵控制台本体的上盖内，图像视频显示组件连接视频接收模块，参数显示组件为LCD显示器，安装固定在控制台面板中央，参数显示组件连接主控模块；所述无线天线包括无线传输天线、无线视频传输天线，无线传输天线和无线视频传输天线均为棒状天线，均安装固定在控制台面板上；所述控制模块包括主控模块、视频接收模块、无线传输模块，主控模块为操纵控制台的控制核心，主控模块安装固定在控制台箱体内，与控制摇杆、显示模块和供电模块等连接，所述视频接收模块为无线视频接收设备，安装在控制台箱体内，视频接收模块与图像视频显示组件连接，无线传输模块为无线数传模块，与主控模块连接，且无线传输模块还与无线传输天线连接；所述供电模块包括锂电池，安装在控制台箱体上，供电模块连接显示模块和控制模块；所述VR操控眼镜为与操纵控制台配套使用的VR立体操控眼镜。4.如权利要求1所述的面向复杂地面环境的消防灭火机器人，其特征在于，所述炮头为圆柱中空结构，安装在所述水炮本体的最前端，所述进水管为三通结构，包括进水口和出水口，其中出水口与所述水炮本体连接的为单通管道，而进水口为双通结构与外部水带连接，所述炮头喷射角调节组件包括喷射角调节伺服电机、调节组件，喷射角调节伺服电机固定在所述水炮本体的靠近顶端位置，其转轴连接所述调节组件，通过控制喷射角调节伺服电机实现对调节组件的位置控制，所述调节组件为环形结构，设置在所述炮头内，下端面连接所述喷射角调节伺服电机从而进行位置的变换；所述水平角度调节组件包括水平角度调节伺服电机、水平驱动齿轮箱、水平可旋环体，所述水平角度调节伺服电机安装在所述水炮本体上，并且连接所述控...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭亭亭，刘文涛，李希彬，段立夫，孙小越，刘婧，
申请(专利权)人：山东阿图机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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