一种履带式破拆灭火机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种履带式灭火机器人破拆灭火装置，包括：a.在壳体（1）上的固定底座（4）上连有U型支座（5），其中连有水平旋转电机（5a）以及垂直摆动电机（5b）；b.摆动电机（5b）输出轴上连接摆动臂（6），摆动臂（6）上端铰接在中臂（11）后端，中臂（11）前端连接小臂（13），小臂（13）前端连有用于破拆的机械手爪（15）；c.摆动臂（6）上铰接第一电动推杆（7），其另一端交接于中臂（11）的铰接座（9）上；d.小臂（13）上设有与干粉灭火剂储罐及高压惰性气体钢瓶相连高压喷头（14）。本发明专利技术具有以下优点：主要用于破拆、采集样品、启闭阀门、搬移物品等作业，并可进行灭火、冷却等工作；并且在机械臂上安装有红外摄像机，用来侦察火场环境。

A Crawler-type Disassembly and Fire-extinguishing Robot

The invention relates to a crawler-type fire extinguishing robot dismantling and extinguishing device, which comprises a U-shaped support (5) connected to a fixed base (4) on the shell (1), a horizontal rotary motor (5a) and a vertical swing motor (5b), a swing arm (6) connected to the output shaft of the swing motor (5b), an upper end of the swing arm (6) articulated to the rear end of the middle arm (11), and a middle arm (11). The front end is connected with the forearm (13), and the forearm (13) is connected with a mechanical gripper (15); the swing arm (6) is articulated with the first electric push rod (7), and the other end is connected with the articulated seat (9) of the middle arm (11); and the D. forearm (13) is provided with a high-pressure sprinkler (14) connected with a dry powder fire extinguishing agent storage tank and a high-pressure inert gas cylinder. The invention has the following advantages: it is mainly used for breaking down, collecting samples, opening and closing valves, moving articles, etc., and can carry out fire extinguishing, cooling and other work; and an infrared camera is installed on the manipulator to reconnoiter the fire environment.

【技术实现步骤摘要】
一种履带式破拆灭火机器人
：本专利技术涉及机器人领域，具体涉及一种履带式灭火机器人。技术背景：随着国内的物流业运输业快速发展，各种大型仓库、港口也在日益增多，且其中有很大部分都存放有易燃、易爆等危险物品，这些危险品在一些条件下会给仓库、港口等造成火灾，更严重者发生爆炸，对人们造成巨大的生命财产伤害，这就需要一款履带式灭火机器人能在火灾爆发初期第一时间代替消防人员进入高温、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，为消防人员第一时间提供火场内部信息，及时扑灭小型火源，这样能够使消防人员提前做好准备，对于火场信息有着充足了解，就能够在一定的程度上降低了火灾事故对于救援人员的人身威胁，以及能够在一定程度上减少公众的生命财产损失。但现有消防灭火机器人的负载能力不足、拖动消防水带时抗拉能力弱、由于重心位置整体后移造成倾覆、越障能力及爬楼梯能力不足、遇到火焰对自身本体或履带烧灼时无法行进或撤退、灭火效率低下等问题。
技术实现思路
：本专利技术的目的就是为解决现有消防灭火机器人的负载能力不足、灭火效率低下等问题，提供一种履带式破拆灭火机器人。本专利技术采用了如下技术方案：一种履带式破拆灭火机器人，包括壳体，壳体两侧分别设有轮系及其配合行走的履，其特征在于：a.在壳体的上面连有固定底座，固定底座上面连有可转动的U型支座，固定底座上面设有驱动U支座水平方向转动的旋转电机，U型支座中设有在垂直方向摆动的摆动电机；b.摆动电机输出轴上连接摆动臂，摆动臂上端铰接在中臂后端，中臂前端连接小臂，小臂前端连有用于破拆的机械手爪，小臂中设有第二电动伸缩杆与机械手爪相连以驱动机械手爪张开或闭合实现破拆功能；c.摆动臂上铰接第一电动推杆，第一电动推杆的另一端交接于中臂的铰接座上；d.小臂上设有与干粉灭火剂储罐及高压惰性气体钢瓶相连高压喷头。在上述技术方案的基础上，可以有以下进一步的技术方案：中臂上设有红外摄像机；中臂端部设有扭转装置，所述小臂连接于扭转装置中并可扭转运动；所述扭转装置包括连接于中臂上的箱体，箱体中设有相啮合的小齿轮和大齿轮，箱体上设有扭转电机，其输出轴与小齿轮连接，大齿轮则与小臂连接。本专利技术上述技术方案中，所述的第一电动推杆、第二电动伸缩杆均为公知产品。由于采用了上述技术方案，使得本专利技术具有以下优点：本专利技术主要用于破拆、采集样品、启闭阀门、搬移物品等作业，同时机械臂手部安装有高压喷头，喷头由管路连接至灭火剂储藏罐，使用高压泵体作为动力，使其可用来进行灭火、冷却等工作；并且在机械臂上安装有红外摄像机，用来侦察火场环境。所述机械手爪，使用它进行破拆、采集样品、启闭阀门、搬移物品等作业，机械手爪的动作更加灵活，活动范围更大，使其可以在多种工况下动作。附图说明：图1是本专利技术的主视图；图2是本专利技术的立体题；图3是本专利技术中的机械手爪主视图；图4是图2的A-A剖视图；图5是本专利技术的控制系统结构图。具体实施方式：本专利技术提供的一种履带式破拆灭火机器人，包括属于现有技术范畴壳体1，壳体1两侧分别设有轮系3及其配合行走的履带2，本专利技术的专利技术创新内容包括以下部分：a.如图1、图2所示，在壳体1的上面连有固定底座4，固定底座4上面连有可转动的U型支座5，固定底座4上面还设旋转电机5a，旋转电机5a与U型支座5的底部相连，并驱动U型支座5在水平方向转动，U型支座5U型壁中设有轴线呈水平的摆动电机5b，以便使摆动臂6在垂直方向摆动；b.摆动电机5b输出轴两端分别连接摆动臂6，两个摆动臂6上端铰接在L型结构的中臂11的L型短边后端，第一电动推杆7的下端铰接于两个摆动臂6之间靠近摆动电机位置，第一电动推杆7的另一端交接于中臂11的L型长边中部的铰接座9上。c.如图2、图4所示，所述中臂11前端设有扭转装置12，它包括连接于中臂11上的箱体12a，箱体12a中设有相啮合的小齿轮12b和大齿轮12c，箱体12a上设有扭转电机12e，其输出轴12d与小齿轮连接，大齿轮12c则与小臂13连接。扭转电机12e可以驱动小臂13扭转运动。d.如图2、图3所示，小臂13前端连有凹型连接块15c，连接块15c两侧分别用轴销15d铰接一个用于破拆的机械手爪15，小臂13中设有第二电动伸缩杆13a，第二电动伸缩杆13a的伸缩杆13b前段连接一个，移动块15e，移动块15e两侧分别铰接一个连杆15b，每个连杆15b的另一端分别与对应的机械手爪15铰接。通过第二电动伸缩杆13a驱动机械手爪15张开或闭合实现破拆功能。e.中臂11上设有红外摄像机10与控制系统相连，小臂13上设有高压喷头14，高压喷头14通过管道及电磁阀与安装在壳体中的干粉灭火剂储罐及高压惰性气体钢瓶相连，红外摄像机10用来侦察前方火场环境，对破拆目标进行局部灭火。本专利技术中的灭火管路较长，因此加设一个高压惰性气罐使其压力增大，让干粉灭火剂能够顺利的从管路中带着较高压力喷射而出使其喷附于火源上。本实施例除了上述主要结构外，还有控制系统，如图5所示，包括检测机构、通信机构、电源管理机构构成。所述通信机构采用STM32系列作为控制芯片，具有体积小，能配置多种时钟，对不同的设备选用合适的时钟，语句处理速度快，拥有足够的管脚作为输入与输出，自带ADC，直接用于气体浓度检测，省去外置ADC芯片，集成度更高等特点；采用NRF241012.4G数据传输系统，ESP8266WIFI模块检测机构进行数据通信。检测机构包括超声波传感器，多种气体传感器，温度传感器，防碰撞传感器，生命探测仪，TTVC系列双波段热点探测摄像机。机械臂的中臂上的红外摄像机可以将机械手臂作为云台运动，以此可以灵活的来采集四周的环境信息；采集完的信息可以通过2.4G模块传输给外界人员，外界人员通过该反馈信息来判断内部环境，以此操控履带式灭火机器人活动，或为消防人员进入室内提供信息判断。该摄像机采用TTVC系列双波段热点探测摄像机基于最新一代非制冷红外技术和连续红外变焦红外光学技术开发的远距离热成像摄像机。它采用高灵敏度640X480分辨率非制冷型焦平面成像探测器，先进数字电路和图像处理算法可提供细腻平滑的图像。特殊设计的光学连续变焦的红外镜头，兼顾搜索与观察双重应用需求。内置智能分析模块，热点检测算法，可自动探测出远距离火焰、车辆、人员等热源目标，整体外壳采用超强铝合金达到了IP66防护等级，密封充氮，内部工业级嵌入式控制电子系统，保证设备在恶劣环镜中长期运转。在进入火场内部后，可以通过履带灭火机器人内部的气体传感器对其周围环境进行气体探测，分析数据以提供给场外救援人员实时了解火场内部信息，及时做出应对策略，可为进入火场内部做足充分准备。火场内部有害气体较多，不同物质燃烧可能产生不同的有害气体，木质品燃烧会产生碳氧化物，最为主要的为CO和CO2；一些塑料的燃烧比较复杂,会产生硫的氧化物以及一些有机物,如SO2等，还可能产生粉尘；因此本设计中主要对几种有害气体进行侦测，CO、CO2、SO2、粉尘。因此在本专利技术中安装了一款多气体测量传感器，该传感器主要是以定电位电解为基本原理。当气体扩散到气体传感器时，其输出端产生电流输出，提供给报警器中的采样电路，起着将化学能转化为电能的作用。当气体浓度发生变化时，气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种履带式破拆灭火机器人，包括壳体（1），壳体（1）两侧分别设有轮系（3）及其配合行走的履带（2），其特征在于：a.在壳体（1）的上面连有固定底座（4），固定底座（4）上面连有可转动的U型支座（5），固定底座（4）上面设有驱动U支座（5）水平方向转动的旋转电机（5a），U型支座（5）中设有在垂直方向摆动的摆动电机（5b）；b.摆动电机（5b）输出轴上连接摆动臂（6），摆动臂（6）上端铰接在中臂（11）后端，中臂（11）前端连接小臂（13），小臂（13）前端连有用于破拆的机械手爪（15），小臂（13）中设有电动伸缩杆（13a）与机械手爪（15）相连以驱动机械手爪（15）张开或闭合实现破拆功能；c. 摆动臂（6）上铰接第一电动推杆（7），第一电动推杆（7）的另一端交接于中臂（11）的铰接座（9）上；d. 小臂（13）上设有与干粉灭火剂储罐及高压惰性气体钢瓶相连高压喷头（14）。

【技术特征摘要】
1.一种履带式破拆灭火机器人，包括壳体（1），壳体（1）两侧分别设有轮系（3）及其配合行走的履带（2），其特征在于：a.在壳体（1）的上面连有固定底座（4），固定底座（4）上面连有可转动的U型支座（5），固定底座（4）上面设有驱动U支座（5）水平方向转动的旋转电机（5a），U型支座（5）中设有在垂直方向摆动的摆动电机（5b）；b.摆动电机（5b）输出轴上连接摆动臂（6），摆动臂（6）上端铰接在中臂（11）后端，中臂（11）前端连接小臂（13），小臂（13）前端连有用于破拆的机械手爪（15），小臂（13）中设有电动伸缩杆（13a）与机械手爪（15）相连以驱动机械手爪（15）张开或闭合实现破拆功能；c.摆动臂（6）上铰接第一电动推杆（7），第一电动推杆（7）的另一端交接于中臂（11）的铰接座（9）上；d.小臂（13）上设有与干粉灭火剂储罐及高压惰性气体钢瓶相连高压喷头...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海，张丽，吴勇强，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34