一种消防机器人及反作用力控制方法技术

本发明专利技术公开了一种消防机器人及反作用力控制方法，涉及消防灭火技术领域，当消防机器人到达灭火的最佳位置时，消防机器人搭载的四个液压柱同时开始从壳体伸出并撑住地面，不断地伸长液压柱支撑起整个消防机器人，液压柱底部的可活动粗糙圆盘与地面紧贴，增加摩擦力，能够有效地减弱作用于消防机器人的反作用力，解决了消防机器人灭火过程中后作用力过大导致消防机器人后退的问题，进一步增强了消防机器人的灭火效率，并且加强了安全保障。

A Fire Robot and Control Method of Reaction Force

【技术实现步骤摘要】
一种消防机器人及反作用力控制方法
本专利技术涉及消防灭火
，特别是涉及一种消防机器人及反作用力控制方法。
技术介绍
在消防机器人的灭火过程中，由于喷水管处水流对机体的反作用力很大，导致消防机器人不受控制的后退，而消防机器人位置移动会影响水炮喷射准度，所以需要重新花时间调整水炮喷射角度，导致灭火效率降低。
技术实现思路
针对现在消防机器人在灭火过程中水炮水流对机体反作用力过大，导致机身后移问题。本专利技术提供了一种消防机器人及反作用力控制方法。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种消防机器人，包括：车体以及设置在车体上的视频采集部、机械臂、水炮、水管箱、控制箱和电池组；所述电池组与视频采集部、机械臂、水炮、水管箱、控制箱分别相连接，所述控制箱与车体相连接以实现消防机器人的行走，所述车体包括主动轮和设置在主动轮上的履带，在所述车体上还设有四个相同的支撑部，所述主动轮设置在四个所述支撑部围成的区域内；所述支撑部包括一端开口的壳体以及可活动粗糙圆盘；所述可活动粗糙圆盘卡扣在所述壳体的开口端以形成封闭区域；所述封闭区域内设有液压电机以及与液压电机连接的液压柱，且所述液压柱的顶端还与所述可活动粗糙圆盘固定连接；在所述壳体的开口端的内壁上固定有超声波测距仪；所述液压柱包括依次连接的第一液压柱、活动关节以及第二液压柱；其中，所述第一液压柱还与所述液压电机的输出轴连接，所述第二液压柱还与所述可活动粗糙圆盘固定连接；所述控制箱分别与所述液压电机、所述超声波测距仪连接以控制所述液压柱的伸出与收回。可选的，所述控制箱包括电源稳压模块以及与所述电压稳压模块均连接的机械爪臂控制模块、ZIGBEE信号收发模块、数字信号处理模块、嵌入式控制器、移动平台控制模块、水炮控制模块；其中，所述嵌入式控制器还分别与所述液压电机、所述机械爪臂控制模块、所述ZIGBEE信号收发模块、所述数字信号处理模块、所述移动平台控制模块、所述水炮控制模块连接；所述电源稳压模块与所述电池组连接并为所述电源稳压模块输入电源。可选的，所述机械臂包括镜像结构的左机械臂和右机械臂；所述机械爪臂控制模块与所述左机械臂、所述右机械臂的各舵机连接。可选的，所述视频采集部包括双目摄像头、双目摄像头水平方向旋转舵机、双目摄像头机箱以及双目摄像头竖直方向旋转舵机；所述双目摄像头水平方向旋转舵机设置在所述车体上；所述双目摄像头机箱设置在所述双目摄像头水平方向旋转舵机上；所述双目摄像头竖直方向旋转舵机安装在所述双目摄像头机箱的侧壁上，所述双目摄像头安装在所述双目摄像头竖直方向旋转舵机上；所述数字信号处理模块与所述双目摄像头相连接以控制所述双目摄像头的转动，以及接收、处理、分析所述双目摄像头传入的实时图像，并将分析所得信息传入所述嵌入式控制器，用于协调消防机器人的动作，完成灭火工作；所述ZIGBEE信号收发模块与所述数字信号处理模块连接以将传入所述数字信号处理模块的实时图像远程传送至外界移动设备上，用于观测火场火势情况。可选的，所述水炮包括水炮电机、水平方向旋转连接管、竖直方向旋转喷水口；所述水炮电机设置在所述车体上，所述水炮电机分别与所述水平方向旋转连接管、所述竖直方向旋转喷水口连接；所述水炮电机还与所述水炮控制模块连接；所述嵌入式控制器与所述水炮控制模块相连以控制水炮电机的转动，进而带动所述水平方向旋转连接管和所述竖直方向旋转喷水口的运动，从而控制水炮的开关和喷射方向。可选的，所述水管箱包括水管收束舵机、中空液体流动腔、T型水管头、软质水管连接口以及消防栓水管箱；所述水管收束舵机一端与所述车体连接，所述水管收束舵机的另一端与所述T型水管头的一端连接，所述T型水管头的另一端与所述水炮的水平方向旋转连接管连通，所述T型水管头的中间端与所述中空液体流动腔的一端连接，所述中空液体流动腔的另一端通过所述软质水管连接口与所述消防栓水管箱连接。可选的，所述水管箱还包括消防栓水管接头、消防栓硬质水管；所述消防栓水管箱内置有消防栓软质水管、中心水管接头；所述消防栓水管接头的一端与外界消防栓连接，所述消防栓水管接头的另一端与所述消防栓硬质水管的一端连接，所述消防栓硬质水管的另一端与所述消防栓软质水管的一端连接，所述消防栓软质水管的另一端与所述中心水管接头的一端连通，所述中心水管接头的另一端通过所述软质水管连接口与所述中空液体流动腔的另一端连接；所述嵌入式控制器与所述机械爪臂控制模块相连以控制机械臂将所述消防栓水管接头与外界消防栓连接。可选的，所述嵌入式控制器与所述移动平台控制模块相连以控制所述主动轮和所述履带的转动，从而控制消防机器人的车体运动。一种消防机器人的反作用力控制方法，包括：当消防机器人到达最佳的灭火位置时，控制箱发送液压柱伸出信号到液压电机以使四个液压柱从壳体内部同步伸出，并开始接触地面；当四个所述液压柱接触地面并稳定后，控制箱发送喷水信号到水炮以控制水炮中的竖直方向旋转喷水口开始喷水灭火；在灭火过程中，控制箱根据视频采集部采集的实时图像调控所述水炮的喷水量以保证在灭火过程中消防机器人机身保持稳定；当已达到灭火要求后，控制箱发送液压柱收回信号到液压电机以使四个所述液压柱从壳体内部同步收回，并当四个所述液压柱全部收回，消防机器人结束工作或者继续其他灭火目标。可选的，所述反作用力控制方法还包括在四个所述液压柱开始接触地面过程中，当四个所述液压柱所处的地面不在同一平面时，通过每个液压柱上的活动关节在下降过程中随着接触的地面而调整，从而使每个可活动粗糙圆盘紧贴地面；在四个所述液压柱开始接触地面过程中，当四个所述液压柱所处的地面不在同一平面时，所述控制箱根据每个支撑部上的超声波测距仪测量的距离控制液压电机输出的电机功率，从而使每个液压柱的伸长速度不同，最终使得消防机器人保持原来的角度不变。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术有效的解决了消防机器人灭火过程中后作用力过大导致消防机器人后退的问题，进一步增强了消防机器人的灭火效率，并且加强了安全保障。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例消防机器人的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例消防机器人的正视图；图3为本专利技术实施例消防机器人的左侧视图；图4为本专利技术实施例消防机器人的俯视图；图5为本专利技术实施例消防机器人的支撑部示意图一；图6为本专利技术实施例消防机器人的支撑部示意图二；图7为本专利技术实施例消防机器人的控制箱示意图；图8为本专利技术实施例消防机器人的视频采集部示意图；图9为本专利技术实施例消防机器人的水炮示意图；图10为本专利技术实施例消防机器人的水管箱中部接口示意图；图11为本专利技术实施例消防机器人的水管箱水管接头示意图；图12为本专利技术实施例消防机器人的消防栓水管箱示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消防机器人，包括：车体以及设置在车体上的视频采集部、机械臂、水炮、水管箱、控制箱和电池组；所述电池组与视频采集部、机械臂、水炮、水管箱、控制箱分别相连接，所述控制箱与车体相连接以实现消防机器人的行走，所述车体包括主动轮和设置在主动轮上的履带，其特征在于，在所述车体上还设有四个相同的支撑部，所述主动轮设置在四个所述支撑部围成的区域内；所述支撑部包括一端开口的壳体以及可活动粗糙圆盘；所述可活动粗糙圆盘卡扣在所述壳体的开口端以形成封闭区域；所述封闭区域内设有液压电机以及与液压电机连接的液压柱，且所述液压柱的顶端还与所述可活动粗糙圆盘固定连接；在所述壳体的开口端的内壁上固定有超声波测距仪；所述液压柱包括依次连接的第一液压柱、活动关节以及第二液压柱；其中，所述第一液压柱还与所述液压电机的输出轴连接，所述第二液压柱还与所述可活动粗糙圆盘固定连接；所述控制箱分别与所述液压电机、所述超声波测距仪连接以控制所述液压柱的伸出与收回。

【技术特征摘要】
1.一种消防机器人，包括：车体以及设置在车体上的视频采集部、机械臂、水炮、水管箱、控制箱和电池组；所述电池组与视频采集部、机械臂、水炮、水管箱、控制箱分别相连接，所述控制箱与车体相连接以实现消防机器人的行走，所述车体包括主动轮和设置在主动轮上的履带，其特征在于，在所述车体上还设有四个相同的支撑部，所述主动轮设置在四个所述支撑部围成的区域内；所述支撑部包括一端开口的壳体以及可活动粗糙圆盘；所述可活动粗糙圆盘卡扣在所述壳体的开口端以形成封闭区域；所述封闭区域内设有液压电机以及与液压电机连接的液压柱，且所述液压柱的顶端还与所述可活动粗糙圆盘固定连接；在所述壳体的开口端的内壁上固定有超声波测距仪；所述液压柱包括依次连接的第一液压柱、活动关节以及第二液压柱；其中，所述第一液压柱还与所述液压电机的输出轴连接，所述第二液压柱还与所述可活动粗糙圆盘固定连接；所述控制箱分别与所述液压电机、所述超声波测距仪连接以控制所述液压柱的伸出与收回。2.根据权利要求1所述的消防机器人，其特征在于，所述控制箱包括电源稳压模块以及与所述电压稳压模块均连接的机械爪臂控制模块、ZIGBEE信号收发模块、数字信号处理模块、嵌入式控制器、移动平台控制模块、水炮控制模块；其中，所述嵌入式控制器还分别与所述液压电机、所述机械爪臂控制模块、所述ZIGBEE信号收发模块、所述数字信号处理模块、所述移动平台控制模块、所述水炮控制模块连接；所述电源稳压模块与所述电池组连接并为所述电源稳压模块输入电源。3.根据权利要求2所述的消防机器人，其特征在于，所述机械臂包括镜像结构的左机械臂和右机械臂；所述机械爪臂控制模块与所述左机械臂、所述右机械臂的各舵机连接。4.根据权利要求2所述的消防机器人，其特征在于，所述视频采集部包括双目摄像头、双目摄像头水平方向旋转舵机、双目摄像头机箱以及双目摄像头竖直方向旋转舵机；所述双目摄像头水平方向旋转舵机设置在所述车体上；所述双目摄像头机箱设置在所述双目摄像头水平方向旋转舵机上；所述双目摄像头竖直方向旋转舵机安装在所述双目摄像头机箱的侧壁上，所述双目摄像头安装在所述双目摄像头竖直方向旋转舵机上；所述数字信号处理模块与所述双目摄像头相连接以控制所述双目摄像头的转动，以及接收、处理、分析所述双目摄像头传入的实时图像，并将分析所得信息传入所述嵌入式控制器，用于协调消防机器人的动作，完成灭火工作；所述ZIGBEE信号收发模块与所述数字信号处理模块连接以将传入所述数字信号处理模块的实时图像远程传送至外界移动设备上，用于观测火场火势情况。5.根据权利要求2所述的消防机器人，其特征在于，所述水炮包括水炮电机、水平方向旋转连接管、竖直方向旋转喷水口；所述水炮电机设置在所述车体上，所述水炮电机分别与所述水平方向旋转连接管、所述竖直方向旋转喷水口连接；所述水炮电机还与...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹娟，邹颖杰，王小齐，张英贵，肖谢，荃威，孙梦园，王求真，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43