具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，包括消防灭火机器人、消防水带、水带主动位移机构和水带被动位移机构，所述消防水带连接于消防灭火机器人的前端，消防水带上设置有多个水带主动位移机构和水带被动位移机构，水带主动位移机构和水带被动位移机构沿消防水带依次间隔设置。水带主动位移机构可实现对水带被动位移机构的吸附等功能，水带主动位移机构、水带被动位移机构组成级联系统可实现对水带方位变换。本实用新型专利技术可大大提升消防机器人后方水带移动机动性，提高机器人快速部署和方位变换效率，降低灾害造成的人员伤亡和财产损失。

Fire extinguishing robot system with real-time azimuth adjustment function

【技术实现步骤摘要】
具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统
本技术涉及机器人领域，具体涉及一种具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统。
技术介绍
消防人员在高危火场等事故现场救援或勘察中存在许多劣势，比如，在面临易燃易爆气体、有毒有害、高温浓烟等灾害情况时，容易给消防员带来中毒、烧伤甚至死亡威胁，所以现在越来越多的消防机器人逐渐代替人工在火灾等现场作业。消防机器人上方设置有水炮，水炮后方留有水带接口，通过拖动未充水的水带进入救援区域，通过控制消防车高压泵开关实现水流喷射灭火功能。消防机器人尽管可以代替消防员实现近距离灭火功能，但是机器人上装的消防水炮灭火距离和范围有限；并且一旦消防水带内充满水后，水带自身重量很重、且水带与地面摩擦力很大，机器人想要进行位置移动变得极为困难，非常不利于大型火灾的机器人快速位置部署，反而限制现场救援的灵活机动性。机器人若要实现方位变换，需消防人员上前从机器人后方摘下水带，若水带长度较短、消防人员数量足够多，则可人工移动水带后重新将水带接入消防机器人；若消防员数量少、消防水带较长，则只能人工将水带内的水挤压出，重新将空水带接入机器人，实现消防机器人的方位变换功能。这两种方式均存在很多弊端，要么需要较多数量的消防员，要么需要消防员上前摘除消防水带等，这与使用机器人代替人工在高危场所作业的初衷背道而驰。另外，火灾等救援现场分秒必争，而这两种机器人位置变换方法非常费时，容易贻误“战”机。目前现有的消防机器人绝大多数侧重于如何提高机器人的越障性能、承载性能等，而忽略了最重要的在后方充满水的水带负载下如何提高机器人方位灵活变换和快速机动部署问题。市面上尚未出现就机器人在工作一段时间后如何拖动充满水带进行转弯等方位变换的实际用途进行的研究或试验。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出了一种具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，在后方连接水带充满水的情况下，消防机器人仍能够快速进行位置和角度变换，提高机器人部署的灵活机动性，有效节省救援现场设备就位时间，大大提高救援效率，有效降低消防人员配置数量，保障消防人员的生命安全，提高救援成功率。为了实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，包括消防灭火机器人、消防水带、水带主动位移机构和水带被动位移机构，所述消防水带连接于消防灭火机器人的前端，消防水带上设置有多个水带主动位移机构和水带被动位移机构，水带主动位移机构和水带被动位移机构沿消防水带依次间隔设置。具体的，所述消防灭火机器人包括履带式移动平台、消防水炮、控制和通讯模块和位移机构载体，履带式移动平台上端前方设置有消防水炮，上端后方设置有位移机构载体，内部设置有控制和通讯模块，消防水炮还包括固定在炮管连接后方水带的水带接口，用以连接消防水带，控制和通讯模块对履带式移动平台和消防水炮进行控制，还能与上位机、水带主动位移机构、水带被动位移机构进行通讯，位移机构载体为由铁板组成的方形壳体结构，内部中空，固定在履带式移动平台后方，用以盛放水带主动位移机构和水带被动位移机构。具体的，所述消防水带包括多条相互连接的水带，每条水带的两端均设有水带接头，相邻的两条水带间通过水带接头连接，水带最前端的水带接头与消防水炮上的水带接口配合连接，水带最后端的水带接头与消防车高压泵出口连接。具体的，所述水带主动位移机构包括主动位移平台本体、全向移动轮系、水带抱紧装置和电气组件，全向移动轮系固定于主动位移平台本体的底部，水带抱紧装置和电气组件安装于主动位移平台本体的顶部。具体的，所述主动位移平台本体四个边角处设置有透孔，以连接和支撑全向移动轮系，主动位移平台本体上方还设置有保护罩。具体的，所述全向移动轮系由移动轮、驱动电机、移动轮支架、转向杆、联动转盘、传动带和转向电机组成；移动轮通过转轴固定于移动轮支架的底部，驱动电机固定在移动轮支架一侧；移动轮支架为U型支架，上端固定有转向杆；移动轮支架还通过轴承固定在主动位移平台本体下侧表面处；联动转盘为皮带轮结构，固定在转向杆上端，通过联动转盘的转动带动转向杆转动；传动带为皮带结构，连接联动转盘；转向电机安装固定在主动位移平台上侧，转向电机的转轴连接联动转盘。具体的，水带抱紧装置包括横向抱紧滑槽、张紧弹簧、主动抱箍、主位移电磁铁、吸附电磁铁和滚珠；横向抱紧滑槽为条状结构，设置在主动位移平台本体中央上方；横向抱紧滑槽内部设置有槽沟，用以放置主动抱箍的下端滑条部位；张紧弹簧数量为两个，分别设置在主动抱箍的两侧，左侧张紧弹簧连接横向抱紧滑槽的左端和左侧的主动抱箍的下端，右侧张紧弹簧连接横向抱紧滑槽的右端和右侧的主动抱箍的下端，实现对主动抱箍的张紧；主动抱箍数量为两个，左右对称布局，中间间隔一定距离，下端放置在横向抱紧滑槽的槽沟内；主动抱箍横截面为半圆镰刀状结构，下端设置有长条凸起，左右具有一定宽度，两个主动抱箍中的半圆镰刀状结构组成整圆的框架结构；主位移电磁铁数量为两套，分别设置在横向抱紧滑槽的两端，靠近两套主动抱箍的下端外侧，当主位移电磁铁通电时，能吸附主动抱箍向两侧移动；吸附电磁铁为环形片状结构，共四片；吸附电磁铁固定在主位移电磁铁前端和后端；每对吸附电磁铁对称放置，组成环形结构；滚珠数量为多个，镶嵌于主动抱箍的内壁中。具体的，所述电气组件包括控制模块、通讯模块、行程传感器和锂电池，控制模块、通讯模块均固定在保护罩内，通讯模块连接控制模块，行程传感器数量为多个，安装在吸附电磁铁前端的端面上，数量根据实际需求安放，对靠近吸附电磁铁外侧端面空间内的障碍物进行探测，当吸附电磁铁外侧触碰障碍物时，行程传感器将传感信号传递至控制模块进行分析并作出下一步动作指令，锂电池固定在保护罩内，锂电池连接控制模块、通讯模块、主位移电磁铁以及吸附电磁铁。具体的，所述水带被动位移机构包括被动位移平台和水带接口抱紧装置；被动位移平台为平板结构，宽度较窄；被动位移平台底部横向排列上镶嵌有两颗被动滚轮；水带接口抱紧装置包括被动横向滑槽、抱紧弹簧、被动抱箍、被动卡扣、吸附载体和被动滚珠。具体的，所述被动横向滑槽横向设置在被动位移平台上方，被动横向滑槽内部设置有槽沟，用以放置被动抱箍的下端滑条部位；抱紧弹簧数量为两套，一套连接被动横向滑槽左侧与左侧被动抱箍下端，另一套连接被动横向滑槽右侧与右侧被动抱箍下端；被动抱箍数量为两个，左右对称布局，中间间隔一定距离，下端放置在被动横向滑槽的槽沟内；被动抱箍的横截面为半圆镰刀状结构，下端设置有长条凸起，左右具有一定宽度；两个被动抱箍中的半圆镰刀状结构组成整圆的框架结构；被动卡扣为环形片状结构，由每对被动卡扣组成的圆形结构的内径小于由被动抱箍组成的圆形机构；吸附载体为环形片状结构，共四片，两片为一对，对称放置，吸附载体固定在被动卡扣的外侧，由每对吸附载体组成的圆形外径稍小于由吸附电磁铁组成的环形结构；吸附载体能进入吸附电磁铁内部，当吸附电磁铁通电时，实现对吸附载体的强力吸附。进一步的，所述吸附载体为铁质材料，以便配合吸附电磁铁实现对吸附载体以及与其连接的被动抱箍、被动卡扣的吸附和连接功能。更进一步的，为了实现多套水带主动位移机构、水带被动位移机构在多个消防水带上的快速连续部署，水带主动位移机构和水带被动位移机构应配套间隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，包括消防灭火机器人、消防水带、水带主动位移机构和水带被动位移机构，所述消防水带连接于消防灭火机器人的前端，消防水带上设置有多个水带主动位移机构和水带被动位移机构，水带主动位移机构和水带被动位移机构沿消防水带依次间隔设置。

【技术特征摘要】
1.一种具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，包括消防灭火机器人、消防水带、水带主动位移机构和水带被动位移机构，所述消防水带连接于消防灭火机器人的前端，消防水带上设置有多个水带主动位移机构和水带被动位移机构，水带主动位移机构和水带被动位移机构沿消防水带依次间隔设置。2.如权利要求1所述的具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，所述消防灭火机器人包括履带式移动平台、消防水炮、控制和通讯模块和位移机构载体，履带式移动平台内部设置有控制和通讯模块，履带式移动平台上端前方设置有消防水炮，消防水炮包括连接后方水带的水带接口，履带式移动平台上端后方设置位移机构载体，位移机构载体内盛放水带主动位移机构和水带被动位移机构。3.如权利要求2所述的具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，所述消防水带包括多条相互连接的水带，每条水带的两端均设有水带接头，相邻的两条水带间通过水带接头连接，水带最前端的水带接头与消防水炮上的水带接口配合连接，水带最后端的水带接头与消防车高压泵出口连接。4.如权利要求1所述的具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，所述水带主动位移机构包括主动位移平台本体、全向移动轮系、水带抱紧装置和电气组件，全向移动轮系固定于主动位移平台本体的底部，水带抱紧装置和电气组件安装于主动位移平台本体的顶部。5.如权利要求4所述的具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，所述主动位移平台本体设置有透孔，以连接和支撑全向移动轮系，主动位移平台本体上方还设置有保护罩。6.如权利要求4所述的具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，所述全向移动轮系由移动轮、驱动电机、移动轮支架、转向杆、联动转盘、传动带和转向电机组成；移动轮通过转轴固定于移动轮支架的底部，驱动电机固定在移动轮支架一侧；移动轮支架上端固定有转向杆；移动轮支架还通过轴承固定在主动位移平台本体下侧；联动转盘固定在转向杆上端，通过联动转盘的转动带动转向杆转动；传动带连接联动转盘；转向电机安装固定在主动位移平台上侧，转向电机的转轴连接联动转盘。7.如权利要求4所述的具备方位实时调整功能的消防灭火机器人系统，其特征在于，所述水带抱紧装置包括横向抱紧滑槽、张紧弹簧、主动抱箍、主位移电磁铁、吸附电磁铁和滚珠；横...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭亭亭，赵炫弟，李希彬，刘文涛，郑安，赵林萍，段立夫，
申请(专利权)人：山东阿图机器人科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37