一种可在火场中工作的全地形球足机器人制造技术

本发明专利技术属于机器人技术领域，涉及一种可在火场中工作的全地形球足机器人。所述可在火场中工作的全地形球足机器人，包括多轴旋翼子系统，作为机器人动力来源；球形轮足，包裹在耐高温多轴旋翼子系统外部；隔热换热温度控制系统，设置在多轴旋翼子系统上；采用多轴旋翼系统作为动力来源，通过调整各轴上旋翼的转速来实现机器人前进、后退、转向、上升和下降动作；同时，多轴旋翼子系统外侧由具备运动隔离功能的球形轮足包裹；多轴旋翼子系统和球形轮足使得所述机器人既可像无人机一样离开地面飞行，又具备在地面和墙壁上滚动前进的能力，实现空中和陆地的两栖运动，解决了机器人在多障碍、狭小空间下、高温条件下应用能力不足的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种可在火场中工作的全地形球足机器人


[0001]本专利技术属于机器人
，尤其是涉及一种可在火场中工作的全地形球足机器人。

技术介绍

[0002]随着城镇化和工业化的发展，高层楼房、工业厂房等建筑数量增长迅速。但是对于高层楼房、工业厂房等建筑的消防问题也逐渐成为威胁建筑安全和人员生命、财产安全的隐患。
[0003]对于楼房中发生火灾时的搜救和探测，目前的设备和方案存在以下几个问题：一是设备介入困难：若建筑发生火灾的位置高度较高，则地面的消防车受到高度限制，难以对高层火情进行控制；若失火点在建筑物内部，则建筑物外部的救火设施扑灭火源的困难就会增大；如果采用轮式、履带式或足式等陆行机器人进入火场，由于高层建筑中除楼梯外，还有诸如掉落的建筑材料等其他障碍物，会给陆行机器人的移动带来困难；二是消防人员对火情探测能力不足：若消防人员进入建筑物内救火，需要对建筑物内的火源情况、危险品放置位置情况等进行探测，否则进入建筑物内的消防人员就会存在生命安全威胁。
[0004]对于厂房发生火灾时的搜救和探测，由于厂房环境复杂，且内部可能存放易燃易爆的危险品，因此消防人员进入火场前，如不对厂房内部的火情和危险品放置情况进行探测，会给消防人员的生命安全带来威胁。
[0005]现有装备对于以上问题的解决，主要是依靠陆行机器人来完成。陆行机器人存在多障碍地形条件下行进能力不足的问题，而建筑物、厂房中存放的物品繁多，极易形成多障碍环境，限制了陆行机器人的工作能力。
[0006]综上，针对现有机器人在多障碍、狭小空间及高温条件下应用能力不足的问题，有必要研制一种越障能力强、具备在狭小空间中自由移动且耐高温的机器人系统。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种可在火场中工作的全地形球足机器人，以解决现有技术中存在的机器人在多障碍、狭小空间下、高温条件下应用能力不足的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0009]所述可在火场中工作的全地形球足机器人，包括：
[0010]多轴旋翼子系统，作为机器人动力来源，通过调整各轴上旋翼转速以实现机器人前进、后退、转向、上升和下降动作；
[0011]球形轮足，包裹在所述耐高温多轴旋翼子系统外部，用以实现机器人的运动隔离功能；
[0012]隔热换热温度控制系统，设置在所述多轴旋翼子系统上，用以提高机器人在火场环境工作可靠性。
[0013]在一些实施例中，所述球形轮足包括外框、中框和内轴，所述外框为球形结构，用
以实现机器人在地面和墙壁上的滚动前进；所述中框通过运动隔离轴承与所述外框连接，以实现二者之间的单自由度转动；所述内轴安装在所述中框上，所述多轴旋翼子系统通过关节轴承与所述内轴连接，能够实现一个自由度的回转转动和与其回转轴法相相交且沿轴向正负15
°
的自由运动。
[0014]在一些实施例中，所述外框包括若干辐条、连接环和连接件，所述连接环数量为三个，分别为圆盘连接环和圆框连接环，所述圆盘连接环设置在所述外框的一个极轴上，所述圆框连接环对称设置在所述外框的另一个极轴上；所述中框通过一对运动隔离轴承与所述圆框连接环连接；所述辐条呈球形围设在三个所述连接环之间，以构成所述外框的整体框架；所述连接件安装在两个所述辐条的交点处。
[0015]在一些实施例中，所述中框为杆形结构，所述内轴垂直连接在所述中框中部朝向所述圆盘连接环一侧。
[0016]在一些实施例中，所述多轴旋翼子系统包括动力舱总成、控制舱总成、连接箍、悬吊件、主体交叉臂和结构副筋，所述动力舱总成安装于所述连接箍上，所述控制舱总成安装于所述悬吊件上，所述连接箍安装于所述主体交叉臂末端；所述悬吊件安装于所述主体交叉臂内侧；所述结构副筋连接在相邻两个所述连接箍上。
[0017]在一些实施例中，所述动力舱总成数量四个，每个所述动力舱总成均包括旋翼桨叶、传动轴系、动力电机、主体安装座；所述旋翼桨叶通过所述传动轴系与所述动力电机连接；所述动力电机安装在所述主体安装座上。
[0018]在一些实施例中，所述控制舱总成包括无线通讯天线、惯性测量元件、飞行控制计算机、电源、电子调速器、GPS、图像探测器；所述图像探测器与所述无线通讯天线电性连接，所述惯性测量元件与所述飞行控制计算机电性连接，所述飞行控制计算机与所述无线通讯天线、所述动力电机和所述电子调速器电性连接；所述电源与所述动力电机、所述惯性测量元件、所述飞行控制计算机、所述图像探测器、所述GPS、所述电子调速器电性连接。
[0019]在一些实施例中，所述动力舱总成和所述控制舱总成上均设置所述隔热换热温度控制系统。
[0020]在一些实施例中，所述隔热换热温度控制系统包括冷源储藏室、热交换系统、内包封、隔热层、外包封和舱盖；所述热交换系统一端与所述冷源储藏室连接，另一端环绕于所述动力电机周侧和环绕于控制舱总成内部各空隙处；所述内包封包裹于所述动力电机、所述主体安装座、所述冷源储藏室、所述控制舱总成外侧；所述外包封包裹于所述内包封外侧；所述隔热层位于所述外包封和所述内包封之间；所述舱盖可启闭的封盖于所述冷源储藏室顶部。
[0021]在一些实施例中，所述图像探测器为白光和红外双模摄像机。
[0022]有益效果
[0023]本专利技术提出的一种可在火场中工作的全地形球足机器人，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0024]1.所述可在火场中工作的全地形球足机器人，采用多轴旋翼系统作为动力来源，通过调整各轴上旋翼的转速来实现机器人前进、后退、转向、上升和下降动作；
[0025]2.所述可在火场中工作的全地形球足机器人，多轴旋翼子系统外侧由具备运动隔离功能的球形轮足包裹；多轴旋翼子系统和球形轮足使得本专利技术既可像无人机一样离开地
面飞行，又具备在地面和墙壁上滚动前进的能力，实现空中和陆地的两栖运动。
附图说明
[0026]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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术一种可在火场中工作的全地形球足机器人的工作流程图；
[0028]图2为本专利技术一种可在火场中工作的全地形球足机器人的俯视图；
[0029]图3为本专利技术一种可在火场中工作的全地形球足机器人的正视图；
[0030]图4为本专利技术一种可在火场中工作的全地形球足机器人的轴侧图；
[0031]图5为本专利技术一种可在火场中工作的全地形球足机器人中球形轮足的结构示意图；
[0032]图6为本专利技术一种可在火场中工作的全地形球足机器人中耐高温多轴旋翼子系统的结构示意图；
[0033]图7为本专利技术一种可在火场中工作的全地形球足机器人中耐高温多轴旋翼子系统的动力舱总成示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可在火场中工作的全地形球足机器人，其特征在于，包括：多轴旋翼子系统，作为机器人动力来源，通过调整各轴上旋翼转速以实现机器人前进、后退、转向、上升和下降动作；球形轮足，包裹在所述多轴旋翼子系统外部，用以实现机器人的运动隔离功能；隔热换热温度控制系统，设置在所述多轴旋翼子系统上，用以提高机器人在火场环境工作可靠性。2.根据权利要求1所述的可在火场中工作的全地形球足机器人，其特征在于，所述球形轮足包括外框、中框和内轴，所述外框为球形结构，用以实现机器人在地面和墙壁上的滚动前进；所述中框通过运动隔离轴承与所述外框连接，以实现二者之间的单自由度转动；所述内轴安装在所述中框上，所述多轴旋翼子系统通过关节轴承与所述内轴连接，能够实现一个自由度的回转转动和与其回转轴法相相交且沿轴向正负15
°
的自由运动。3.根据权利要求2所述的可在火场中工作的全地形球足机器人，其特征在于，所述外框包括若干辐条、连接环和连接件，所述连接环数量为三个，分别为圆盘连接环和圆框连接环，所述圆盘连接环设置在所述外框的一个极轴上，所述圆框连接环对称设置在所述外框的另一个极轴上；所述中框通过一对运动隔离轴承与所述圆框连接环连接；所述辐条呈球形围设在三个所述连接环之间，以构成所述外框的整体框架；所述连接件安装在两个所述辐条的交点处。4.根据权利要求3所述的可在火场中工作的全地形球足机器人，其特征在于，所述中框为杆形结构，所述内轴垂直连接在所述中框中部朝向所述圆盘连接环一侧。5.根据权利要求1所述的可在火场中工作的全地形球足机器人，其特征在于，所述多轴旋翼子系统包括动力舱总成、控制舱总成、连接箍、悬吊件、主体交叉臂和结构副筋，所述动力舱总成安装于所述连接箍上，所述控制舱总成安装于所述悬吊件上，所述连接箍安...

【专利技术属性】
技术研发人员：于剑桥，王涛，时腾，
申请(专利权)人：北京恒星箭翔科技有限公司，
类型：发明
国别省市：