機械臂排障滅火機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種機械臂排障滅火機器人，包括帶有行走機構的車體，與車體連接且?guī)в袆恿C構的機械臂、設置在車體上的避障傳感器、火焰?zhèn)鞲衅饕约芭c動力機構、避障傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鬟B接的主控模塊、滅火器，其特征是：還設置有氣體傳感器、監(jiān)控攝像頭和無線供電裝置，氣體傳感器通過伸縮桿與車體連接；監(jiān)控攝像頭通過帶旋轉機構的攝像頭轉臺設置在車體上；無線供電裝置分別設置在車體底部和后面；機械臂通過液壓軸與電機連接；滅火罐設置在車體內，分別與電機的動力輸出軸和設置在車體上的滅火噴頭相連。本實用新型可有效的克服現(xiàn)有技術的不足，實現(xiàn)現(xiàn)場實時監(jiān)控，操作簡單，使用方便。能自動火源定位與避障，機器人越障能力強，滅火效率高。
【專利說明】機械臂排障滅火機器人

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及消防裝置，具體是一種機械臂排障滅火機器人。

【背景技術】
[0002]目前，由于大火引起的房屋局部倒塌、其他物體引起火災現(xiàn)場的道路障礙，導致火災環(huán)境十分惡劣，消防人員將面臨著人身安全問題，所以需要一種智能，高效的機器人來完成?，F(xiàn)有滅火機器人存在很多不足，例如:不夠智能，大多采用輪式結構，越障排障能力不強，滅火靈活性較弱。
[0003]為此，中國專利CN102513987B公開了一種智能消防救援機器人，該機器人包括帶有行進機構的車體，以及與該車體鉸接的帶有動力機構的機械臂，所述的車體頂面安裝有用于放置滅火器的固定架，機械臂上設有溫度傳感器和火焰?zhèn)鞲衅?，所述車體上設有用于感應障礙物的避障模塊，行進機構帶有驅動電機，所述的驅動電機、溫度傳感器、火焰?zhèn)鞲衅?、避障模塊以及機械臂的動力均接入主控模塊，該主控模塊連接有用于無線通信的無線收發(fā)模塊。這種結構的救援機器人雖能在無人操作的狀態(tài)下，協(xié)助甚至代替消防人員進入火災現(xiàn)場進行滅火作業(yè)，或在事故現(xiàn)場進行搜救工作，但由于機械臂采用步進電機來控制其伸縮，承載能力小，且在救援過程中不能探測空氣各氣體成分含量，電池使用時間短，從而導致機器人適應環(huán)境能力較弱，仍不能滿足救援需求。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的是為克服現(xiàn)有滅火機器人的不足，而提供一種操作簡單，使用方便，滅火效率較高的機械臂排障滅火機器人。
[0005]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]一種機械臂排障滅火機器人，包括帶有行走機構的車體，與車體連接且?guī)в袆恿C構的機械臂、設置在車體上的避障傳感器、火焰?zhèn)鞲衅饕约芭c動力機構、避障傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鬟B接的主控模塊、滅火器，與現(xiàn)有技術不同的是:
[0007]還包括氣體傳感器、監(jiān)控攝像頭和無線供電裝置，氣體傳感器通過伸縮桿與車體連接；監(jiān)控攝像頭通過帶旋轉機構的攝像頭轉臺設置在車體上；無線供電裝置分別設置在車體底部和后面；機械臂通過液壓軸與電機連接，液壓軸通過液壓控制裝置控制機械臂運動；滅火罐設置在車體內，分別與電機的動力輸出軸和設置在車體上的滅火噴頭相連。
[0008]所述氣體傳感器可在垂直方向上進行伸縮，探測火災現(xiàn)場的各種氣體及氣體濃度，如:氧氣、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫、氧化亞氮、天然氣、液化石油氣。
[0009]所述無線供電裝置內包括無線充電模塊和與無線充電模塊連接的蓄電池，為現(xiàn)有技術。
[0010]所述無線供電裝置不僅可在平時使用時無線充電，也可在火災現(xiàn)場等特定場合的一定距離內進行無線充電，輔助延長使用時間，從而延長機器人現(xiàn)場續(xù)航能力。
[0011]所述滅火噴口為帶旋轉機構的噴口，即可在水平面內左右旋轉，也可在鉛錘面內上下往復擺動。
[0012]所述機械臂通過電機和液壓軸的控制，實現(xiàn)機械臂全方位的運動排障。
[0013]所述監(jiān)控攝像頭可將火災現(xiàn)場環(huán)境圖像無線傳輸給監(jiān)控中心。
[0014]所述避障傳感器為超聲波發(fā)射器和超聲波接收器，通過超聲波發(fā)射器發(fā)射反彈回來的聲波傳給超聲波接收器接受，判斷前方障礙物距離。
[0015]本發(fā)明滅火機器人采用大容量蓄電池提供動力，可確保機器人能夠活動靈活，不受到供電線長短的限制。
[0016]本實用新型可有效的克服現(xiàn)有技術的不足，實現(xiàn)現(xiàn)場實時監(jiān)控，操作簡單，使用方便。能自動火源定位與避障，機器人越障能力強，滅火效率高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1、2為本實用新型滅火機器人的結構示意圖。
[0018]圖中:1.超聲波發(fā)射器2.超聲波接收器3.火焰?zhèn)鞲衅?.滅火轉臺5.滅火噴頭6.攝像頭轉臺，7.監(jiān)控攝像頭,8.履帶輪9.轉盤10.第一液壓軸11.第二液壓軸12.第三液壓軸13.機械爪14.伸縮天線15.氣體傳感器16.第一無線供電裝置17.無線供電裝置。

【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本實用新型內容作進一步的闡述。
[0020]實施例:
[0021]參照圖1、2，本實用新型一種機械臂排障滅火機器人，由車體、履帶輪8，設在車體上方的滅火轉臺4、攝像頭轉臺6和機械臂及其轉盤9組成，在車體前端分別設有超聲波發(fā)射器I和超聲波接收器2，在超聲波傳感器I上設有帶紅外線感應的火焰?zhèn)鞲衅?，車體內部設有儲存泡沫滅火器，滅火器的開啟裝置電磁閥與內部控制模塊電路相連，履帶輪8分別設置在車體下部兩側，由車體內部的電機驅動，帶旋轉機構的滅火轉臺4和滅火噴頭5設置在車體上部前方，在車體上設有帶旋轉機構的攝像頭轉臺6和監(jiān)控攝像頭7，帶旋轉機構的轉盤9設置在車體上方，各旋轉機構分別通過步進電機控制旋轉；機械臂一端通過第二液壓軸11、第一液壓軸10與車體內的液壓控制裝置連接，另一端通過第三液壓軸12與機械爪13連接，通過液壓軸的伸縮來控制機械臂和機械爪13伸展，在車體上帶可控伸縮天線機構的伸縮天線14頂端設有氣體傳感器15，車體供電充電通過分別設置在車底和車后的第一無線供電裝置16和第二無線供電裝置17提供，第一無線供電裝置16和第二無線供電裝置17內分別設有無線充電模塊和與無線充電模塊連接的蓄電池，車體后部設有控制開關。
[0022]車體內部設有主控芯片和蓄電池，主控芯片與第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2、火焰?zhèn)鞲衅?、電機、蓄電池，第一液壓軸10、第二液壓軸11、第三液壓軸12、監(jiān)控攝像頭7、伸縮天線14，氣體傳感器15，第一無線供電裝置16和第二無線供電裝置17連接。
[0023]工作時，超聲波發(fā)射器I發(fā)出超聲波，超聲波接收器2負責接收反射回來的聲波，數(shù)據(jù)傳輸給主控芯片進行數(shù)據(jù)分析；火焰探測器3探測火焰，將數(shù)據(jù)傳送給主控芯片進行數(shù)據(jù)分析；數(shù)據(jù)經過主控芯片分析后，主控芯片控制滅火轉臺4與滅火噴頭5，滅火轉臺4與滅火噴頭5通過不同的步進電機控制，分別實現(xiàn)水平轉動和上下擺動，實現(xiàn)對火源的精確定位滅火；攝像頭轉臺6與監(jiān)控攝像頭7通過不同的步進電機控制，分別實現(xiàn)水平轉動與上下擺動，來實現(xiàn)對火災現(xiàn)場監(jiān)控；機械臂轉臺9通過步進電機控制來實現(xiàn)水平360度轉動，主控芯片通過控制第一液壓軸10、第二液壓軸11、第三液壓軸12的伸縮來控制機械臂運動，從而將障礙物移開。機械爪13上設有壓力傳感器，實現(xiàn)準確抓住重物將其提起。履帶輪8分別用不同的直流電機控制，通過控制兩輪不同的轉速快慢，來實現(xiàn)機器人的左右前進。伸縮天線14可以根據(jù)主控芯片控制伸縮不同高度，從而使氣體傳感器15探測到不同高度中的氣體成分含量。第一無線供電裝置16和第二無線供電裝置17可在平時進行無線充電，或者火災現(xiàn)場進行無線充電間接延長使用時間。
[0024]本實用新型滅火機器人以ARM9為主控模塊，通過ARM9編程即可實現(xiàn)對其他模塊進行輸入輸出控制。系統(tǒng)將通過火焰?zhèn)鞲衅鲗崟r對火源進行檢測，判斷有無以及進行火源定位，然后通過控制電機驅動模塊驅動電機靠近火源，步進電機的轉動講噴頭轉向火源，并進行滅火操作，本系統(tǒng)采用泡沫滅火方式。在滅火機器人行進過程中，ARM9控制避障模塊對前進方向進行障礙物檢測，如有障礙物可避開繞行或者將障礙物移開進行避障。在整個系統(tǒng)工作過程中，將實時顯示當前環(huán)境溫度、當前空氣中各有害氣體含量和當前時間和當前環(huán)境影像傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，當前溫度采用溫度傳感器提供，當前時間則用時鐘芯片進行計時，當前影像通過攝像頭圖像處理模塊將影像無線傳輸，機器人可由車底無線供電裝置進行充電，機器人作業(yè)時可由車后無線供電裝置進行輔助充電，延長使用時間。
[0025]本實用新型滅火機器人可切換人工控制模式，人工控制模式可使控制人員操控滅火機器人來滅火或排障，以應對機器人自動模式無法應對的情況。
【權利要求】
1.一種機械臂排障滅火機器人，包括帶有行走機構的車體，與車體連接且?guī)в袆恿C構的機械臂、設置在車體上的避障傳感器、火焰?zhèn)鞲衅饕约芭c動力機構、避障傳感器、火焰?zhèn)鞲衅鬟B接的主控模塊、滅火器，其特征是: 還設置有氣體傳感器、監(jiān)控攝像頭和無線供電裝置，氣體傳感器通過伸縮桿與車體連接；監(jiān)控攝像頭通過帶旋轉機構的攝像頭轉臺設置在車體上；無線供電裝置分別設置在車體底部和后面；機械臂通過液壓軸與電機連接；滅火罐設置在車體內，分別與電機的動力輸出軸和設置在車體上的滅火噴頭相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的機器人，其特征是:所述滅火噴頭為帶旋轉機構的噴口。
3.根據(jù)權利要求1所述的機器人，其特征是:所述機械臂通過帶旋轉機構的轉盤設置在車體上，與步進電機連接。
【文檔編號】A62C27/00GK204182061SQ201420569430
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權日:2014年9月30日
【發(fā)明者】何少佳, 羅冬華, 莫金海, 黃知超, 楊建云, 鄧子信, 劉華東 申請人:桂林電子科技大學