本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種氣動消防機器人。

背景技術(shù)：

目前，許多消防機器人逐漸被加入到消防滅火任務(wù)中，用于替代消防撲救人員在前線進行滅火作業(yè)。

例如，公開號為cn105059413a的專利文獻中公開的一種具有防水特征的消防機器人移動載體，采用電機提供行走以及其他運動部件的動力，內(nèi)部安裝的有電池以及驅(qū)動電路，具有防水特征，但機構(gòu)復(fù)雜，攜帶電池?zé)o法經(jīng)受過高的溫度。

另外，公開號為cn203060641u的履帶式智能消防機器人，采用柴油作為動力，機器人搭載一臺柴油機驅(qū)動的空壓機，空壓機產(chǎn)生高壓氣體再驅(qū)動氣動馬達和氣缸來驅(qū)動機器人，能耐受400℃以下的高溫，但機構(gòu)復(fù)雜，成本高昂，柴油箱在高溫下有發(fā)生爆炸的危險。

然而，由于機器人搭載精密復(fù)雜的動力機構(gòu)，使其造價高昂；幾乎所有的機器人都要攜帶油箱或電池，使其耐高溫和防爆性能差；大部分機器人要攜帶消防水帶作業(yè)，而充滿水的消防水帶與地面摩擦力很大，使機器人移動困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種氣動消防機器人，其采用了不同于傳統(tǒng)機器人的氣動驅(qū)動模式，增強了機器人的耐火性、防爆性和靈活性，降低了車體的成本，可以更靠近火源作業(yè)，提高效率。

本發(fā)明提供了一種氣動消防機器人，包括設(shè)有移動裝置的車體、設(shè)置于所述車體上的水炮、驅(qū)動所述移動裝置的氣動馬達、用于向所述氣動馬達提供高壓氣體的儲氣罐、以及用于控制所述氣動馬達啟停和正反轉(zhuǎn)的氣路閥門控制裝置，所述車體上設(shè)有與所述儲氣罐相連接、且能夠與外部高壓氣源連接的氣體接受管路，以及與所述水炮相連接、且能夠與外部高壓水源連接的高壓水接受管路。

優(yōu)選地，還包括水氣雙層管帶，所述水氣雙層管帶包括內(nèi)層管路和套在所述內(nèi)層管路的外圍的外層管路，所述內(nèi)層管帶和所述外層管帶，其中一個與所述氣體接受管路相連接、另一個與所述高壓水接受管路相連接。

優(yōu)選地，所述外層管路與所述高壓水接受管路相連接，所述內(nèi)層管路與所述氣體接受管路相連接，所述外層管路設(shè)有與其內(nèi)部相通、且能夠與外部的高壓氣源相連接的排水氣管。

優(yōu)選地，所述車體的左右兩側(cè)均設(shè)有所述移動裝置，所述氣動馬達為兩個，且兩個所述氣動馬達與兩個所述移動裝置一一對應(yīng)地傳動連接，所述氣路閥門控制裝置能夠分別控制兩個所述氣動馬達的正反轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，還包括與所述水炮相連接、以驅(qū)動所述水炮升降的升降驅(qū)動裝置。

優(yōu)選地，所述水炮可轉(zhuǎn)動地連接在所述車體上，所述升降驅(qū)動裝置用于驅(qū)動所述水炮產(chǎn)生轉(zhuǎn)動、以使所述水炮的炮口端升降。

優(yōu)選地，所述升降驅(qū)動裝置為與所述儲氣罐相連接的氣缸，所述氣路閥門控制裝置能夠控制所述氣缸的活塞桿的伸縮。

優(yōu)選地，所述氣體接受管路套在所述高壓水接受管路內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述排水氣管設(shè)置在靠近所述外層管路用于連接所述外部的高壓水源一端的位置。

優(yōu)選地，所述氣缸通過連桿與所述水炮相連接，且所述氣缸與所述連桿的之間連接有彈簧。

優(yōu)選地，所述氣路閥門控制裝置包括連接在所述儲氣罐與兩個所述氣動馬達以及所述氣缸之間的三條氣路、以及控制各個氣路的閥門裝置。

優(yōu)選地，所述移動裝置包括驅(qū)動輪和由所述驅(qū)動輪驅(qū)動的履帶。

本發(fā)明提供了一種氣動消防機器人，包括設(shè)有移動裝置的車體、設(shè)置于所述車體上的水炮、驅(qū)動所述移動裝置的氣動馬達、用于向所述氣動馬達提供高壓氣體的儲氣罐、以及用于控制所述氣動馬達啟停和正反轉(zhuǎn)的氣路閥門控制裝置，所述車體上設(shè)有與所述儲氣罐相連接、且能夠與外部高壓氣源連接的氣體接受管路，以及與所述水炮相連接、且能夠與外部高壓水源連接的高壓水接受管路。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案中，外部高壓水源和外部高壓氣源可以通過消防水帶和氣帶分別遠程向儲氣罐和水炮供應(yīng)高壓氣體和高壓水，儲氣罐中的高壓氣體一部分用于向氣動馬達提供高壓氣體，進而使氣動馬達驅(qū)動車體，而氣路閥門控制裝置用于控制氣動馬達的啟停和正反轉(zhuǎn)，進而可以控制車體的前進倒退及轉(zhuǎn)向。本發(fā)明提供的氣動消防機器人不需攜帶電機、油箱、電池等，具有耐高溫、防爆性較好的優(yōu)點，而且，該氣動消防機器人結(jié)構(gòu)簡單、造價較低。

另外，本發(fā)明的優(yōu)選方案中，所述外層管路與所述高壓水接受管路相連接，所述內(nèi)層管路與所述氣體接受管路相連接，所述外層管路設(shè)有與其內(nèi)部相通、且能夠與外部的高壓氣源相連接的排水氣管。即水氣雙層管帶外部為水路，內(nèi)部為氣路，水路能夠為內(nèi)部氣路提供防火功能，避免氣路被火燒損。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例中氣動消防機器人外部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中氣動消防機器人內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中氣路閥門控制裝置的示意圖；

圖4為圖3中a-a剖面圖；

圖5為本發(fā)明實施例中水氣一體管路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例中水炮示意圖。

圖1-圖6中：

1、車體；2、移動裝置；21、驅(qū)動輪；22、支重輪；23、擋板；24、從動輪；25、履帶；26、聯(lián)軸器；27、氣動馬達；3、水炮升降系統(tǒng)；31、氣缸；32、魚眼接頭；33、連桿；34、彈簧；35、y型水炮支架；36、水炮；4、水氣一體管路系統(tǒng)；41、水路氣路分離裝置；411、氣體接受管路；412、水氣接受口；413、高壓氣管出口；414、高壓水管出口；42、水氣雙層管帶；421、內(nèi)層管路；422、外層管路；43、水路氣路結(jié)合裝置；431、動力氣管；432、排水氣管；433、水氣輸送接口；434、高壓水管；5、氣路閥門控制裝置；51、二位五通換向閥；52、電磁閥；53、輸入管路；54、排氣管路；55、輸出管路；6、儲氣罐。

具體實施方式

本具體實施方式的目的在于提供一種氣動消防機器人，其采用了不同于傳統(tǒng)機器人的氣動驅(qū)動模式，增強了機器人的耐火性、防爆性和靈活性，降低了車體的成本，可以更靠近火源作業(yè)，提高效率。以下，參照附圖對實施例進行說明。此外，下面所示的實施例不對權(quán)利要求所記載的發(fā)明內(nèi)容起任何限定作用。另外，下面實施例所表示的構(gòu)成的全部內(nèi)容不限于作為權(quán)利要求所記載的發(fā)明的解決方案所必需的。

請參考圖1和圖2，本實施例提供的一種氣動消防機器人，包括設(shè)有移動裝置2的車體1、設(shè)置于車體1上的水炮36、驅(qū)動移動裝置2的氣動馬達27、用于向氣動馬達27提供高壓氣體的儲氣罐6、以及用于控制氣動馬達27啟停和正反轉(zhuǎn)的氣路閥門控制裝置5，車體1上設(shè)有與儲氣罐6相連接、且能夠與外部高壓氣源連接的氣體接受管路411，以及與水炮36相連接、且能夠與外部高壓水源連接的高壓水接受管路。

其中，車體的移動裝置可以具體如圖1和圖2所示，包括驅(qū)動輪21、支重輪22、擋板23、從動輪24、履帶25、聯(lián)軸器26和氣動馬達27。

氣動馬達27為兩個，分別獨立驅(qū)動兩側(cè)的驅(qū)動輪21，擋板23能夠起到防火防雜質(zhì)的作用，本實施例中，采用履帶式的移動裝置2能夠使氣動消防機器人在復(fù)雜的火災(zāi)環(huán)境中正常行走。

需要說明的是，上述移動裝置2采用履帶式移動裝置是本發(fā)明的優(yōu)選方案，在其它實施例中，移動裝置2也可為其它類型，比如，也可為無履帶的移動裝置。移動裝置2的輪子的數(shù)量也可根據(jù)實際情況具體設(shè)定。

兩個氣動馬達27工作時，分別由氣路閥門控制裝置5控制，氣動馬達27有兩個進氣孔和一個出氣孔，氣體從不同的進氣孔進入可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，當(dāng)兩個氣動馬達27的轉(zhuǎn)動方向一致時車體1直線行駛，轉(zhuǎn)動方向相反時機器人發(fā)生轉(zhuǎn)彎。

本實施例中，氣動氣動消防機器人的從動輪24可以布置在后方，工作時，氣動馬達27可以將高壓氣體攜帶的能量轉(zhuǎn)化為動能，其通過連軸器26與驅(qū)動輪21連接帶動履帶25運動。

另外，本實施例提供的氣動消防機器人還可以包括水氣雙層管帶，水氣雙層管帶包括內(nèi)層管路421和套在內(nèi)層管路的外圍的外層管路422，內(nèi)層管帶421和外層管帶422，其中一個與氣體接受管路相連接、另一個與高壓水接受管路相連接，水氣雙層管帶可以通過水氣接受口與氣體接受管路和高壓水接受管路實現(xiàn)連接，如此設(shè)置，將水氣輸送管路設(shè)置為一體式結(jié)構(gòu)，簡化了結(jié)構(gòu)，在火災(zāi)現(xiàn)場中能夠盡量避免因輸送管路而造成氣動消防機器人行走不便的問題。

進一步地，外層管路422與高壓水接受管路相連接，內(nèi)層管路421與氣體接受管路相連接，外層管路422設(shè)有與其內(nèi)部相通、且能夠與外部的高壓氣源相連接的排水氣管432，其中，外層管路422用于輸送高壓水，同時能夠?qū)?nèi)層輸氣管路起到防火保護的作用，當(dāng)排水氣管432中充入高壓氣體時，能夠?qū)⑼鈱庸苈分械乃懦觯阌跈C器人的移動。如此設(shè)置，形成了水氣一體管路系統(tǒng)4，為了便于理解，請參考圖4，本實施例結(jié)合圖4對水氣一體管路系統(tǒng)進行詳細說明。

水氣一體管路系統(tǒng)4包括水路氣路分離裝置41、水氣雙層管帶42和水路氣路結(jié)合裝置43，三者可以通過接頭依次連接。水路氣路分離裝置41設(shè)置在車體上，用于將輸送過來的水和氣分別輸送至儲氣罐和水炮。水氣雙層管帶42和水路氣路結(jié)合裝置43設(shè)置在車體之外，水路氣路結(jié)合裝置43用于與外部的高壓水源和氣源連接。

水路氣路分離裝置41包含氣體接受管路411、水氣接受口412、高壓氣管出口413和高壓水管出口414，用于將輸入的高壓氣體和高壓水分離，其中，高壓氣體經(jīng)過氣體接受管路411和高壓氣管出口413進入儲氣罐6，高壓水經(jīng)過高壓水管出口414和y型水炮支架35進入水炮36。

水路氣路結(jié)合裝置43設(shè)置在遠程端，即遠離車體的一端，包含動力氣管431、排水氣管432、水氣輸送接口433和高壓水管434。水路氣路結(jié)合裝置43與水路氣路分離裝置41通過水氣雙層管帶42連接。當(dāng)高壓水管434通入高壓水，動力氣管431通入高壓氣，排水氣管432阻斷時可以實現(xiàn)高壓氣體與高壓水的輸運；當(dāng)高壓水管434和動力氣管431阻斷，排水氣管432通入高壓氣時可以將水帶中的存水排干，方便移動。

另外，為了能夠?qū)崿F(xiàn)水炮對不同高度的位置進行噴水滅火，還可以設(shè)有與水炮相連接、以驅(qū)動水炮升降的水炮升降系統(tǒng)。該水炮升降系統(tǒng)具體可如下述設(shè)置。

水炮升降系統(tǒng)3如圖6所示，包含氣缸31、魚眼接頭32、連桿33、彈簧34、y型水炮支架35、水炮36。氣缸31可以利用高壓氣體的流動方向?qū)崿F(xiàn)活塞的水平運動，活塞桿套有彈簧34，通過控制進氣量可以使活塞處于不同位置，活塞桿尾部與魚眼接頭32和連桿33相連，從而控制水炮36抬起的高度。

需要說明的是，上述氣缸31也可由氣路閥門控制裝置5進行控制，氣路閥門控制裝置5可具體如下設(shè)置。

氣路閥門控制箱5如圖3和圖4所示，包括3個二位五通換向閥51，3個電磁閥52，輸入管路53、排氣管路54、輸出管路55。這些組件形成三路獨立的控制單元，分別控制3路由儲氣罐6輸運的高壓氣體。高壓氣體經(jīng)輸入管路53進入三路控制單元，隨后經(jīng)輸出管路55分別進入兩個氣動馬達27和氣缸31。兩側(cè)的氣動馬達27控制單元通過控制二位五通換向閥51和電磁閥52實現(xiàn)氣動馬達27的正/反轉(zhuǎn)和啟/停，同理，中間的氣缸31控制單元通過控制相應(yīng)的二位五通換向閥和電磁閥實現(xiàn)氣缸31活塞桿的進/出運動和位置鎖定。排氣管路54可將廢氣排出，同時用于氣路閥門控制箱5的對流冷卻。

如此設(shè)置，本實施例提供的氣動消防機器人，其工作過程可如下：

當(dāng)機器人進行移動時，分為兩種情況：1、當(dāng)消防水帶422沒有水時，動力氣管431通入高壓氣體，經(jīng)水氣雙層管帶42到達水路氣路分離裝置41，隨后高壓氣體進入氣路閥門控制箱，此時控制啟動馬達27的電磁閥52開啟，二位五通閥51切換相應(yīng)狀態(tài)，實現(xiàn)機器人的直行與轉(zhuǎn)彎。2、當(dāng)消防水帶422充滿水時，則需要先將排水氣管432通入高壓氣體，待消防水帶422中的水排干后停止通氣，再進行情況1的操作。當(dāng)機器人滅火作業(yè)時，動力氣管431停止通氣，高壓水管434通入高壓水，高壓水流經(jīng)消防水帶422，高壓水管出口414，y型水炮支架35進入水炮36進行滅火作業(yè)；當(dāng)機器人升降水炮時，動力氣管431通入高壓氣體，經(jīng)水氣雙層管帶42到達水路氣路分離裝置41進入氣路閥門控制箱5，此時控制氣缸31的電磁閥52開啟，二位五通閥51切換相應(yīng)狀態(tài)，控制氣缸31活塞的移動，活塞桿尾部與連桿33連接，實現(xiàn)水炮36的升降。

如此設(shè)置，本實施例提供的氣動力氣動消防機器人，利用氣動驅(qū)動和氣動控制，將昂貴精密的動力機構(gòu)從深入火場的機器人身上移至安全的后方，機器人只攜帶造價低廉的設(shè)備機構(gòu)，即使在火場中遭到損壞也不會產(chǎn)生巨大經(jīng)濟損失。而且，本實施例提供的氣動消防機器人使用高壓氣體作為動力避免了機器人直接搭載燃油發(fā)動機、大容量蓄電池等易燃、易爆的較大質(zhì)量驅(qū)動設(shè)備，提高了機器人的穩(wěn)定性、耐火性、防爆性。另外，通過充氣的方式可以快速方便的排出消防水帶中的撲救用水可以減輕機器人負擔(dān)，方便機器人拖動水帶移動，與直接拖拽水帶的氣動消防機器人相比，行動能力更強。

以上采用遞進方式對本方案進行了舉例說明，上述各個實施例中的方案可以為獨立的技術(shù)方案也可進行相互疊加。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。