本技術屬于消防救援機器人，尤其涉及一種基于火災場景的多功能救援機器人。

背景技術：

1、火災作為最為常見的突發(fā)性災害之一，帶來的人身和財產(chǎn)損失是不可預計的。目前，傳統(tǒng)的消防滅火依靠消防員配套一些消防設施來完成，但是當遇到一些人類難以到達的位置時，如坑洼道路，倒塌樹木攔截的道路等，就需要有特殊的機器輪子進行行走，或者需要有機械臂進行障礙物清理，使機器人快速到達火災位置進行精準滅火。

2、而室外火災救援常面臨山地場景、森林場景、倒塌樓層等崎嶇環(huán)境搜救，災后所造成的建筑物倒塌、地面裂縫、倒塌樹木等道路障礙的作業(yè)環(huán)境復雜，同時救援裝備和物資需求大，整個救援過程持續(xù)時間長且緊迫，救援危險性大等狀況，亟需探索機器替代的道路。

3、目前，消防機器人被越來越多的用于執(zhí)行消防滅火任務，現(xiàn)有的消防機器雖然具備有滅火和救援功能，但有一些難以實現(xiàn)多維度滅火以及越障功能，需要人員輔助到達指定滅火現(xiàn)場，大大增加了救援時間。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的是提供一種基于火災場景的多功能救援機器人，以解決上述問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下方案：

3、一種基于火災場景的多功能救援機器人，包括底盤，所述底盤四個角部安裝有爪式開合越障輪，所述底盤前端頂面上安裝有障礙清理機構，所述底盤后端頂面上安裝有千斤頂抬升結構，所述底盤頂面中部由前至后依次安裝有滅火轉向機構和自動開合物資運輸箱，所述滅火轉向機構底端連通有滅火器開關機構，所述滅火器開關機構與所述底盤頂面固接，所述底盤的頂面固接有蓋板，所述蓋板與所述底盤之間形成一個容納腔，所述滅火器開關機構位于所述容納腔內(nèi)部，所述滅火轉向機構位于所述蓋板的頂面上。

4、優(yōu)選的，所述爪式開合越障輪包括同軸設置的外蓋、輪轂，所述外蓋、輪轂之間沿周向鉸接有至少三個越障爪，所述輪轂內(nèi)側設有越障爪驅動結構，若干個所述越障爪與所述越障爪驅動結構傳動連接；

5、所述外蓋遠離所述輪轂的一側軸接有與第一驅動電機的輸出端軸接，所述第一驅動電機與所述底盤固接。

6、優(yōu)選的，所述越障爪驅動結構包括主動輪，所述主動輪與所述輪轂內(nèi)側轉動連接，所述主動輪與第二驅動電機的輸出端軸接，所述第二驅動電機安裝在所述外蓋上，所述主動輪周側嚙合有若干個從動輪，所述越障爪的控制閥驅動架處固接有對接齒輪，所述從動輪與對應的所述對接齒輪嚙合連接。

7、優(yōu)選的，所述障礙清理機構包括夾持爪、電動鋸刀，所述夾持爪、電動鋸刀分別通過機械臂結構與所述底盤傳動連接。

8、優(yōu)選的，所述機械臂結構包括機械臂云盤，所述機械臂云盤與所述底盤頂面轉動連接，所述機械臂云盤頂面?zhèn)鲃舆B接有機械大臂的一端，所述機械大臂的另一端傳動連接有機械小臂的一端，對應的所述機械小臂的另一端與所述夾持爪、所述電動鋸刀傳動連接。

9、優(yōu)選的，所述自動開合物資運輸箱包括物資箱，所述物資箱安裝在所述底盤的頂面上，所述物資箱的頂面轉動連接有兩個箱蓋，兩個所述箱蓋對稱設置，所述箱蓋與所述物資箱的控制閥驅動架處軸接有第二錐齒輪，所述物資箱的側壁上固接有電機，所述電機的輸出端軸接有第一錐齒輪，所述第一錐齒輪與所述第二錐齒輪嚙合連接。

10、優(yōu)選的，所述滅火轉向機構包括軸承云臺，所述軸承云臺為半球形，所述軸承云臺與所述底盤的頂面轉動連接，所述軸承云臺上開設有兩個滑槽，其中一個所述滑槽內(nèi)滑動連接有高壓水噴頭，另一個所述滑槽內(nèi)滑動連接有滅火劑噴頭，所述高壓水噴頭、滅火劑噴頭靠近所述軸承云臺的一端分別固接有轉向舵機的輸出端，兩個所述轉向舵機與所述軸承云臺內(nèi)側固接；

11、所述軸承云臺的底端與云臺舵機的輸出端軸接，所述云臺舵機與所述底盤固接。

12、優(yōu)選的，所述滅火器開關機構包括固定殼體，所述固定殼體與所述底盤底面固接，所述固定殼體內(nèi)側固接有步進電機，所述步進電機的輸出端軸接有第一圓柱直齒輪、第二圓柱直齒輪；

13、所述第一圓柱直齒輪嚙合有第一齒條，所述第一齒條豎直滑動連接在所述固定殼體的內(nèi)壁上，所述第一齒條一端貫穿所述固定殼體，所述第一齒條遠離所述固定殼體的一端固接有壓桿件；

14、所述第二圓柱直齒輪嚙合有第二齒條，所述第二齒條水平滑動安裝在所述固定殼體內(nèi)，所述第二齒條一端貫穿所述固定殼體，所述第二齒條遠離所述固定殼體的一端固接有鋁塊；

15、所述底盤底面水平卡接有滅火器，所述鋁塊與所述滅火器的閥門抵接，所述壓桿件穿入所述滅火器的保險栓。

16、優(yōu)選的，所述千斤頂抬升結構包括千斤頂，所述千斤頂安裝在所述底盤后端的頂面上，所述千斤頂下部固定套設有電機支架，所述電機支架上固接有扭矩電機，所述扭矩電機的輸出端軸接有控制閥驅動架，所述控制閥驅動架用于按壓所述千斤頂上的千斤頂控制閥。

17、優(yōu)選的，所述底盤底面固接有貯水箱。

18、與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和技術效果：

19、本實用新型的爪式開合越障輪可以根據(jù)地面情況，實施不同的行駛狀態(tài)，高效到達指定的滅火位置，滅火轉向機構與滅火器開關機構連接，通過開啟滅火器并且轉動滅火轉向機構可以實現(xiàn)多方位的滅火效果，障礙清理機構可以對火災現(xiàn)場倒塌的樹木以及建筑物等進行清理，通過自動開合物資運輸箱可以在滅火的同時運輸物資，大大節(jié)省了救援的時間。本實用新型將滅火系統(tǒng)、爪式開合越障輪、障礙清理機構、物資運輸機構等結構集于一體，結合了多種機構，擁有各種功能，實現(xiàn)在多種不同的復雜環(huán)境進行滅火，代替人工滅火，保障了消防員的安全，大大降低了傷亡率，具有廣泛的運用前景。

技術特征：

1.一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：包括底盤(7)，所述底盤(7)四個角部安裝有爪式開合越障輪(1)，所述底盤(7)前端頂面上安裝有障礙清理機構(2)，所述底盤(7)后端頂面上安裝有千斤頂抬升結構(6)，所述底盤(7)頂面中部由前至后依次安裝有滅火轉向機構(4)和自動開合物資運輸箱(3)，所述滅火轉向機構(4)底端連通有滅火器開關機構(5)，所述滅火器開關機構(5)與所述底盤(7)頂面固接，所述底盤(7)的頂面固接有蓋板，所述蓋板與所述底盤(7)之間形成一個容納腔，所述滅火器開關機構(5)位于所述容納腔內(nèi)部，所述滅火轉向機構(4)位于所述蓋板的頂面上。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述爪式開合越障輪(1)包括同軸設置的外蓋(107)、輪轂(103)，所述外蓋(107)、輪轂(103)之間沿周向鉸接有至少三個越障爪(102)，所述輪轂(103)內(nèi)側設有越障爪驅動結構，若干個所述越障爪(102)與所述越障爪驅動結構傳動連接；

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述越障爪驅動結構包括主動輪(104)，所述主動輪(104)與所述輪轂(103)內(nèi)側轉動連接，所述主動輪(104)與第二驅動電機(105)的輸出端軸接，所述第二驅動電機(105)安裝在所述外蓋(107)上，所述主動輪(104)周側嚙合有若干個從動輪(106)，所述越障爪(102)的控制閥驅動架處固接有對接齒輪，所述從動輪(106)與對應的所述對接齒輪嚙合連接。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述障礙清理機構(2)包括夾持爪(203)、電動鋸刀(204)，所述夾持爪(203)、電動鋸刀(204)分別通過機械臂結構與所述底盤(7)傳動連接。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述機械臂結構包括機械臂云盤(205)，所述機械臂云盤(205)與所述底盤(7)頂面轉動連接，所述機械臂云盤(205)頂面?zhèn)鲃舆B接有機械大臂(201)的一端，所述機械大臂(201)的另一端傳動連接有機械小臂(202)的一端，對應的所述機械小臂(202)的另一端與所述夾持爪(203)、所述電動鋸刀(204)傳動連接。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述自動開合物資運輸箱(3)包括物資箱(301)，所述物資箱(301)安裝在所述底盤(7)的頂面上，所述物資箱(301)的頂面轉動連接有兩個箱蓋(304)，兩個所述箱蓋(304)對稱設置，所述箱蓋(304)與所述物資箱(301)的控制閥驅動架處軸接有第二錐齒輪(305)，所述物資箱(301)的側壁上固接有電機(302)，所述電機(302)的輸出端軸接有第一錐齒輪(303)，所述第一錐齒輪(303)與所述第二錐齒輪(305)嚙合連接。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述滅火轉向機構(4)包括軸承云臺(403)，所述軸承云臺(403)為半球形，所述軸承云臺(403)與所述底盤(7)的頂面轉動連接，所述軸承云臺(403)上開設有兩個滑槽，其中一個所述滑槽內(nèi)滑動連接有高壓水噴頭(406)，另一個所述滑槽內(nèi)滑動連接有滅火劑噴頭(405)，所述高壓水噴頭(406)、滅火劑噴頭(405)靠近所述軸承云臺(403)的一端分別固接有轉向舵機(401)的輸出端，兩個所述轉向舵機(401)與所述軸承云臺(403)內(nèi)側固接；

8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述滅火器開關機構(5)包括固定殼體，所述固定殼體與所述底盤(7)底面固接，所述固定殼體內(nèi)側固接有步進電機(505)，所述步進電機的輸出端軸接有第一圓柱直齒輪(501)、第二圓柱直齒輪(502)；

9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述千斤頂抬升結構(6)包括千斤頂(601)，所述千斤頂(601)安裝在所述底盤(7)后端的頂面上，所述千斤頂(601)下部固定套設有電機支架(604)，所述電機支架(604)上固接有扭矩電機(603)，所述扭矩電機(603)的輸出端軸接有控制閥驅動架(605)，所述控制閥驅動架(605)用于按壓所述千斤頂(601)上的千斤頂控制閥(602)。

10.根據(jù)權利要求1所述的一種基于火災場景的多功能救援機器人，其特征在于：所述底盤(7)底面固接有貯水箱(306)。

技術總結
本技術公開了一種基于火災場景的多功能救援機器人，屬于消防救援機器人技術領域，包括底盤，底盤四個角部安裝有爪式開合越障輪，底盤前端頂面上安裝有障礙清理機構，底盤后端頂面上安裝有千斤頂抬升結構，底盤頂面中部由前至后依次安裝有滅火轉向機構和自動開合物資運輸箱，滅火轉向機構底端連通有滅火器開關機構，滅火器開關機構與底盤頂面固接，底盤的頂面固接有蓋板，蓋板與底盤之間形成一個容納腔，滅火器開關機構位于容納腔內(nèi)部，滅火轉向機構位于蓋板的頂面上。本技術結合了多種機構，擁有各種功能，實現(xiàn)在多種不同的復雜環(huán)境進行滅火，代替人工滅火，保障了消防員的安全，大大降低了傷亡率，具有廣泛的運用前景。

技術研發(fā)人員：王偉柯,安芬菊,朱文彬,羅子瀚,何文鏘,李澤韜,周賀聲
受保護的技術使用者：廣東海洋大學
技術研發(fā)日：20240403
技術公布日：2024/12/19