CN110327560B - 一种用于可燃堆垛的灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于可燃堆垛的灭火机器人，其具有可移动的底盘，在底盘上设置有液压驱动的分散叉，用于可燃堆垛的分散作业，分散叉还设置有喷射装置，用于熄灭火焰以及对分散叉降温。本发明提供的灭火机器人液压提供分散作业动力源，工作负载高；可转动分散叉，适用于各方向分散灭火作业。

Description

一种用于可燃堆垛的灭火机器人

技术领域

本发明涉及消防装备领域，尤其涉及一种用于可燃堆垛的灭火机器人。

背景技术

灭火机器人作为特种机器人的一种，在灭火及救援抢险中发挥着越来越重要的作用；灭火机器人可执行多种任务，如火场侦察、环境监测、求救信号监听以及灭火等。

堆垛火场例如露天或仓储货物起火，其具有火势蔓延快、火焰烈度高、损失大等特点，目前针对成堆堆放可燃物的灭火通常采取将堆垛分散开的方式，一方面可以防止火势加剧，另一方面也可以将大火分散开，便于扑灭；目前国内针对可燃物堆垛的分散多采取大型挖掘机推散或人工翻动堆垛的方式；上述两种分散方式存在如下缺陷：

(1)由人工翻动易燃物堆垛对消防员体力消耗大，危险性高，影响灭火作业顺利进行；

(2)目前国内消防救援设备中尚无适用堆垛灭火的相应设备或专用机器人，而临时调用的大型机械设备申请耗费时间长，设备就位后展开速度慢，并且受地形因素限制大，进而影响消防救援时效性，耽误灭火最佳时机，容易使堆垛由小火发展为大火。

发明内容

本发明的实施例提供了一种用于可燃堆垛的灭火机器人，以解决现有技术中存在的相应问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种用于可燃堆垛的灭火机器人,其包括可移动的底盘以及分散叉；该底盘上具有固定设置的基座，该基座上具有旋转座、动力装置和控制装置；

分散叉包括一对并列布置的分散头，以及液压驱动装置和喷射装置；分散叉通过旋转座与基座转动连接；分散头与液压驱动装置驱动连接，并且在其驱动作用下，该对分散头可相互远离/接近，以及可相对于底盘相互远离/接近；

喷射装置具有喷头，该喷头与分散头相连接。

进一步地，液压驱动装置包括液压泵和分别与其驱动连接的第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸；

第一液压缸一侧与旋转座顶部相铰接，另一侧具有台座，分散头通过该台座与第一液压缸驱动连接；

第二液压缸与台座固定连接，并且与分散头驱动连接，分散头通过该第二液压缸的驱动作用可相互远离/接近；

第三液压缸一侧与旋转座底部相铰接，另一侧与第一液压缸相铰接，第一液压缸通过该第三液压缸的驱动作用可相对于旋转座上下摆动。

进一步地，第二液压缸为双杆活塞缸，其位于台座底部，并且与第一液压缸相互横向垂直布置；分散头位于该第二液压缸的底部并且分别与其活塞杆端部相连接。

进一步地，分散头为水平布置的等腰梯形板结构，该分散头的底边一侧相互对置，顶边一侧具有向上延伸设置的连接板，分散头通过该连接板分别与第二液压缸的活塞杆端部相连接。

进一步地，分散头的底部具有多个向下延伸设置的分散抓。

进一步地，台座与第一液压缸的侧部相铰接，台座内还具有电驱动装置，其与控制装置通信连接，台座通过该电驱动装置可相对于第一液压缸上下摆动。

进一步地，喷头成对设置，其分别位于分散头的底部，喷射装置还包括：

位于旋转座侧部的水带接头，其与外部水源管道连接；

一对第一管路，其分别位于第一液压缸的两侧，并且分别通过一端与水带接头相连接；

一对第二管路，其贯穿台座和分散头设置，并且分别通过一端与该对第一管路相连接，另一端与喷头相连接。

进一步地，第一管路为可伸缩性软管。

进一步或优选地，动力装置为柴油机。

进一步或优选地，控制装置包括：

第一通信模块，其与外部控制终端通信连接；

处理模块，其与信号接收模块通信连接；

第二通信模块，其分别与处理模块、动力装置、液压驱动装置、旋转座和喷射装置通信连接。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

本发明提供了一种用于可燃堆垛的灭火机器人，其具有可移动的底盘，在底盘上设置有液压驱动的分散叉，分散叉还设置有喷射装置，用于熄灭火焰以及对分散叉降温。本发明提供的灭火机器人具有如下优点：

(1)液压提供分散作业动力源，工作负载高；

(2)可转动分散叉，适用于各方向分散灭火作业；

(3)中远程遥控操作，保障消防员人身安全；

(4)柴油机提供动力源，履带式移动，适用于各类地形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。

图1为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的立体示意图；

图2为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的主视图；

图3为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的后视图；

图4为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的俯视图；

图5为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的左视图；

图6为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的右视图；

图7为图4的局部放大图，用于显示第一液压缸与台座相连接的位置；

图8为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的液压原理图，用于显示液压驱动装置的结构原理；

图9为本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人的控制装置的结构框图。

图中：

1.底盘2.基座；

31.分散头 31a.分散抓 31b.连接板 32.液压泵 33.第一液压缸 33a.第一换向阀 33b.单向调速阀 34.第二液压缸 34a.第二换向阀 35.第三液压缸 35a.第三换向阀36.台座 37.外设油路；

4.旋转座；

51.水带接头 52.第一管路 53.第二管路 54.喷头；

6.动力装置 7.控制装置 71.第一通信模块 72.第二通信模块 73.处理模块 74.手动输入模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

参见图1至6，本发明提供的一种灭火机器人，用于可燃堆垛的扑灭作业，其包括可移动的底盘1以及分散叉；该底盘1上具有固定设置的基座2，该基座2上具有动力装置6、旋转座37和控制装置7；

分散叉用于堆垛进行分散作业，其包括一对并列布置的分散头31，以及液压驱动装置和喷射装置；分散叉通过该旋转座37与所述基座2转动连接，并且可以通过旋转座37为轴相对于基座2水平转动；分散头31与液压驱动装置驱动连接，并且在其驱动作用下，该对分散头31可相互张开或闭合，以及其整体相对于底盘1相互远离/接近；

喷射装置喷射用于熄灭火焰的液体，如消防泡沫或水；其具有喷头54，该喷头54与所述分散头31相连接，将喷头54设置在分散头31上还可用于对其降温。

采用了液压驱动的分散叉，分散头31动作平稳，工作负载高，可有效翻动、分散厢式堆垛等由较重物品组成的堆垛，相对于人工作业，工作效率高并且能够保证消防员安全。

进一步的，作为液压驱动装置的优选实施例，包括液压泵32和分别与其驱动连接的第一液压缸33、第二液压缸34和第三液压缸35；其中，第一液压缸33用于分散头31的伸出与收回，第二液压缸34用于分散头31的开合，第三液压缸35用于分散头31的升降，具体组成为：

所述第一液压缸33一侧与所述旋转座37顶部相铰接，另一侧具有台座36，所述分散头31通过该台座36与所述第一液压缸33驱动连接；

所述第二液压缸34与所述台座36固定连接，并且与所述分散头31驱动连接，所述分散头31通过该第二液压缸34的驱动作用可相互远离/接近；

所述第三液压缸35一侧与所述旋转座37底部相铰接，另一侧与所述第一液压缸33相铰接，所述第一液压缸33通过该第三液压缸35的驱动作用可相对于所述旋转座37上下摆动。

更进一步的，在一些优选实施例中，第二液压缸34为双杆活塞缸，即活塞两侧都有活塞杆伸出/收回的液压缸，其位于所述台座36底部，并且与所述第一液压缸33相互横向垂直布置；分散头31位于该第二液压缸34的底部并且分别与其活塞杆端部相连接，通过第二液压缸34活塞杆的伸缩，驱动分散头31的开合；在图1和4所显示的优选实施例中，第二液压缸34为两个，其可以保证施加在分散头31的载荷更均匀，使其相互开合更为平稳；同理，第三液压缸35也可以设置为两个，其分别位于第一液压缸33的下方两侧。

图8为该液压驱动装置的原理图，其中，第一液压缸33、第二液压缸34、第三液压缸35分别通过第一换向阀33a、第二换向阀34a、第三换向阀35a与所述液压泵32驱动连接；作为一种改进，在第一液压缸33与第一换向阀33a之间接入单向调速阀33b；除上述设置外，还可以包括其它元件，例如油箱，以及作为安全阀的溢流阀等；

如图1和4，在一些实施例中，液压驱动装置采用外设油路37的设置；

本领域技术人员应能理解上述液压驱动装置的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的液压驱动装置应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

在一些提高分散头31分散能力的优选实施例中，分散头31为水平(平躺)布置的等腰梯形板结构，该分散头31的底边一侧相互对置，并且分散头31闭合状态时两分散头31底边相接触，顶边一侧具有向上延伸设置的连接板31b，所述分散头31通过该连接板31b分别与所述第二液压缸34的活塞杆端部相连接；具有梯形板设置的分散头31具有双向楔形结构，在第一液压缸33往复运动时更有利于楔入堆垛，进一步通过第二液压缸34的往复运动，有效提高了分散堆积物的能力。

更进一步的，分散头31的底部具有多个向下延伸设置的分散抓31a，例如图1、5、6所示的，每个分散抓31a底部各设置一列分散抓31a，每个分散抓31a具有横截面自上而下逐渐减小的构型，有利于楔入堆垛物品缝隙内，进一步在第二液压缸34的往复运动作用下，拨动堆积物品，适用于体积较小的散乱物品组成的堆垛。

为了进一步增加分散头31的自由度，提高分散能力，在另一些优选的实施例中，台座36与所述第一液压缸33的侧部相铰接，所述台座36内还具有电驱动装置，其与所述控制装置7通信连接，所述台座36通过该电驱动装置可相对于所述第一液压缸33上下摆动；在本实施例中的电驱动装置可以依据现有技术设置，例如，可以采用小型电动机连接齿轮传动机构驱动的方式，在台座36与第一液压缸33铰接处，可以采用铰接轴上套接齿轮，并且与电驱动装置的传动机构相驱动连接的方式。

在本发明提供的实施例中，如图7所示，喷头54成对设置，其分别位于所述分散头31的底部；如图1至6所示，所述喷射装置还包括：

位于所述旋转座37侧部的水带接头51，其与外部水源管道连接；

一对第一管路52，其分别位于所述第一液压缸33的两侧，并且分别通过一端与所述水带接头51相连接；

一对第二管路53，其贯穿所述台座36和分散头31设置，并且分别通过一端与该对所述第一管路52相连接，另一端与所述喷头54相连接。

为了与第一液压缸33的往复运动相适配，第一管路52优选为可伸缩性软管；

为了扩大喷射面积，提高灭火效率，喷头54优选雾化喷头，其可以依据现有技术设置，例如可以是圆柱体型内部具有狭缝的喷头结构。

在本发明提供的实施例中，动力装置6优选柴油机，其具有扭矩高、燃点低的优点，可有效提高底盘1的越野能力；

底盘1优选小型履带式底盘1，其具有轻便、通过能力强、地形适应性好、可部署性好的优点。

在本发明提供的实施例中，旋转座37可以通过动力装置6进行驱动，其驱动连接方式依据现有技术，例如可以通过单独设置齿轮传动机构的方式(避免与底盘1行走机构相干涉)，其具体结构组成不再赘述。

在本发明提供的实施例中，控制装置7为遥控控制***，如图9所示，其包括：

第一通信模块71，其与外部控制终端通信连接；

处理模块74，其与所述第一通信模块71通信连接；

第二通信模块72，其分别与所述处理模块72、动力装置6、液压驱动装置、旋转座37和喷射装置通信连接；

作为备份控制手段，还可以设置手动输入模块74；

通过上述设置，提供灭火机器人中远程遥控操作的功能，进一步保障消防人员人身安全。

下面提供一个灭火机器人分散动作过程的示例：

第一液压缸33伸出其活塞杆，将分散头31***燃烧的堆垛；

第二液压缸34驱动两分散头31使其相互张开，使被分散头31***区域的燃烧物品分散开；

在分散头31分散燃烧物的同时和/或之后，设置在分散头31上的喷头54喷水熄灭该区域的火焰同时对分散头31降温；

第二液压缸34驱动两分散头31使其合并，然后通过第一液压缸33的活塞杆复位收回分散头31；

通过转动旋转台或底盘1，重复上述步骤对燃烧堆垛其它区域进行分散熄火作业。

综上所述，本发明提供的一种用于可燃堆垛的灭火机器人，其具有可移动的底盘，在底盘上设置有液压驱动的分散叉，用于可燃堆垛的分散作业，分散叉还设置有喷射装置，用于熄灭火焰以及对分散叉降温。本发明提供的灭火机器人具有如下优点：

(1)液压提供分散作业动力源，工作负载高；

(2)可转动分散叉，适用于各方向分散灭火作业；

(3)半自动分散灭火一体化作业，节省消防员体力；

(4)中远程遥控操作，保障消防员人身安全；

(5)柴油机提供动力源，履带式移动，适用于各类地形；

(6)设备体积小，便于灭火救援行动展开。

本领域技术人员应能理解上述灭火机器人的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现的灭火机器人应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种用于可燃堆垛的灭火机器人， 其特征在于， 其包括可移动的底盘以及分散叉；该底盘上具有固定设置的基座，该基座上具有旋转座、动力装置和控制装置；

所述分散叉包括一对并列布置的分散头，以及液压驱动装置和喷射装置；所述分散叉通过所述旋转座与所述基座转动连接；所述分散头与所述液压驱动装置驱动连接，并且在其驱动作用下，该对所述分散头可相互远离/接近，以及可相对于所述底盘相互远离/接近；所述分散头的底部具有多个向下延伸设置的分散抓；

所述喷射装置具有喷头，该喷头与所述分散头相连接；

所述液压驱动装置包括液压泵和分别与其驱动连接的第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸；

所述第一液压缸一侧与所述旋转座顶部相铰接，另一侧具有台座，所述分散头通过该台座与所述第一液压缸驱动连接；所述台座与所述第一液压缸的侧部相铰接，所述台座内还具有电驱动装置，其与所述控制装置通信连接，所述台座通过该电驱动装置可相对于所述第一液压缸上下摆动；

所述第二液压缸与所述台座固定连接，并且与所述分散头驱动连接，所述分散头通过该第二液压缸的驱动作用可相互远离/接近；

所述第三液压缸一侧与所述旋转座底部相铰接，另一侧与所述第一液压缸相铰接，所述第一液压缸通过该第三液压缸的驱动作用可相对于所述旋转座上下摆动；

所述第二液压缸为双杆活塞缸，其位于所述台座底部，并且与所述第一液压缸相互横向垂直布置；所述分散头位于该第二液压缸的底部并且分别与其活塞杆端部相连接；

所述分散头为水平布置的等腰梯形板结构，该分散头的底边一侧相互对置，顶边一侧具有向上延伸设置的连接板，所述分散头通过该连接板分别与所述第二液压缸的活塞杆端部相连接；

所述喷头成对设置，其分别位于所述分散头的底部；所述喷射装置还包括：

位于所述旋转座侧部的水带接头，其与外部水源管道连接；

一对第一管路，其分别位于所述第一液压缸的两侧，并且分别通过一端与所述水带接头相连接；

一对第二管路，其贯穿所述台座和分散头设置，并且分别通过一端与该对所述第一管路相连接，另一端与所述喷头相连接；

所述分散头分散燃烧物的同时和/或之后，设置在所述分散头上的所述喷头喷水熄灭火焰同时对所述分散头降温。

2.根据权利要求1所述的灭火机器人，其特征在于，所述第一管路为可伸缩性软管。

3.根据权利要求1或2所述的灭火机器人，其特征在于，所述动力装置为柴油机。

4.根据权利要求1或2所述的灭火机器人，其特征在于，所述控制装置包括：

第一通信模块，其与外部控制终端通信连接；

处理模块，其与信号接收模块通信连接；

第二通信模块，其分别与所述处理模块、动力装置、液压驱动装置、旋转座和喷射装置通信连接。

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