CN218967055U - 一种电动四驱消防灭火机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电动四驱消防灭火机器人，包括移动底盘组件和水喷射灭火***，水喷射灭火***设置在移动底盘组件上；所述移动底盘组件包括底盘本体，在底盘本体的两侧分别设置多个履带模块；所述履带模块包括驱动轮、从动轮和回转式履带，驱动轮和从动轮分别位于回转式履带的两端，在驱动轮和从动轮之间设置有承重轮，回转式履带绕设在驱动轮、承重轮和从动轮上；所述驱动轮、承重轮和从动轮均安装在侧板上，侧板通过旋转轴与底盘本体活动连接；所述驱动轮与电机传动连接。本实用新型通过在移动底盘组件的两侧分别设置多个履带模块，且每个履带模块均通过一个电机独立驱动，可大幅提高消防灭火作业的机动性以及消防灭火作业效率。

Description

一种电动四驱消防灭火机器人

技术领域

本实用新型涉及消防灭火机器人领域，具体地说是涉及一种电动四驱消防灭火机器人。

背景技术

消防灭火机器人作为特种机器人的一种，在灭火时越来越发挥重要的作用。在灭火时，现场指挥人员可以先控制消防灭火机器人进场，利用其进行先期压制，并根据其反馈结果，及时对灾情做出科学判断，从而对火灾事故现场工作做出正确、合理地决策。

现有消防灭火机器人的移动底盘基本是采用轮式组件或履带式组件进行驱动，轮式组件相比于履带式组件更轻便，但在越障及复杂地形的通行能力上不如履带式组件。尤其是目前消防灭火机器人在进场灭火时，所面对的场地环境可能更为复杂，比如说进入坑洼路段，需要上下楼梯或爬坡越障等，此时依靠现有车体两侧设置的两个履带式组件结构也越来越难以满足要求。

实用新型内容

基于上述技术问题，本实用新型提出一种电动四驱消防灭火机器人。

本实用新型所采用的技术解决方案是：

一种电动四驱消防灭火机器人，包括移动底盘组件和水喷射灭火***，水喷射灭火***设置在移动底盘组件上；

所述移动底盘组件包括底盘本体，在底盘本体的两侧分别设置多个履带模块；所述履带模块包括驱动轮、从动轮和回转式履带，驱动轮和从动轮分别位于回转式履带的两端，在驱动轮和从动轮之间设置有承重轮，回转式履带绕设在驱动轮、承重轮和从动轮上；

所述驱动轮、承重轮和从动轮均安装在侧板上，侧板通过旋转轴与底盘本体活动连接；

所述驱动轮与电机传动连接；

所述水喷射灭火***包括消防水炮，消防水炮设置在底盘本体的前端，在底盘本体的后端设置有水带接口，水带接口通过水输送管道与消防水炮连接。

优选的，所述驱动轮的中心与电机的转轴连接，在转轴外侧设置有支撑套，在支撑套和转轴之间设置有支撑轴承。

优选的，所述转轴的末端穿过驱动轮的中心，并与挡板连接，挡板通过固定螺钉与驱动轮相连接；所述驱动轮的周圈设置有与回转式履带相啮合的啮合齿。

优选的，所述电机为防爆电机，电机的主体、支撑套均与悬架连接；所述电机连接电机控制器，电机控制器还连接锂电池，锂电池安装于动力控制箱内。

优选的，所述履带模块共设置四个，其中两个履带模块分别安装在底盘本体一侧的前后两端，另外两个履带模块分别安装在底盘本体另一侧的前后两端；

安装在底盘本体前端的履带模块，其上的驱动轮位于回转式履带的前端；安装在底盘本体后端的履带模块，其上的驱动轮位于回转式履带的后端；

所述旋转轴位于承重轮和从动轮之间。

优选的，所述旋转轴的一端***第一轴套中，第一轴套安装在侧板上，且第一轴套的伸展方向与侧板相垂直；所述旋转轴的另一端通过减震组件与底盘本体连接；

所述减震组件包括滑动座和与滑动座相适配的固定座，滑动座***固定座中，并能相对于固定座上下滑动，固定座安装在底盘本体上；旋转轴的端部***第二轴套中，第二轴套安装在滑动座上，滑动座的上方通过压缩弹簧与底盘本体连接。

优选的，所述第二轴套安装在滑动座的中部，在滑动座的两侧设置有竖向布置的滑块，在固定座的中心设置有方便滑动座嵌入的缺口，且在固定座的两侧均设置有两个竖向导向块，在两个竖向导向块之间形成有与滑块相适配的滑槽，所述滑块***滑槽中；

在滑动座的顶部设置有固定板，在固定板上设置有导向杆，导向杆的顶端设置有活动板，所述压缩弹簧套设在导向杆上，且压缩弹簧的两端分别与固定板和活动板连接，活动板与底盘本体连接。

优选的，在移动底盘组件上还设置有用于对履带模块沿旋转轴的转动角度进行限定的限位装置；

所述限位装置包括限位块组和限位销轴组，限位块组包括第一限位块和第二限位块，第一限位块安装在侧板上，第二限位块安装在底盘本体上，当履带模块沿旋转轴顺时针转动至限位角度后，第一限位块和第二限位块相抵触；

限位销轴组包括第一限位销轴和第二限位销轴，第一限位销轴安装在侧板上，第二限位销轴安装在底盘本体上，第一限位销轴和第二限位销轴之间通过钢丝绳连接，当履带模块沿旋转轴逆时针转动至限位角度后，钢丝绳处于完全张紧状态。

优选的，在底盘本体的前端还设置有用于辅助越障的电动绞盘，在电动绞盘上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的末端连接挂钩。

优选的，该消防灭火机器人还包括红外摄像头、红外线激光测距仪、红外测温传感器、摄像云台、照明灯、示廓灯和旋转报警灯。

本实用新型的有益技术效果是：

本实用新型通过在移动底盘组件的两侧分别设置多个履带模块，且每个履带模块均通过一个电机独立驱动，使得消防灭火机器人能够适用于坑洼路段、爬坡越障等各种地形场景，从而可在各种场合进行消防灭火作业，大幅提高了消防灭火作业的机动性以及消防灭火作业效率。而且采用电机驱动，且多个电机通过电机控制器进行集中控制的方式，还具有转向灵活精准，操作简单方便等优点。

本实用新型通过旋转轴将履带模块与底盘本体连接，并在旋转轴与底盘本体的连接处设置减震组件，使得履带模块整体具有较好的减震效果，不但使得消防灭火机器人能够进行全地形作业，还具有运行平稳等优点。

本实用新型在移动底盘组件上还设置有限位装置，通过限位装置结构的合理设置，可对履带模块沿旋转轴的转动角度进行限定，如将其转动角度限定在正负20°等，从而提升了消防灭火机器人移动作业的稳定性与安全性。

本实用新型还在底盘本体的前端设置有电动绞盘，电动绞盘通过钢丝绳或缆绳与挂钩连接，以在必要时进行辅助越障。

本实用新型还在消防灭火机器人上设置有红外摄像头、红外线激光测距仪、红外测温传感器、照明灯等，以集成摄像、测温、照明等功能，使功能更加完善。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的结构原理示意图，图中示出侧向结构；

图2为本实用新型的正向结构视图；

图3为本实用新型的另一侧视图；

图4为本实用新型的后侧视图；

图5为本实用新型的俯视图；

图6为本实用新型的立体结构示意图；

图7为本实用新型中单个履带模块的结构示意图；

图8为图7的A-A向截面视图；

图9为本实用新型中单个履带模块的结构原理示意图，图中示出侧板隐藏后的结构；

图10为本实用新型中履带模块通过旋转轴与底盘本体连接处的剖面结构原理示意图；

图11为本实用新型中旋转轴与减震组件的连接示意图，图中示出滑动座与固定座的分解状态；

图12为本实用新型中旋转轴与减震组件的连接示意图，图中示出侧视结构；

图13为本实用新型中旋转轴与减震组件的连接示意图，图中示出正视结构；

图14为本实用新型中旋转轴与减震组件的连接示意图，图中示出俯视结构；

图15为图13的一种角度剖面视图；

图16为图13的另一种角度剖面视图。

图中：1-底盘本体，2-履带模块，3-电机，4-侧板，5-旋转轴，6-减震组件，7-第一限位块，8-第二限位块，9-第一限位销轴，10-第二限位销轴，11-消防水炮，12-水带接口，13-动力控制箱，14-电动绞盘，15-挂钩，16-红外摄像头，17-红外线激光测距仪，18-红外测温传感器，19-摄像云台，20-照明灯，21-示廓灯，22-旋转报警灯，23-自喷淋***。

201-驱动轮，202-从动轮，203-回转式履带，204-承重轮；301-转轴，302-支撑套，303-支撑轴承，304-挡板，305-固定螺钉，306-悬架；501-第一轴套；601-滑动座，602-压缩弹簧，603-固定板，604-导向杆，605-活动板，606-固定座，607-第二轴套，6011-滑块，6061-缺口，6062-导向块，6063-滑槽。

具体实施方式

如图1-7所示，一种电动四驱消防灭火机器人，包括移动底盘组件和水喷射灭火***，水喷射灭火***设置在移动底盘组件上。所述移动底盘组件包括底盘本体1，在底盘本体1的两侧分别设置多个履带模块2。所述履带模块2包括驱动轮201、从动轮202和回转式履带203，驱动轮201和从动轮202分别位于回转式履带203的两端，在驱动轮201和从动轮202之间设置有承重轮204，回转式履带203绕设在驱动轮201、承重轮204和从动轮202上。所述驱动轮201、承重轮204和从动轮202均安装在侧板4上，侧板4通过旋转轴5与底盘本体1活动连接。所述驱动轮201与电机3传动连接。所述水喷射灭火***包括消防水炮11，消防水炮11设置在底盘本体1的前端，在底盘本体1的后端设置有水带接口12，水带接口12通过水输送管道与消防水炮连接。

本实用新型通过在移动底盘组件的两侧分别设置多个履带模块2，且每个履带模块2均通过一个电机3独立驱动，使得消防灭火机器人能够适用于坑洼路段、爬坡越障等各种地形场景，从而可在各种场合进行消防灭火作业，大幅提高了消防灭火作业的机动性以及消防灭火作业效率。

作为对本实用新型的进一步设计，如图8所示，所述驱动轮201的中心与电机3的转轴301连接，在转轴301外侧设置有支撑套302，在支撑套302和转轴301之间设置有支撑轴承303。所述转轴301的末端穿过驱动轮的中心，并与挡板304连接，挡板304通过固定螺钉305与驱动轮201相连接。所述驱动轮201的周圈设置有啮合齿，以与回转式履带啮合传动。所述电机3为防爆电机，电机的主体、支撑套均与悬架306连接，悬架306可进一步与侧板4连接。所述电机3连接电机控制器，电机控制器还连接锂电池，锂电池安装于动力控制箱13内。

电机的转轴301旋转可带动驱动轮201旋转，进而驱动回转式履带203运动。支撑套302固定在悬架306上，为电机的转轴301提供径向支撑力。电机的转轴外端固定有挡板304，将电机的转轴301与驱动轮201锁紧。动力控制箱13内装有锂电池，与电机控制器相连，通过电机控制器为防爆电机提供电能。电机控制器可控制安装在前端悬挂和后端悬挂上的多个防爆电机实现正转、反转，从而实现前进、后退、左转、右转。本实用新型采用电机驱动，且多个电机通过电机控制器进行集中控制的方式，具有转向灵活精准，操作简单方便等优点。

更进一步的，所述履带模块2共设置四个，其中两个履带模块分别安装在底盘本体1一侧的前后两端，另外两个履带模块分别安装在底盘本体另一侧的前后两端。安装在底盘本体前端的履带模块，其上的驱动轮位于回转式履带的前端；安装在底盘本体后端的履带模块，其上的驱动轮位于回转式履带的后端。所述旋转轴5位于承重轮204和从动轮202之间。本实用新型通过合理布置四个履带模块，且每个模板进行独立驱动等，可进一步提升消防灭火机器人对复杂地形的适应能力。

进一步的，如图10-16所示，所述旋转轴5的一端***第一轴套501中，第一轴套501安装在侧板4上，且第一轴套501的伸展方向与侧板4相垂直。所述旋转轴5的另一端通过减震组件6与底盘本体1连接。所述减震组件6包括滑动座601和与滑动座601相适配的固定座606，滑动座601***固定座606中，并能相对于固定座606上下滑动。固定座606安装在底盘本体1上。旋转轴5的端部***第二轴套607中，第二轴套607安装在滑动座601上，滑动座601的上方通过压缩弹簧602与底盘本体1连接。所述第二轴套607安装在滑动座601的中部，在滑动座的两侧设置有竖向布置的滑块6011，在固定座606的中心设置有方便滑动座嵌入的缺口6061，且在固定座的两侧均设置有两个竖向导向块6062，在两个竖向导向块之间形成有与滑块相适配的滑槽6063，所述滑块6011***滑槽6063中。在滑动座601的顶部设置有固定板603，在固定板603上设置有导向杆604，导向杆604的顶端设置有活动板605，所述压缩弹簧套设在导向杆604上，且压缩弹簧的两端分别与固定板和活动板连接，活动板与底盘本体连接。本实用新型通过旋转轴5将履带模块与底盘本体连接，并在旋转轴与底盘本体的连接处设置减震组件6，且减震组件6采用上述结构，使得履带模块整体具有较好的减震效果，不但使得消防灭火机器人能够进行全地形作业，还具有运行平稳等优点。

更进一步的，在移动底盘组件上还设置有用于对履带模块沿旋转轴的转动角度进行限定的限位装置。如图9所示，所述限位装置包括限位块组和限位销轴组，限位块组包括第一限位块7和第二限位块8，第一限位块7安装在侧板4上，第二限位块8安装在底盘本体1上。当履带模块沿旋转轴顺时针转动至限位角度后，第一限位块7和第二限位块8相抵触。限位销轴组包括第一限位销轴9和第二限位销轴10，第一限位销轴9安装在侧板4上，第二限位销轴10安装在底盘本体1上，第一限位销轴9和第二限位销轴10之间通过钢丝绳连接，当履带模块沿旋转轴逆时针转动至限位角度后，钢丝绳处于完全张紧状态。本实用新型通过限位装置结构的合理设置，即采用相配合的限位块组与限位销轴组，可对履带模块沿旋转轴的转动角度进行限定，如将其转动角度限定在正负20°范围等，从而提升了消防灭火机器人移动作业的稳定性与安全性。

进一步的，在底盘本体的前端还设置有用于辅助越障的电动绞盘14，在电动绞盘14上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的末端连接挂钩15，以在必要时进行辅助越障。具体地，是在需要进行辅助越障时，通过电动绞盘14将钢丝绳松脱，然后将挂钩15悬挂到相应位置，再转动电动绞盘14，使钢丝绳收卷，从而给全地形消防灭火机器人一拉力，实现辅助越障。

更进一步的，该消防灭火机器人还包括红外摄像头16、红外线激光测距仪17、红外测温传感器18、摄像云台19、照明灯20、示廓灯21、旋转报警灯22和自喷淋***23等，以集成摄像、测温、照明、自喷淋降温等功能，使功能更加完善。

本实用新型的工作过程大致如下：

(1)电机控制器分别通过多个电机3同步控制四个履带模块上的驱动轮201运转，驱动轮带动机器人本体爬坡越障，朝向目标位置运动。

(2)机器人本体在运动过程中，根据地形的不同，履带模块2会随之相对于底盘本体1转动，当转动角度大于限定角度后，通过限位装置如第一限位块7和第二限位块8之间的配合等实现转动角度的幅度控制。

(3)经过更加复杂的地形时，通过电动绞盘26进行辅助越障。辅助越障时，先通过电动绞盘26将钢丝绳松脱，然后将挂钩27悬挂到相应位置，再转动电动绞盘26，使钢丝绳收卷，从而给机器人本体一拉力，实现辅助越障。

(4)当机器人本体到达消防灭火位置后，在水带接口12处接上输水带，然后输水带输送过来的水经过水输送管道，再经消防水炮11喷出，进行消防灭火作业。水带接口12也可通过水输送管道连接自喷淋***23，以进行喷淋对机器人自身降温。

上述方式中未述及的部分采取或借鉴已有技术即可实现。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：包括移动底盘组件和水喷射灭火***，水喷射灭火***设置在移动底盘组件上；

所述移动底盘组件包括底盘本体，在底盘本体的两侧分别设置多个履带模块；所述履带模块包括驱动轮、从动轮和回转式履带，驱动轮和从动轮分别位于回转式履带的两端，在驱动轮和从动轮之间设置有承重轮，回转式履带绕设在驱动轮、承重轮和从动轮上；

所述驱动轮、承重轮和从动轮均安装在侧板上，侧板通过旋转轴与底盘本体活动连接；

所述驱动轮与电机传动连接；

所述水喷射灭火***包括消防水炮，消防水炮设置在底盘本体的前端，在底盘本体的后端设置有水带接口，水带接口通过水输送管道与消防水炮连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：所述驱动轮的中心与电机的转轴连接，在转轴外侧设置有支撑套，在支撑套和转轴之间设置有支撑轴承。

3.根据权利要求2所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：所述转轴的末端穿过驱动轮的中心，并与挡板连接，挡板通过固定螺钉与驱动轮相连接；所述驱动轮的周圈设置有与回转式履带相啮合的啮合齿。

4.根据权利要求3所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：所述电机为防爆电机，电机的主体、支撑套均与悬架连接；所述电机连接电机控制器，电机控制器还连接锂电池，锂电池安装于动力控制箱内。

5.根据权利要求1所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：所述履带模块共设置四个，其中两个履带模块分别安装在底盘本体一侧的前后两端，另外两个履带模块分别安装在底盘本体另一侧的前后两端；

安装在底盘本体前端的履带模块，其上的驱动轮位于回转式履带的前端；安装在底盘本体后端的履带模块，其上的驱动轮位于回转式履带的后端；

所述旋转轴位于承重轮和从动轮之间。

6.根据权利要求1所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：所述旋转轴的一端***第一轴套中，第一轴套安装在侧板上，且第一轴套的伸展方向与侧板相垂直；所述旋转轴的另一端通过减震组件与底盘本体连接；

所述减震组件包括滑动座和与滑动座相适配的固定座，滑动座***固定座中，并能相对于固定座上下滑动，固定座安装在底盘本体上；旋转轴的端部***第二轴套中，第二轴套安装在滑动座上，滑动座的上方通过压缩弹簧与底盘本体连接。

7.根据权利要求6所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：所述第二轴套安装在滑动座的中部，在滑动座的两侧设置有竖向布置的滑块，在固定座的中心设置有方便滑动座嵌入的缺口，且在固定座的两侧均设置有两个竖向导向块，在两个竖向导向块之间形成有与滑块相适配的滑槽，所述滑块***滑槽中；

在滑动座的顶部设置有固定板，在固定板上设置有导向杆，导向杆的顶端设置有活动板，所述压缩弹簧套设在导向杆上，且压缩弹簧的两端分别与固定板和活动板连接，活动板与底盘本体连接。

8.根据权利要求1所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：在移动底盘组件上还设置有用于对履带模块沿旋转轴的转动角度进行限定的限位装置；

所述限位装置包括限位块组和限位销轴组，限位块组包括第一限位块和第二限位块，第一限位块安装在侧板上，第二限位块安装在底盘本体上，当履带模块沿旋转轴顺时针转动至限位角度后，第一限位块和第二限位块相抵触；

限位销轴组包括第一限位销轴和第二限位销轴，第一限位销轴安装在侧板上，第二限位销轴安装在底盘本体上，第一限位销轴和第二限位销轴之间通过钢丝绳连接，当履带模块沿旋转轴逆时针转动至限位角度后，钢丝绳处于完全张紧状态。

9.根据权利要求1所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：在底盘本体的前端还设置有用于辅助越障的电动绞盘，在电动绞盘上缠绕有钢丝绳，钢丝绳的末端连接挂钩。

10.根据权利要求1所述的一种电动四驱消防灭火机器人，其特征在于：该消防灭火机器人还包括红外摄像头、红外线激光测距仪、红外测温传感器、摄像云台、照明灯、示廓灯和旋转报警灯。

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