一种消防救援机器人缓冲抓手及消防机器人

技术领域

本发明涉及消防机器人技术领域，尤其涉及一种消防救援机器人缓冲抓手及消防机器人。

背景技术

随着社会经济的迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加，事故发生的概率也相应提高，一旦发生灾害事故，消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时，若没有相应的设备贸然冲进现场，不仅不能完成任务，还会徒增人员伤亡，消防机器人顺应而生，目前，现有技术中，消防机器人只能完成简单的灭火以及拾取动作，无法对有障碍的地形进行穿越，使用范围受限，降低装置实用性，因此，亟需一种消防救援机器人缓冲抓手及消防机器人。

经检索，中国专利申请号为CN201811371001.1的专利，公开了一种消防救援机器人缓冲抓手，其特征在于，所述的抓手包括：动力端，所述的动力端固定在摆动装置上；固定管，固定管一端和动力端固定连接，另一端铰接有两个转动杆；两个转动杆；两个抓臂，两个抓臂进行抓住人体，转动杆铰接在抓臂上；活动杆单元，其包括和动力端连接并被动力端驱动的第一活动杆和第二活动杆，第一活动杆和第二活动杆之间设有活动杆弹簧，第一活动杆上设有中心杆，第二活动杆上设有凹部，中心杆部分插入凹部当中，中心杆末端进入凹部底部，活动杆弹簧为拉伸状态；连接头，其和第二活动杆连接，连接头和抓臂铰接在抓臂的末端。上述消防救援机器人只能完成简单的灭火以及拾取动作，无法对有障碍的地形进行穿越，使用范围受限，降低装置实用性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种消防救援机器人缓冲抓手及消防机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种消防救援机器人缓冲抓手，包括抓手基座；所述抓手基座一侧内壁通过螺栓连接有抓取电动推杆；抓取电动推杆的输出轴一侧外壁通过螺栓连接有旋转电机；旋转电机的输出轴一侧外壁通过螺钉固定连接有承载连杆；承载连杆一侧外壁通过螺钉固定连接有均匀分布的吸盘；承载连杆两侧内壁通过螺钉固定连接有均匀分布的弹性连接柱；弹性连接柱一侧外壁通过螺钉固定连接有夹取杆；夹取杆一侧外壁加工有圆弧边；抓手基座内部设置有控制单元；抓取电动推杆、旋转电机均与内部控制单元电性连接。

一种消防机器人，包括消防救援机器人缓冲抓手；所述抓手基座底端外壁通过螺钉固定连接有机器人主体；机器人主体一侧内壁通过螺栓连接有第一电动推杆；第一电动推杆的输出轴一侧外壁通过螺钉固定连接有第一承重块；机器人主体另一侧内壁通过螺栓连接有第二电动推杆；第二电动推杆的输出轴一侧外壁通过螺钉固定连接有第二承载块；第一电动推杆、第二电动推杆均与内部控制单元电性连接。

优选的：所述机器人主体两侧外壁通过螺钉固定连接有弧形导向板；弧形导向板四周外壁设置有长丝超轻硅酸铝。

优选的：所述机器人主体底端内壁通过螺栓连接有步进电机；步进电机的输出轴一侧外壁通过联轴器连接有转向圆盘；转向圆盘底端外壁通过螺钉固定连接有均匀分布的支撑连杆；支撑连杆一侧内壁固定连接有固定轴；固定轴一侧内壁通过转轴连接有转向轮；步进电机与内部控制单元电性连接。

优选的：所述机器人主体底端外壁通过螺钉固定连接有驱动装置；弧形导向板两侧内壁通过转轴连接有驱动轮；机器人主体底端内壁加工有均匀分布的安置孔；驱动轮一侧外壁转动连接于安置孔一侧内壁。

优选的：所述机器人主体顶端外壁通过螺钉固定连接有储水箱；储水箱顶端外壁通过螺纹连接有螺纹盖。

优选的：所述机器人主体顶端外壁通过螺钉固定连接有干粉储存箱；干粉储存箱顶端外壁通过铰链连接有封闭挡板。

优选的：所述机器人主体顶端外壁通过螺钉固定连接有灭火箱体；灭火箱体一侧外壁通过螺钉固定连接有全景摄像头；灭火箱体底端内壁通过螺栓连接有灭火电动推杆；灭火电动推杆的输出轴顶端外壁通过螺钉固定连接有承载连板；承载连板顶端外壁通过螺栓连接有抽液泵；抽液泵一侧外壁固定连接有灭火管；全景摄像头、灭火电动推杆、抽液泵均与内部控制单元电性连接。

优选的：所述灭火箱体两侧内壁通过螺栓连接有电动阀门；电动阀门顶端外壁通过螺栓连接有伸缩管；伸缩管与灭火管互相连通；电动阀门与内部控制单元电性连接。

优选的：所述机器人主体顶端内壁滑动连接有移动连杆；移动连杆底端外壁通过螺钉固定连接有限位圆盘；移动连杆顶端外壁通过螺钉固定连接有灭火喷头；灭火喷头一侧内壁加工有均匀分布的灭火槽；灭火喷头底端外壁转动连接有锥形转筒。

本发明的有益效果为：

1.通过承载连杆、夹取杆、弹性连接柱、吸盘、抓取电动推杆以及旋转电机，该机器人抓手可以通过抓取电动推杆以及旋转电机对夹取杆进行伸长或者缩短以及调节夹取杆的角度，方便夹取杆将物品夹起，提高装置灵活性，对于尺寸较小的物品可以通过承载连杆上的吸盘对物品吸附，同时也可以在装置夹起物品时进一步对物品进行固定，保证装置运转时的稳定性，通过弹性连接柱连接的夹取杆，以及圆弧边，可以使得在夹取尺寸大于两个夹取杆之间距离的物品时，通过夹取杆上的圆弧边与物品接触后，将弹性连接柱拉长，直至其符合物品的尺寸时即可完成夹取动作，扩大装置的适用范围。

2.通过设置第一、第二电动推杆以及第一、第二承重块，机器人主体内部的第一承重块和第二承载块可以调节消防机器人的重心，当第一承重块伸长、第二承载块收缩时，消防机器人向前倾斜，当第一承重块收缩、第二承载块伸长时，消防机器人向后倾斜，将上述步骤重复一遍并通过驱动装置的动力驱动，消防机器人即可跨越障碍，提高消防机器人的实用性。

3.通过设置带有长丝超轻硅酸铝的弧形导向板、步进电机、转向轮、驱动轮以及驱动装置，弧形导向板四周的长丝超轻硅酸铝是一种防火弹性材料，一方面保护机器人主体，另一方面具有弹性的弧形导向板方便消防机器人的重心复原，通过步进电机来调节转向轮的角度，从而使得消防机器人具有转向功能，而转向轮本身不具有驱动力，通过驱动装置驱动驱动轮使得消防机器人移动，方便消防机器人跨越障碍时提供的动力充足，提高装置灵活性，使得其能适应火灾现场。

4.通过设置全景摄像头、抽液泵、电动阀门、伸缩管、灭火电动推杆以及灭火喷头，机器人主体上的储水箱以及干粉储存箱可以根据火灾现场起火原因来选择灭火方式，保证灭火的效率，提高装置实用性，灭火箱体上的全景摄像头具有热成像功能，方便消防机器人找到起火源头，从源头处灭火，保证灭火的成功率，找到火源时，灭火电动推杆运转，将承载连板抬起，灭火管则将灭火喷头顶起，此时对应的电动阀门与抽液泵运转，使得干粉或者水从伸缩管进入灭火管，最终通过灭火喷头上的灭火槽喷洒而出，对消防机器人四周环境进行灭火。

5.通过设置锥形转筒、移动连杆、限位圆盘以及灭火槽，灭火喷头上的锥形转筒在干粉以及水的冲击下旋转，从而使得水和干粉向外喷洒的更远更均匀，呈圆周状的干粉以及水提高灭火的效率，限位圆盘则是防止灭火喷头脱离灭火箱体，影响装置的连续灭火。

附图说明

图1为本发明提出的一种消防机器人的主观结构示意图；

图2为本发明提出的一种消防机器人的底部剖面结构示意图；

图3为本发明提出的一种消防机器人的机器人主体内部结构示意图；

图4为本发明提出的一种消防机器人的灭火箱体剖面形态示意图；

图5为本发明提出的一种消防机器人的灭火喷头结构示意图；

图6为本发明提出的一种消防救援机器人缓冲抓手的剖面结构示意图；

图7为本发明提出的一种消防救援机器人缓冲抓手及消防机器人的电路流程示意图。

图中：1抓手基座、2机器人主体、3转向轮、4驱动轮、5弧形导向板、6储水箱、7螺纹盖、8灭火箱体、9封闭挡板、10干粉储存箱、11步进电机、12转向圆盘、13固定轴、14支撑连杆、15驱动装置、16安置孔、17第一电动推杆、18第一承重块、19第二电动推杆、20第二承重块、21全景摄像头、22灭火电动推杆、23电动阀门、24伸缩管、25承载连板、26抽液泵、27灭火管、28灭火喷头、29灭火槽、30移动连杆、31限位圆盘、32锥形转筒、33抓取电动推杆、34弹性连接柱、35旋转电机、36承载连杆、37吸盘、38夹取杆。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例一：

一种消防救援机器人缓冲抓手，如图1、图6、7所示，包括抓手基座1；所述抓手基座1一侧内壁通过螺栓连接有抓取电动推杆33；抓取电动推杆33的输出轴一侧外壁通过螺栓连接有旋转电机35；旋转电机35的输出轴一侧外壁通过螺钉固定连接有承载连杆36；承载连杆36一侧外壁通过螺钉固定连接有均匀分布的吸盘37；承载连杆36两侧内壁通过螺钉固定连接有均匀分布的弹性连接柱34；弹性连接柱34一侧外壁通过螺钉固定连接有夹取杆38；夹取杆38一侧外壁加工有圆弧边；抓手基座1内部设置有控制单元；抓取电动推杆33、旋转电机35均与内部控制单元电性连接；该机器人抓手可以通过抓取电动推杆33以及旋转电机35对夹取杆38进行伸长或者缩短以及调节夹取杆38的角度，方便夹取杆38将物品夹起，提高装置灵活性，对于尺寸较小的物品可以通过承载连杆36上的吸盘37对物品吸附，同时也可以在装置夹起物品时进一步对物品进行固定，保证装置运转时的稳定性，通过弹性连接柱34连接的夹取杆38，以及圆弧边，可以使得在夹取尺寸大于两个夹取杆38之间距离的物品时，通过夹取杆38上的圆弧边与物品接触后，将弹性连接柱34拉长，直至其符合物品的尺寸时即可完成夹取动作，扩大装置的适用范围。

工作原理：使用时，打开各项用电设备电源，该机器人抓手可以通过抓取电动推杆33以及旋转电机35对夹取杆38进行伸长或者缩短以及调节夹取杆38的角度，方便夹取杆38将物品夹起，提高装置灵活性，对于尺寸较小的物品可以通过承载连杆36上的吸盘37对物品吸附，同时也可以在装置夹起物品时进一步对物品进行固定，保证装置运转时的稳定性，通过弹性连接柱34连接的夹取杆38，以及圆弧边，可以使得在夹取尺寸大于两个夹取杆38之间距离的物品时，通过夹取杆38上的圆弧边与物品接触后，将弹性连接柱34拉长，直至其符合物品的尺寸时即可完成夹取动作，扩大装置的适用范围。

实施例二：

一种消防机器人，如图1、图2、图3、图4、图5、图7所示，包括实施例一所述的一种消防救援机器人缓冲抓手；所述抓手基座1底端外壁通过螺钉固定连接有机器人主体2；机器人主体2一侧内壁通过螺栓连接有第一电动推杆17；第一电动推杆17的输出轴一侧外壁通过螺钉固定连接有第一承重块18；机器人主体2另一侧内壁通过螺栓连接有第二电动推杆19；第二电动推杆19的输出轴一侧外壁通过螺钉固定连接有第二承载块20；机器人主体2两侧外壁通过螺钉固定连接有弧形导向板5；弧形导向板5四周外壁设置有长丝超轻硅酸铝；机器人主体2底端内壁通过螺栓连接有步进电机11；步进电机11的输出轴一侧外壁通过联轴器连接有转向圆盘12；转向圆盘12底端外壁通过螺钉固定连接有均匀分布的支撑连杆14；支撑连杆14一侧内壁固定连接有固定轴13；固定轴13一侧内壁通过转轴连接有转向轮3；机器人主体2底端外壁通过螺钉固定连接有驱动装置15；弧形导向板5两侧内壁通过转轴连接有驱动轮4；机器人主体2底端内壁加工有均匀分布的安置孔16；驱动轮4一侧外壁转动连接于安置孔16一侧内壁；机器人主体2顶端外壁通过螺钉固定连接有储水箱6；储水箱6顶端外壁通过螺纹连接有螺纹盖7；机器人主体2顶端外壁通过螺钉固定连接有干粉储存箱10；干粉储存箱10顶端外壁通过铰链连接有封闭挡板9；机器人主体2顶端外壁通过螺钉固定连接有灭火箱体8；灭火箱体8一侧外壁通过螺钉固定连接有全景摄像头21；灭火箱体8底端内壁通过螺栓连接有灭火电动推杆22；灭火电动推杆22的输出轴顶端外壁通过螺钉固定连接有承载连板25；承载连板25顶端外壁通过螺栓连接有抽液泵26；抽液泵26一侧外壁固定连接有灭火管27；灭火箱体8两侧内壁通过螺栓连接有电动阀门23；电动阀门23顶端外壁通过螺栓连接有伸缩管24；伸缩管24与灭火管27互相连通；机器人主体2顶端内壁滑动连接有移动连杆30；移动连杆30底端外壁通过螺钉固定连接有限位圆盘31；移动连杆30顶端外壁通过螺钉固定连接有灭火喷头28；灭火喷头28一侧内壁加工有均匀分布的灭火槽29；灭火喷头28底端外壁转动连接有锥形转筒32；步进电机11、第一电动推杆17、第二电动推杆19、全景摄像头21、灭火电动推杆22、电动阀门23、抽液泵26均与内部控制单元电性连接；机器人主体2内部的第一承重块18和第二承载块20可以调节消防机器人的重心，当第一承重块18伸长、第二承载块20收缩时，消防机器人向前倾斜，当第一承重块18收缩、第二承载块20伸长时，消防机器人向后倾斜，将上述步骤重复一遍并通过驱动装置15的动力驱动，消防机器人即可跨越障碍，提高消防机器人的实用性，弧形导向板5四周的长丝超轻硅酸铝是一种防火弹性材料，一方面保护机器人主体2，另一方面具有弹性的弧形导向板5方便消防机器人的重心复原，通过步进电机11来调节转向轮3的角度，从而使得消防机器人具有转向功能，而转向轮3本身不具有驱动力，通过驱动装置15驱动驱动轮4使得消防机器人移动，方便消防机器人跨越障碍时提供的动力充足，提高装置灵活性，使得其能适应火灾现场，机器人主体2上的储水箱6以及干粉储存箱10可以根据火灾现场起火原因来选择灭火方式，保证灭火的效率，提高装置实用性，灭火箱体8上的全景摄像头21具有热成像功能，方便消防机器人找到起火源头，从源头处灭火，保证灭火的成功率，找到火源时，灭火电动推杆22运转，将承载连板25抬起，灭火管27则将灭火喷头28顶起，此时对应的电动阀门23与抽液泵26运转，使得干粉或者水从伸缩管24进入灭火管27，最终通过灭火喷头28上的灭火槽29喷洒而出，对消防机器人四周环境进行灭火，灭火喷头28上的锥形转筒32在干粉以及水的冲击下旋转，从而使得水和干粉向外喷洒的更远更均匀，呈圆周状的干粉以及水提高灭火的效率，限位圆盘31则是防止灭火喷头28脱离灭火箱体8，影响装置的连续灭火。

工作原理：使用时，打开各项用电设备电源，机器人主体2内部的第一承重块18和第二承载块20可以调节消防机器人的重心，当第一承重块18伸长、第二承载块20收缩时，消防机器人向前倾斜，当第一承重块18收缩、第二承载块20伸长时，消防机器人向后倾斜，将上述步骤重复一遍并通过驱动装置15的动力驱动，消防机器人即可跨越障碍，提高消防机器人的实用性，弧形导向板5四周的长丝超轻硅酸铝是一种防火弹性材料，一方面保护机器人主体2，另一方面具有弹性的弧形导向板5方便消防机器人的重心复原，通过步进电机11来调节转向轮3的角度，从而使得消防机器人具有转向功能，而转向轮3本身不具有驱动力，通过驱动装置15驱动驱动轮4使得消防机器人移动，方便消防机器人跨越障碍时提供的动力充足，提高装置灵活性，使得其能适应火灾现场，机器人主体2上的储水箱6以及干粉储存箱10可以根据火灾现场起火原因来选择灭火方式，保证灭火的效率，提高装置实用性，灭火箱体8上的全景摄像头21具有热成像功能，方便消防机器人找到起火源头，从源头处灭火，保证灭火的成功率，找到火源时，灭火电动推杆22运转，将承载连板25抬起，灭火管27则将灭火喷头28顶起，此时对应的电动阀门23与抽液泵26运转，使得干粉或者水从伸缩管24进入灭火管27，最终通过灭火喷头28上的灭火槽29喷洒而出，对消防机器人四周环境进行灭火，灭火喷头28上的锥形转筒32在干粉以及水的冲击下旋转，从而使得水和干粉向外喷洒的更远更均匀，呈圆周状的干粉以及水提高灭火的效率，限位圆盘31则是防止灭火喷头28脱离灭火箱体8，影响装置的连续灭火。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。