專利名稱：一種遙控滅火機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及滅火裝置，具體地說是一種遙控滅火機(jī)器人。
背景技術(shù)：
機(jī)器人是具有感知、思維和行動功能的機(jī)器，是機(jī)構(gòu)學(xué)、自動控制、計(jì)算機(jī)、人工智 能、光電技術(shù)、傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、仿真技術(shù)、仿生學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)的綜合成果。工業(yè) 機(jī)器人從第一代示教在線機(jī)器人、第二代離線編程機(jī)器人、到現(xiàn)在的第三代智能機(jī)器人。機(jī) 器人作為新一代的生產(chǎn)和服務(wù)工具，在社會經(jīng)濟(jì)和非經(jīng)濟(jì)的廣泛領(lǐng)域內(nèi)占有越來越重要的 位置，這對人類提高生產(chǎn)能力、開辟新的產(chǎn)業(yè)以及改善生活水平都具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。由于機(jī)器人應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)展，一些特殊的工作環(huán)境對于機(jī)器人提出了要求， 例如將仿生機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用于核輻射、太空天體、火星探測、深海海底等特殊和極限環(huán)境， 實(shí)現(xiàn)自動和在線故障診斷、維護(hù)和探測。完成上述工作，解決工作裝置的載體即機(jī)器人系統(tǒng) 的研制，包括特殊環(huán)境下機(jī)器人的運(yùn)動方式、有效控制和避障等方面的問題尤為關(guān)鍵。目前消防人員救火主要以高壓水槍，或人工前去火災(zāi)現(xiàn)場解救被困人員，危險性 比較大?；馂?zāi)現(xiàn)場可以安全逃生的自救設(shè)備目前基本空白，所以有必要設(shè)計(jì)一款自動化或 半自動化的救援設(shè)備代替人前去火災(zāi)現(xiàn)場施救，一方面可以運(yùn)載消防栓、或液體滅火劑，另 一方面可以佩帶通信設(shè)備了解火災(zāi)現(xiàn)場被困人員的狀態(tài)，可以根據(jù)具體情況采取方法施 救?？梢园讶藦奈ｋU的工作環(huán)境下解放出來。申請?zhí)枮?00720070381，公告號為201088794，公告日為2008年7月23日的中國 專利公開了一種消防滅火機(jī)器人，包括一種移動載體；安裝在移動載體尾部的發(fā)動機(jī)；安 裝在移動載體上的供電裝置，該供電裝置包括發(fā)電機(jī)、蓄電池以及電控箱，所述發(fā)電機(jī)由發(fā) 動機(jī)帶動工作；發(fā)電機(jī)向蓄電池和電控箱供電安裝在移動載體中部的液壓系統(tǒng)，該液壓系 統(tǒng)包括供油裝置、由供油裝置驅(qū)動的行走機(jī)構(gòu)和消防炮動作機(jī)構(gòu)，所述供油裝置與行走液 壓控制機(jī)構(gòu)和消防炮工作液壓控制機(jī)構(gòu)連接；所述電磁閥與電控箱連接并受其控制；安裝 在移動載體前部的消防水/泡沫炮，該消防水/泡沫炮通過管路及集水器與外接水源和水 箱連接，所述水箱安裝在移動載體上；所述消防水/泡沫炮由炮座和噴嘴組成，所述炮座的 回轉(zhuǎn)節(jié)和俯仰回轉(zhuǎn)節(jié)分別通過蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)與消防炮工作液壓控制機(jī)構(gòu)連接；所述噴 嘴與消防炮工作液壓控制機(jī)構(gòu)連接，由消防炮工作機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其直流與噴霧的轉(zhuǎn)換；安裝在 移動載體前部和消防水/泡沫炮下面的無線遙控裝置，該無線遙控裝置通過一手持遙控器 控制并與遙控PLC通過數(shù)據(jù)傳輸線連接；安裝在消防水/泡沫炮上的攝像裝置，該攝像裝置 通過無線發(fā)射模塊與后臺顯示設(shè)備連接。所以該機(jī)器人由移動載體、消防水/泡沫炮、無線 遙控裝置、攝像裝置和自保護(hù)機(jī)構(gòu)組成。消防水/泡沫炮和發(fā)動機(jī)位于機(jī)器人前尾部，液壓 系統(tǒng)位于機(jī)器人中部；無線遙控裝置位于機(jī)器人前部，消防水/泡沫炮的下面；攝像裝置固 定在消防水/泡沫炮上；自保護(hù)機(jī)構(gòu)的水霧噴頭噴出的水霧能完全覆蓋機(jī)器人本體。本實(shí) 用新型具有以下主要功能啟動時的油門位置自動搜索功能；發(fā)動機(jī)三次啟動后的自動保 護(hù)功能；基于溫度信號的自保護(hù)系統(tǒng)；遠(yuǎn)距離無線遙控功能、火情實(shí)時觀察功能等。其能夠在消防人員的遠(yuǎn)程控制下，進(jìn)入災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行滅火噴射，也可對災(zāi)害事故中泄漏的有毒有 害物質(zhì)進(jìn)行洗消和稀釋。有效地保障消防人員在上述場所面臨的人身安全。但這種滅火機(jī) 器人依然在行走機(jī)構(gòu)、動力驅(qū)動機(jī)構(gòu)上等存在不靈敏，動作不穩(wěn)定的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問題本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種遙控滅火機(jī)器人，在火 災(zāi)發(fā)生時，如采用機(jī)器人前去滅火施救，可為營救人員提供方便，降低了營救的危險性；遙 控滅火機(jī)器人成本低、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、可控性較好，可實(shí)現(xiàn)消防戰(zhàn)線上的機(jī)械化作業(yè)， 是未來消防事業(yè)的發(fā)展趨勢。( 二 )技術(shù)方案本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種遙控滅火機(jī)器人，其結(jié)構(gòu) 包括由履帶和防火箱體構(gòu)成的移動載體、移動載體上設(shè)置的攝像裝置、滅火噴頭、語音收發(fā) 裝置、遙控器；所述移動載體的防火箱體上還設(shè)置有救生用品伸縮臂；所述攝像裝置為設(shè) 置在防火箱體上表面能360度旋轉(zhuǎn)的無線攝像鏡頭，所述無線攝像鏡頭連接電腦及驅(qū)動軟 件；所述防火箱體內(nèi)部設(shè)置有藍(lán)牙模塊，所述遙控器通過無線信號連接并控制藍(lán)牙模塊。所述防火箱體內(nèi)還設(shè)置有擴(kuò)展控制器模塊，該擴(kuò)展控制器模塊為能讓機(jī)器人自行 避障行走的擴(kuò)展控制器模塊。所述履帶由履帶系統(tǒng)的供電電池上電后，由方向電機(jī)驅(qū)動行走；所述遙控器通過 自身的方向按鈕、防火箱體內(nèi)部的系統(tǒng)信號接收器、電機(jī)驅(qū)動器以及方向電機(jī)驅(qū)動履帶進(jìn) 行各個方向的運(yùn)動。所述救生用品伸縮臂由防火箱體內(nèi)部所設(shè)置的柔索機(jī)構(gòu)驅(qū)動，該防火箱體內(nèi)還設(shè) 置有柔索驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動器；所述遙控器發(fā)信號給電機(jī)驅(qū)動器，然后連接控制柔索驅(qū)動 電機(jī)驅(qū)動柔索機(jī)構(gòu)。所述滅火噴頭在防火箱體內(nèi)部設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和壓力調(diào)節(jié)裝置，在箱體壁留有 操作孔，滅火噴頭噴射動作和方向調(diào)節(jié)由設(shè)置在防火箱體內(nèi)部的方向舵機(jī)控制，方向舵機(jī) 由電機(jī)驅(qū)動器接收遙控器信號對噴頭執(zhí)行動作。所述方向舵機(jī)還連接設(shè)置在防火箱體內(nèi)部的用于驅(qū)動無線攝像鏡頭做360°方向 旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)。(三)有益效果本實(shí)用新型的一種遙控滅火機(jī)器人和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，為了降低救火的危險性，設(shè)計(jì)了遙控滅火機(jī)器人，通過遙控機(jī)器人 在危難時刻去火災(zāi)現(xiàn)場代替人前去滅火。機(jī)器人材料由防火材料制作，除履帶外機(jī)身密閉， 運(yùn)動時，機(jī)器人承載消防栓，到達(dá)準(zhǔn)確位置，完成滅火噴射動作。遙控器和機(jī)器人之間采用藍(lán)牙無線通信，不受火力影響，在100米范圍內(nèi)具有可 見性，可控性較好；機(jī)器人佩帶無線射像鏡頭并帶有360°角度旋轉(zhuǎn)，人們可在安全地帶通過計(jì)算機(jī) 畫面，幫助機(jī)器人辨別行走方向；機(jī)器人噴射滅火材料由液壓閥控制，可實(shí)現(xiàn)速度流量調(diào)節(jié)。[0021]使用機(jī)器人現(xiàn)場噴射滅火，降低了救火的危險性；機(jī)器人動作由遙控器控制執(zhí)行，靈活性較好；采用先進(jìn)的藍(lán)牙無線通信，可控性較好；機(jī)器人佩帶無線射像鏡頭，電腦監(jiān)控；采用先進(jìn)的語音通信功能，對被困人員施救；機(jī)器人采用履帶結(jié)構(gòu)，在不平整的路面上的跨越能力強(qiáng)。在火災(zāi)發(fā)生時，如采用機(jī)器人前去滅火施救，可為營救人員提供方便，降低了營救 的危險性；遙控滅火機(jī)器人成本低、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、可控性較好，可實(shí)現(xiàn)消防戰(zhàn)線上的 機(jī)械化作業(yè)，是未來消防事業(yè)的發(fā)展趨勢。

附圖為本實(shí)用新型的一種遙控滅火機(jī)器人的結(jié)構(gòu)原理圖。圖中1、遙控器；2、電腦及驅(qū)動軟件；3、無線攝像鏡頭；4、救生用品伸縮臂；5、滅 火噴頭；6、語音收發(fā)裝置；7、防火箱體；8、履帶；9、電機(jī)驅(qū)動器；10、系統(tǒng)信號接收器；11、 方向電機(jī)；12、藍(lán)牙模塊；13、角度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)；14、柔索機(jī)構(gòu)；15、方向舵機(jī)；16、流量調(diào)節(jié)閥； 17壓力調(diào)節(jié)裝置；18、柔索驅(qū)動電機(jī)；19、擴(kuò)展模塊主控器；20、系統(tǒng)供電電池。
具體實(shí)施方式
接下來參照說明書附圖對本實(shí)用新型的一種遙控滅火機(jī)器人作以下詳細(xì)地說明。本實(shí)用新型的一種遙控滅火機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)包括由履帶8和防火箱體7構(gòu)成的移 動載體、移動載體上設(shè)置的攝像裝置、滅火噴頭5、語音收發(fā)裝置6、遙控器1 ；所述移動載體 的防火箱體上還設(shè)置有救生用品伸縮臂4 ；所述攝像裝置為設(shè)置在防火箱體上表面能360 度旋轉(zhuǎn)的無線攝像鏡頭3，所述無線攝像鏡頭連接電腦及驅(qū)動軟件2 ；所述防火箱體內(nèi)部設(shè) 置有藍(lán)牙模塊12，所述遙控器通過無線信號連接并控制藍(lán)牙模塊。所述防火箱體內(nèi)還設(shè)置有擴(kuò)展控制器模塊19，該擴(kuò)展控制器模塊為能讓機(jī)器人自 行避障行走的擴(kuò)展控制器模塊。所述履帶由履帶系統(tǒng)的供電電池上電后，由方向電機(jī)11驅(qū)動行走；所述遙控器通 過自身的方向按鈕、防火箱體內(nèi)部的系統(tǒng)信號接收器10、電機(jī)驅(qū)動器9以及方向電機(jī)驅(qū)動 履帶進(jìn)行各個方向的運(yùn)動。所述救生用品伸縮臂由防火箱體內(nèi)部所設(shè)置的柔索機(jī)構(gòu)14驅(qū)動，該防火箱體內(nèi) 還設(shè)置有柔索驅(qū)動電機(jī)18、電機(jī)驅(qū)動器9 ；所述遙控器發(fā)信號給電機(jī)驅(qū)動器，然后連接控制 柔索驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動柔索機(jī)構(gòu)。所述滅火噴頭在防火箱體內(nèi)部設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥16和壓力調(diào)節(jié)裝置17，在箱體 壁留有操作孔，滅火噴頭噴射動作和方向調(diào)節(jié)由設(shè)置在防火箱體內(nèi)部的方向舵機(jī)15控制， 方向舵機(jī)由電機(jī)驅(qū)動器接收遙控器信號對噴頭執(zhí)行動作。所述方向舵機(jī)還連接設(shè)置在防火箱體內(nèi)部的用于驅(qū)動無線攝像鏡頭做360°方向 旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)13。機(jī)器人工作時通過無線攝像鏡頭3和電腦及驅(qū)動軟件2監(jiān)控，按壓電源供電按鈕A/B可實(shí)現(xiàn)遙控器和機(jī)器人車體供斷電；按壓遙控器方向按鈕C/D控制其前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、 右轉(zhuǎn)方向運(yùn)動；按壓噴頭調(diào)節(jié)閥按鈕E/F可實(shí)現(xiàn)噴射流量控制；按壓無線攝像鏡頭轉(zhuǎn)向按 鈕G/H可實(shí)現(xiàn)360°方向畫面監(jiān)控；按壓伸縮臂按鈕R/J可實(shí)現(xiàn)救生衣和濕抹布的自動傳 遞；按壓語音通信按鈕可開啟語音傳遞施救功能。1.應(yīng)用領(lǐng)域和技術(shù)原理、用途當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，為了降低救火的危險性，設(shè)計(jì)了遙控滅火機(jī)器人，通過遙控機(jī)器人 在危難時刻去火災(zāi)現(xiàn)場代替人前去滅火。機(jī)器人材料由防火材料制作，除履帶外機(jī)身密閉， 運(yùn)動時，機(jī)器人承載消防栓，到達(dá)準(zhǔn)確位置，完成滅火噴射動作。(1)機(jī)器人行走動力系統(tǒng)是減速直流電機(jī)、噴射的動作由舵機(jī)控制、噴射流量由液 壓閥調(diào)節(jié)控制；(2)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用履帶行走和噴頭噴射；(3)機(jī)器人的控制系統(tǒng)，采用遙控器控制，采用藍(lán)牙短距離通信；(4)機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)的動作前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、噴頭角度旋轉(zhuǎn)和噴射滅火材 料；(5)機(jī)器人帶有急救物品(濕抹布、防火衣等)，采用伸縮臂實(shí)現(xiàn)運(yùn)送(6)機(jī)器人帶有通訊功能，通過語音實(shí)現(xiàn)傳遞；(7)機(jī)器人帶有無線攝像鏡頭，人們可在安全地帶通過電腦畫面顯示控制機(jī)器人 行走方向。其遙控設(shè)備包含以下幾個組成部分遙控發(fā)射機(jī)、遙控接收機(jī)、執(zhí)行陀機(jī)、電子調(diào) 速器，發(fā)射器采用盒式按鍵式小型發(fā)射器，通過按鍵將經(jīng)內(nèi)部電路的調(diào)制、編碼、再通過高 頻信號放大電路由天線將電磁波發(fā)射出去，接收器在機(jī)器人車體上用來接受藍(lán)牙射頻信 號，將接收到的信號進(jìn)行放大、整形、解碼，并把接收來的控制信號轉(zhuǎn)化成執(zhí)行電路可以識 別的音頻信號或數(shù)字脈沖信號，傳給機(jī)器人身上的舵機(jī)和電子調(diào)速電路，機(jī)器人通過執(zhí)行 機(jī)構(gòu)完成我們所發(fā)射的指令。2.技術(shù)性能指標(biāo)(1)遙控器和機(jī)器人之間采用藍(lán)牙無線通信，不受火力影響，在100米范圍內(nèi)具有 可見性，可控性較好；(2)機(jī)器人佩帶無線射像鏡頭并帶有360°角度旋轉(zhuǎn)，人們可在安全地帶通過計(jì) 算機(jī)畫面，幫助機(jī)器人辨別行走方向；(3)機(jī)器人噴射滅火材料由液壓閥控制，可實(shí)現(xiàn)速度流量調(diào)節(jié)。3.本實(shí)用新型的創(chuàng)造性、先進(jìn)性、可行性、實(shí)用性(1)使用機(jī)器人現(xiàn)場噴射滅火，降低了救火的危險性；(2)機(jī)器人動作由遙控器控制執(zhí)行，靈活性較好；(3)采用先進(jìn)的藍(lán)牙無線通信，，可控性較好；(4)機(jī)器人佩帶無線射像鏡頭，電腦監(jiān)控；(5)采用先進(jìn)的語音通信功能，對被困人員施救；(6)機(jī)器人采用履帶結(jié)構(gòu)，在不平整的路面上的跨越能力強(qiáng)。4.作用和意義(1)在火災(zāi)發(fā)生時，如采用機(jī)器人前去滅火施救，可為營救人員提供方便，降低了營救的危險性；(2)遙控滅火機(jī)器人成本低、實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、可控性較好，可實(shí)現(xiàn)消防戰(zhàn)線上 的機(jī)械化作業(yè)，是未來消防事業(yè)的發(fā)展趨勢。以上所述實(shí)施例，只是本實(shí)用新型較優(yōu)選的具體的實(shí)施方式的一種，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員在本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保 護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種遙控滅火機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)包括由履帶和防火箱體構(gòu)成的移動載體、移動載體上 設(shè)置的攝像裝置、滅火噴頭、語音收發(fā)裝置、遙控器；其特征在于所述移動載體的防火箱 體上還設(shè)置有救生用品伸縮臂；所述攝像裝置為設(shè)置在防火箱體上表面能360度旋轉(zhuǎn)的無 線攝像鏡頭，所述無線攝像鏡頭連接電腦及驅(qū)動軟件；所述防火箱體內(nèi)部設(shè)置有藍(lán)牙模塊， 所述遙控器通過無線信號連接并控制藍(lán)牙模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種遙控滅火機(jī)器人，其特征在于所述防火箱體內(nèi)還設(shè)置 有擴(kuò)展控制器模塊，該擴(kuò)展控制器模塊為能讓機(jī)器人自行避障行走的擴(kuò)展控制器模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種遙控滅火機(jī)器人，其特征在于所述履帶由履帶系 統(tǒng)的供電電池上電后，由方向電機(jī)驅(qū)動行走；所述遙控器通過自身的方向按鈕、防火箱體內(nèi) 部的系統(tǒng)信號接收器、電機(jī)驅(qū)動器以及方向電機(jī)驅(qū)動履帶進(jìn)行各個方向的運(yùn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種遙控滅火機(jī)器人，其特征在于所述救生用品伸縮 臂由防火箱體內(nèi)部所設(shè)置的柔索機(jī)構(gòu)驅(qū)動，該防火箱體內(nèi)還設(shè)置有柔索驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)驅(qū) 動器；所述遙控器發(fā)信號給電機(jī)驅(qū)動器，然后連接控制柔索驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動柔索機(jī)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種遙控滅火機(jī)器人，其特征在于所述滅火噴頭在防 火箱體內(nèi)部設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥和壓力調(diào)節(jié)裝置，在箱體壁留有操作孔，滅火噴頭噴射動作 和方向調(diào)節(jié)由設(shè)置在防火箱體內(nèi)部的方向舵機(jī)控制，方向舵機(jī)由電機(jī)驅(qū)動器接收遙控器信 號對噴頭執(zhí)行動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種遙控滅火機(jī)器人，其特征在于所述方向舵機(jī)還連接設(shè) 置在防火箱體內(nèi)部的用于驅(qū)動無線攝像鏡頭做360°方向旋轉(zhuǎn)的角度旋轉(zhuǎn)舵機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種遙控滅火機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)包括由履帶和防火箱體構(gòu)成的移動載體、移動載體上設(shè)置的攝像裝置、滅火噴頭、語音收發(fā)裝置、遙控器；所述移動載體的防火箱體上還設(shè)置有救生用品伸縮臂；所述攝像裝置為設(shè)置在防火箱體上表面能360度旋轉(zhuǎn)的無線攝像鏡頭，所述無線攝像鏡頭連接電腦及驅(qū)動軟件；所述防火箱體內(nèi)部設(shè)置有藍(lán)牙模塊，所述遙控器和藍(lán)牙模塊通過無線信號連接并控制。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，為了降低救火的危險性，設(shè)計(jì)了遙控滅火機(jī)器人，通過遙控機(jī)器人在危難時刻去火災(zāi)現(xiàn)場代替人前去滅火。滅火機(jī)器人自身攜帶擴(kuò)展控制器模塊，當(dāng)機(jī)器人到達(dá)遙控器控制不了的地方可自行避障行走。
文檔編號H04N5/232GK201815015SQ20102055491
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者趙強(qiáng)強(qiáng), 魏春莉 申請人:魏春莉