多功能消防机器人的制作方法

本发明涉及消防设备技术领域，具体涉及一种多功能消防机器人。

背景技术：

机器人(robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。常的消防机器人都是采用无线遥控的操作方式，通过遥控器向机器人发送操作指令，同时，遥控器操作端也接收机器人无线传回的消防现场状态信息及机器人自身状态信息，使操作人员可以实时操作机器人及获取火灾现场信息。

二氧化碳是一种具有一百多年历史的灭火剂，价格低廉，获取、制备容易，其主要依靠窒息作用和部分冷却作用灭火。二氧化碳具有较高的密度，约为空气的1.5倍。在常压下，液态的二氧化碳会立即汽化，一般1kg的液态二氧化碳可产生约0.5立方米的气体。因而，灭火时，二氧化碳气体可以排除空气而包围在燃烧物体的表面或分布于较密闭的空间中，降低可燃物周围或防护空间内的氧浓度，产生窒息作用而灭火。另外，二氧化碳从储存容器中喷出时，会由液体迅速汽化成气体，而从周围吸收部分热量，起到冷却的作用。

二氧化碳灭火器具有流动性好、喷射率高、不腐蚀容器和不易变质等优良性能，用来扑灭图书，档案，贵重设备，精密仪器、600伏以下电气设备及油类的初起火灾。适用于扑救一般b类火灾，如油制品、油脂等火灾，也可适用于a类火灾，但不能扑救b类火灾中的水溶性可燃、易燃液体的火灾，如醇、酯、醚、酮等物质火灾；也不能扑救带电设备及c类和d类火灾。根据二氧化碳既不能燃烧，也不能支持燃烧的性质，人们研制了各种各样的二氧化碳灭火器，有泡沫灭火器、干粉灭火器及液体二氧化碳灭火器。

在半导体制造过程中，洁净室的防火是非常重要的，当发生异常状况时，一个人一次只能手提一只二氧化碳灭火器，一个二氧化碳灭火器的重量为22kg左右，10秒喷射完毕，有效射程为2.5米，由于二氧化碳灭火器太重，应变很不便捷。当走到异常状况发生的地方，10秒喷射完毕后，若还未扑救成功，再次去拿二氧化碳灭火器时，就已经失去了扑救初期异常状况的最佳机会，无法应对具有高风险的环境，使异常状况扩大，可能造成巨额的损失。

随着当今社会的发展，机器人技术有了突飞猛进的发展。消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。消防机器人越来越多的代替消防队员进入到火场一线进行灭火战斗，显著的提高消了防效率，减少人员伤害。

消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈。排爆机器人是排爆人员用于处置或销毁爆炸可疑物的专用器材，避免不必要的人员伤亡。它可用于多种复杂地形进行排爆，主要用于代替排爆人员搬运、转移爆炸可疑物及其他有害危险品；代替排爆人员使用爆炸物销毁危险物；代替现场安检人员实地勘察、实地传输现场图像；可配备探测器材检查危险场所及危险物品。排爆机械爪作为排爆机器人直接与危险物相接触的排爆设备，是整个排爆机器人中最为核心的部件。公开号为cn107671881a的中国专利公开了一种排爆机械爪，包括机械臂和连接在机械臂上的机械爪，机械爪上设置有用于吸附物体的真空吸附器。通过在机械爪上设置真空吸附器，在处理复杂环境中的危险品时，首先用真空吸附器将危险品吸附住并转移至开阔地带，再使用机械爪将危险品抓取并进一步转移。但是用处过于单一，且无法快速移动用于救援现场，

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题：

1、没有对现场进行充分侦察和分析的情况下，冒然进入火灾现场内部，不仅不能取得预期的效果，而且往往容易对消防人员造成伤害，甚至危及到生命。

2、实施救援的过程中，会遇到通道上的一些障碍物、建筑物的玻璃、门、窗或隔断阻碍救火或救援的情况，因此，需要迅速将障碍破除掉，开辟救火通道，目前的做法是用云梯将消防员运至指定高度，然后开始人工的将玻璃、门、窗或隔断打破，然后才能开始实施救火或救援。

3、人工破拆的步骤繁琐，耗时长，大大影响救援的效率。另外，在石化油库与炼制厂等现场中，存在一些易燃物或危险易爆物，若依靠消防员将危险物搬移开，存在极大的安全隐患。

4、目前消防救援机器人功能单一，应用范围狭窄，但是救援场景千变万化，如果每一个任务都安排不同类型机器人，价格高昂并且时效性太低。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能消防机器人，包括机器人本体、行走装置、救援机械臂、消防水枪，所述机器人本体上部设置有救援机械臂，所述救援机械臂包括主旋转块、固定底座、第一机械臂、第二机械臂、第三机械臂、第一旋转轴、第二旋转轴，且第三机械臂的末端安装有机械爪，所述消防水枪底部与所述机器人本体连通，所述消防水枪包括水平旋转电机、二氧化碳压缩罐。

进一步限定，所述固定底座的四角处开设有定位槽，且定位槽内设置有定位螺栓。

在具体使用时破拆机器人时，所述固定底座的四角处开设有定位槽，且定位槽内设置有定位螺栓，所述机器人本体的上对应固定底座处开设有卡槽，固定底座通过卡槽与机器人本体连接，通过定位槽加大与机器人本体的接触面积，使救援机械臂与机器人本体的连接更加贴合，提高了机器人的结构稳定。

进一步限定，所述机器人本体通过定位螺栓与主旋转块连接，所述主旋转块的转轴上安装有第一机械臂，第一机械臂通过第一旋转轴与第二机械臂连接，所述第二机械臂通过第二旋转轴与第三机械臂连接，第三机械臂的末端安装有机械爪。

在具体使用时多功能消防机器人时，通过定位螺栓与主旋转块连接有效的对机械臂进行固定避免其产生移位的现象，使机械爪能够360的旋转，同时通过旋转轴连接的每个机械臂都可以自由旋转，使救援机械臂更加的灵活，同时也解决了传统的机械臂直接采用半固定式安装在流水线上其不易拆除且安装难度太大并且后期维护工作难以进行的问题。

进一步限定，所述机械爪包括两个机械外爪、旋转台、固定座，所述机械外爪的两端穿设有螺母，所述螺母的一端与固定座固定连接，所述固定座通过旋转台与机械臂相连，所述旋转台设置有驱动电机。

在具体使用多功能消防机器人时，所述旋转台能够360度旋转，扩大了机械外爪的工作范围，使救援机械臂更加的灵活。

进一步限定，所述机械外爪有两个为对称设置，每个所述机械外爪所背离另一机械外爪的一侧均设置有减重槽，所述减重槽为不规则压力通孔设计。

在具体使用多功能消防机器人时，减重槽节约了制造材料，并且通过压力通孔提高了机械手的结构强度，提高了使用次数，减重槽节约了制造材料，并且减低了制造周期，使造价更加低廉。

进一步限定，所述机械爪固定座上设置有用以限制固定座位移的限位件。

在具体使用多功能消防机器人时，限位件有效的固定了机械外爪与固定座的结构连接，使机械外爪更加稳定，工作精度得到了大的提升。

进一步限定，所述每个所述机械外爪的顶端均设置有可插入障碍物缝隙内的尖锐凸起，所述每个所述机械外爪里侧均为三角形锯齿状。

在具体使用多功能消防机器人时，机械外爪顶端设置的可插入障碍物缝隙内的尖锐凸起在救援环境中适应性强，抓握力更强，对比较柔软的物体具有较好的抓取力，同时里侧的三角形锯齿状大大的提高了机械外爪的摩擦力，使机械外爪的抓取力进一步增强。

进一步限定，所述机器人本体上部有信号处理器，用于接收发送指令，所述信号处理器为半球形。

在具体使用时多功能消防机器人时，信号处理器传回的消防现场状态信息及机器人自身状态信息，使操作人员可以实时操作机器人及获取火灾现场信息，同时信号处理器的半球形也提高了自身的应力结构，在救援现场中环境复杂，飞石、落物都有可能导致信号处理器损坏，通过半球形的结构设计，可以将信号处理器所受的力向下方四周扩散，提高了多功能消防机器人的安全性和耐用性。

进一步限定，所述消防水枪还包括6根二氧化碳喷射管、脚架，所述二氧化碳喷射管与位于下方右侧的二氧化碳压缩罐导通连接，所述水平旋转电机在二氧化碳喷射管下方左侧与二氧化碳喷射管、二氧化碳压缩罐整体相连，所述脚架尾端连接机器人本体，首端与消防水枪接触。

在具体使用时多功能消防机器人时，所述水平旋转电机可以带动消防水枪360度水平旋转，使消防水枪的覆盖面积增大，扩大灭火区域，二氧化碳压缩罐与二氧化碳喷射管连接，通过喷射二氧化碳气体扑灭火灾，二氧化碳具有无污染，破坏力小，灭火效果好的特点，适合用于机房等精密场所。

本发明的工作原理及优点在于：

1、能够准确的传递出火灾现场内部环境，提高救援效率。

2、灭火装置快捷高效，成本低廉，制造快捷。

3、应用范围广，可更换组件的设计使机器人能根据不同环境来更换合适的组件，节约成本，提高时效性。

4、使用机械破拆，耗时短，大大提高了救援效率。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本多功能消防机器人立体图；

图2为本多功能消防机器人上视图；

图3为本多功能消防机器人右视图；

图4为本为本多功能消防机器人救援机械臂立体图；

图5为为本多功能消防机器人救援机械臂机械爪立体图；

主要元件符号说明如下：1.机器人本体；101机器人本体上部；102机器人本体连接面；103信号处理装置；2.行走装置；3.救援机械臂；固定底座301；主旋转块302；第一机械臂301；第二机械臂304；第三机械臂305；第一旋转轴306；第二旋转轴307；旋转臂308；4.消防水枪；水平旋转电机401；二氧化碳压缩罐402；二氧化碳喷射管403；5.机械爪；机械外爪501；机械外爪连接螺栓502；机械外爪顶端503；压力通孔504；机械外爪工作面505；固定座506；连接杆507。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1-5所示，一种多功能消防机器人，机器人本体1、行走装置2、救援机械臂3、消防水枪4部分组成，机器人本体1上部设置有救援机械臂3，救援机械臂3包括主旋转块302、固定底座301、第一机械臂303、第二机械臂304、第二机械臂305、第一旋转轴306、第二旋转轴307，且第二机械臂305的末端安装有机械爪5，固定底座301与机器人本体1连通，消防水枪4包括水平旋转电机401、二氧化碳压缩罐402。固定底座301的四角处开设有定位槽，且定位槽内设置有定位螺栓，机器人本体上部102与机器人本体上部101连接，为半坡面状，机器人本体上部对应固定底座301处开设有卡槽，固定底座301通过卡槽与机器人本体1连接，通过定位槽加大与机器人本体1的接触面积，使救援机械臂3与机器人本体1的连接更加贴合，提高了机器人的结构稳定。

机器人本体1通过定位螺栓与主旋转块302连接，主旋转块302上安装有第一机械臂303，第一机械臂303通过第一旋转轴306与第二机械臂304连接，第二机械臂304通过第二旋转轴307与第二机械臂305连接，第二机械臂305的末端安装有机械爪5，通过定位螺栓与主旋转块302连接有效的对机械臂进行固定避免其产生移位的现象，使机械爪能够360的旋转，同时通过旋转轴连接的每个机械臂都可以自由旋转。

机械爪包括两个机械外爪501、旋转台、固定座506，机械外爪501的两端穿设有螺母，螺母的一端与固定座506固定连接，旋转台设置有驱动电机，机械外爪501有两个为对称设置，每个机械外爪501所背离另一机械外爪501的一侧均设置有减重槽，减重槽为不规则压力通孔504设计，机械外爪501通过机械外爪连接螺栓502连接固定座506，固定座506上设置有用以限制固定座506位移的限位件，机械外爪尾端连接设有与旋转臂308连接的连接杆507，限位件有效的固定了机械外爪501与固定座506的结构连接

机械外爪501工作面505均为三角形锯齿状，机械外爪顶端503设置的可插入障碍物缝隙内的尖锐凸起在救援环境中适应性强，抓握力更强，对比较柔软的物体具有较好的抓取力，同时机械外爪工作面505的三角形锯齿状大大的提高了机械外爪501的摩擦力。

机器人本体上部101有信号处理器，用于接收发送指令，信号处理装置103为半球形，在具体使用时多功能消防机器人时，信号处理装置103传回的消防现场状态信息及机器人自身状态信息，使操作人员可以实时操作机器人及获取火灾现场信息，同时信号处理装置103的半球形也提高了自身的应力结构，在救援现场中环境复杂，飞石、落物都有可能导致信号处理装置103损坏，通过半球形的结构设计，可以将信号处理装置103所受的力向下方四周扩散，提高了多功能消防机器人的安全性和耐用性。

消防水枪4还包括6根二氧化碳喷射管403、脚架，二氧化碳喷射管403与位于下方右侧的二氧化碳压缩罐402导通连接，水平旋转电机401在二氧化碳喷射管403下方左侧与二氧化碳喷射管403、二氧化碳压缩罐402整体相连，脚架尾端连接机器人本体，首端与消防水枪4接触。在水平旋转电机401可以带动消防水枪4水平旋转，使消防水枪4的覆盖面积增大，扩大灭火区域，二氧化碳压缩罐402与二氧化碳喷射管403连接，通过喷射二氧化碳气体扑灭火灾。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。