一种消防机器人的液压驱动装置

1.本实用新型属于液压驱动的动力装置技术领域，尤其涉及一种消防机器人的液压驱动装置。


背景技术：

2.在消防领域中，消防灭火机器人可在火灾发生时携带灭火设备进入到灾害现场对火源进行扑灭，减少高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境对消防员带来的伤害。目前，常见的消防灭火机器人的驱动装置一部分采用电力驱动装置提供动力，采用电力的驱动系统因电机续航与自身散热的问题，导致驱动装置续航低且无法深入到火场内部进行灭火作业，仅能在火场外部进行辅助灭火。并且由于仅有电池提供动力，续航时间均较短。另一部分驱动装置采用内燃机作为动力源，而以内燃机作为原动机的驱动装置体积均较大，且由于内燃机自身需要高强度散热，使得驱动装置无法胜任高强度火场作业，同时内燃机系统具有结构复杂，维护价格高、维修困难等缺点。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种消防机器人的液压驱动装置，采用消防用水为机器人提供动力，水路采用循环结构，能够在提供动力的同时为机械带走热量，使机械稳定运行。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：
5.一种消防机器人的液压驱动装置，包括外壳，所述外壳上设有入水口，所述入水口与设置于外壳内部的水轮机通过水管路相连，所述水轮机的转轴与转向齿轮的输入端通过第一离合器连接，转向齿轮其中一个输出端与电机通过第二离合器相连，所述电机与电池组通过电池充放电系统相连，转向齿轮的另一输出端与行走机构相连，电池组及电池充放电系统与控制板相连，所述第一离合器、转向齿轮、第二离合器、电机、电池组及电池充放电系统、行走机构均设置于外壳内部的机械密封箱内，水轮机的转轴与行走机构的轴通过机械密封件与外壳、机械密封箱贯穿连接，水轮机的出水口与外壳和机械密封箱之间的空间相连通，所述外壳上与入水口同侧设有出水口，所述入水口与出水口之间设有挡板，挡板将入水口与出水口分割在挡板的两侧。
6.进一步地，所述水轮机包括水轮机进水口、轴端套筒、l型弯管、直杆叶轮轴、转轴套管、密封轴承，所述水轮机进水口与l型弯管一端固定相连，l型弯管的另一端为水轮机出水口，水轮机进水口内设有与水轮机进水口固定连接的轴端套筒，所述直杆叶轮轴一端置于轴端套筒内，直杆叶轮轴的另一端贯穿并伸出l型弯管，所述直杆叶轮轴远离水轮机进水口的一端与转轴套管相连，转轴套管与密封轴承相连。
7.进一步地，所述直杆叶轮轴包括叶轮、转轴，叶轮固定套接于转轴的外部。
8.进一步地，所述电池充放电系统包括第二继电器、整流桥、第一降压模块、稳压器、电池充电模块、升压模块、电机控制器、第一继电器，电机依次通过第二继电器、整流桥、第
一降压模块、稳压器、电池充电模块与电池组的输入端连接，电池组的输出端依次通过升压模块、电机控制器、第一继电器与电机相连。
9.进一步地，所述升压模块、电机控制器、第一继电器、电机、第二继电器、整流桥、第一降压模块与控制板相连。
10.进一步地，所述升压模块、第一继电器、第二继电器、电机控制器、整流桥、电池组、第一降压模块、稳压器、电池充电模块、控制板设置于电气密封箱内。
11.进一步地，所述行走机构包括变速箱、差速器、第三离合器、第四离合器，所述转向齿轮与变速箱相连，变速箱与差速器相连，差速器通过第三离合器、第四离合器与行走机构的主动轴相连，所述第三离合器、第四离合器通过第二升压模块与控制板连接。
12.进一步地，所述转向齿轮是由三个呈直角分布的伞齿轮啮合而成。
13.本实用新型的有益效果是：本实用新型的消防机器人的液压驱动装置，通过在外壳内设置水轮机，水流经水轮机为行走机构提供动力的同时，经水轮机动力转换后的水流动于外壳与机械密封箱之间，将内部热量持续带走，避免系统内部高温环境对部件带来的损坏。与此同时，水轮机为电机提供动力同时为电池充电，以备不时之需。当该装置处于非高温环境中时，可直接采用充电后的电池为行走机构提供动力。
附图说明
14.图1为本实用新型的消防机器人的液压驱动装置结构示意图；
15.图2为水轮机结构示意图；
16.图3为直杆叶轮轴结构示意图。
17.图中部件：1为入水口、2为水轮机、2-1为水轮机进水口、2-2为轴端套筒、2-3为l型弯管、2-4为直杆叶轮轴、2-4-1为叶轮、2-4-2为转轴、2-5为转轴套管、2-6为密封轴承、2-7为水轮机出水口、3为第一机械密封件、4为第一离合器、5为转向齿轮、6为变速箱、7为第二离合器、8为升压模块、9为电机、10为第一继电器、11为电气密封箱、12为外壳、13为第二继电器、14为机械密封箱、15为电机控制器、16为整流桥、17为电池组、18为第一降压模块、19为稳压器、20为第二机械密封件、21为第三机械密封件、22为电池充电模块、23为控制板、24为第二升压模块、25为第三离合器、26为差速器、27为第四离合器、28为第四机械密封件、29为第五机械密封件、30为出水口、31为挡板。
具体实施方式
18.为了更好的解释本实用新型，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本实用新型作详细描述。
19.如图1所示，本实用新型为一种消防机器人的液压驱动装置，包括外壳12，所述外壳12上设有入水口1，入水口1通过水管路连接到消防车的水箱上，所述入水口1与设置于外壳12内部的水轮机2通过水管路相连，所述水轮机2的转轴与转向齿轮5的输入端通过第一离合器4连接，所述转向齿轮5是由三个呈直角分布的伞齿轮啮合而成。转向齿轮5其中一个输出端与电机9通过第二离合器7相连，所述电机9与电池组17通过电池充放电系统相连，转向齿轮5的另一输出端与行走机构相连，电池组17及电池充放电系统与控制板23相连，所述第一离合器4、转向齿轮5、第二离合器7、电机9、电池组17及电池充放电系统、行走机构均设
置于外壳12内部的机械密封箱14内，水轮机2的转轴通过第一机械密封件3与机械密封箱14贯穿连接；行走机构的轴通过机械密封件与外壳12、机械密封箱14贯穿连接，水轮机2的出水口与外壳12和机械密封箱14之间的空间相连通，所述外壳12上与入水口1同侧设有出水口30，所述入水口1与出水口30之间设有挡板31，挡板31将入水口1与出水口30分割在挡板31的两侧。通过设置挡板31，使水从入水口进入水轮机2后从水轮机出水口2-7流至外壳12至机械密封箱14之间的空间里，并且水流的流向为在外壳12内部沿机械密封箱14外部一周后从出水口30流出。这样能够带走机械密封箱14内部元器件的温度，为设备内部降温。
20.如图2-3所示，所述水轮机2包括水轮机进水口2-1、轴端套筒2-2、l型弯管2-3、直杆叶轮轴2-4、转轴套管2-5、密封轴承2-6，所述水轮机进水口2-1与l型弯管2-3一端固定相连，l型弯管2-3的另一端为水轮机出水口2-7，水轮机进水口2-1内设有与水轮机进水口2-1固定连接的轴端套筒2-2，所述直杆叶轮轴2-4一端置于轴端套筒2-2内，直杆叶轮轴2-4的另一端贯穿并伸出l型弯管2-3，所述直杆叶轮轴2-4远离水轮机进水口2-1的一端与转轴套管2-5相连，转轴套管2-5与密封轴承2-6相连。所述直杆叶轮轴2-4包括叶轮2-4-1、转轴2-4-2，叶轮2-4-1固定套接于转轴2-4-2的外部。水从入水口1进入水轮机进水口2-1，然后进入l型弯管2-3，从水轮机出水口2-7流出到外壳12与机械密封箱14之间，水流经l型弯管2-3的时候带动直杆叶轮轴2-4旋转，进而带动转向齿轮5旋转，为电机9提供动力。
21.所述电池充放电系统包括第二继电器13、整流桥16、第一降压模块18、稳压器19、电池充电模块22、升压模块8、电机控制器15、第一继电器10，电机9依次通过第二继电器13、整流桥16、第一降压模块18、稳压器19、电池充电模块22与电池组17的输入端连接，电池组17的输出端依次通过升压模块8、电机控制器15、第一继电器10与电机9相连。所述升压模块8、电机控制器15、第一继电器10、电机9、第二继电器13、整流桥16、第一降压模块18与控制板23相连。所述升压模块8、第一继电器10、第二继电器13、电机控制器15、整流桥16、电池组17、第一降压模块18、稳压器19、电池充电模块22、控制板23设置于电气密封箱11内，控制板23与遥控器相连，通过遥控器控制控制板23工作，遥控器控制控制板23工作部分属于现有技术。
22.所述行走机构包括变速箱6、差速器26、第三离合器25、第四离合器27，所述转向齿轮5与变速箱6相连，变速箱6与差速器26相连，差速器26通过第三离合器25、第四离合器27与行走机构的主动轴相连，行走机构的主动轴分别通过第二机械密封件20、第四机械密封件28贯穿机械密封箱14，又分别通过第三机械密封件21、第五机械密封件29贯穿外壳12，所述第三离合器25、第四离合器27通过第二升压模块24与控制板23连接。本实用新型中的第一机械密封件3、第二机械密封件20、第三机械密封件21、第四机械密封件28、第五机械密封件29的结构均为现有技术。
23.工作过程如下：
24.当采用水力提供动力时，水从入水口1进入水轮机进水口2-1，然后进入l型弯管2-3，从水轮机出水口2-7流出到外壳12与机械密封箱14之间，水流经l型弯管2-3的时候带动直杆叶轮轴2-4旋转，通过第一离合器4带动转向齿轮5旋转，为电机9提供动力。同时水从水轮机2流入外壳12内，从出水口流出，带走机械密封箱14的热量。控制板23控制第二继电器13、整流桥16、第一降压模块18、稳压器19、电池充电模块22工作，实现电机9为电池组17充电。转向齿轮5同时通过变速箱6、差速器26为行走机构的主动轴提供动力。
25.当采用电力提供动力，装置处于低温环境中，无须水冷的情况下，控制板23控制第一离合器4断开，控制板23控制升压模块8、电机控制器15、第一继电器10使电池组17释放电能为电机9提供动力，电机9通过第二离合器7为转向齿轮5提供动力，转向齿轮5同时通过变速箱6、差速器26为行走机构的主动轴提供动力。
26.当采用电力提供动力，装置处于高温环境中，需要水冷的情况下，控制板23控制第一离合器4闭合，控制板23控制升压模块8、电机控制器15、第一继电器10使电池组17释放电能为电机9提供动力，电机9通过第二离合器7为转向齿轮5提供动力，转向齿轮5同时通过变速箱6、差速器26为行走机构的主动轴提供动力，同时水从水轮机2流入外壳12内，从出水口流出，带走机械密封箱14的热量。
27.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。