一种电梯式救援飞行器机器人系统的制作方法

本发明涉及一种智能救援系统，具体涉及一种电梯式救援飞行器机器人系统。

背景技术：

现在的城市建设，高层建筑已经成为节约建筑面积，提升空间利用率的一种常用手段，但是随着带来一些潜在的危险，比如高层一旦发生火灾等突发危险情况，高层住宅的高度问题便给救援带来了较大的难度，还有高层住宅也对一些有过激行为如自杀等的营救工作带来许多不便。现有技术中如一些大型救援设备由于体积较大，行动不便，同时也受到了高度的限制，影响救援，因此需要一种能够适应不同的楼层高度，同时体积轻便可以快速出动进行救援工作的装置设备。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种电梯式救援飞行器机器人系统，其结构独特，适应性强。

本发明采取的技术方案为：一种电梯式救援飞行器机器人系统，包括无人机系统、绞升系统和轿厢救援系统、牵引绳和起重绳。

所述的无人机系统包括：机架、四个调整电机、四个机翼和四个螺旋桨、四个螺旋桨电机、四个伸缩支腿、击打装置和捕捉网发射装置、飞爪发射器，所述的四个机翼的一端分别铰接安装在机架的四个角位置，机架四个角位置的上部还分别设置有四个调整电机，所述的四个调整电机的主轴分别与四个机翼的一端相连接，调整电机调整机翼与机架之间的角度；四个机翼的另一端分别转动安装有螺旋桨，每个螺旋桨与固定安装在机翼下部的螺旋桨电机主轴相连接，螺旋桨电机驱动螺旋桨旋转；机架前端还设置有机械手座，所述的机械手座上铰接安装有一级手臂，所述的一级手臂的端部铰接安装有二级手臂，所述的二级手臂的端部铰接安装有三级手臂，所述的三级手臂的端部安装有机械手；每个机翼的上部分别设置有一个固定摄像头，每个机翼的下部分别竖直安装有一个伸缩支腿；机架上部和下部中央位置分别设置有一个全方位摄像头；机架上部还设置有击打装置；机架下部还设置有捕捉网发射装置和飞爪发射器。

所述的绞升系统包括：绞升架、绞车和绞车架、绞升电机、两个真空吸盘、真空发生器和绞升控制器、两个挂钩和两个挂钩调整电缸、两个挂杆和两个挂杆调整电缸、两个钻孔底座和两个钻孔滑轨、两个钻孔齿条和两个钻孔齿轮、两个钻孔电机和两个钻孔电钻，所述的绞升架为框架结构，所述的绞车架安装在绞升架下部，所述的绞车为滚筒形状，并转动安装在绞车架上，所述的绞升电机安装在绞车架一侧，绞升电机主轴与绞车相连接，驱动绞车旋转；绞车架上部两端对称安装有导向架，导向架上分别转动安装有导向轨和支撑轨，导向轨和支撑轨平行布置，导向轨和支撑轨上滑动安装有导向块，所述的导向块上部对称设置有两个导向轮，绞升架上部中央位置分别对称设置有两个导向轮，导向轨圆周上设置有导向槽；绞升架的下部还设置有真空发生器和绞升控制器；绞升架两侧分别设置有两个钻孔底座，每个钻孔底座上设置有钻孔滑轨，所述的钻孔滑轨上设置有钻孔齿条，所述的钻孔滑块滑动安装在钻孔滑轨上，所述的钻孔电机安装在钻孔滑块上，钻孔电机主轴上同轴安装有钻孔齿轮，所述的钻孔齿轮与钻孔齿条相互啮合，钻孔电机驱动钻孔滑块沿钻孔滑轨滑动，所述的钻孔电钻安装在钻孔滑块上，钻孔电钻的钻头轴线方向与钻孔滑轨的长度方向相互平行；绞升架上部对称设置有两个吸盘电缸，每个吸盘电缸的活塞杆端部分别设置有一个真空吸盘；绞升架上部前侧对称铰接安装有两个挂钩，所述的挂钩为l形，挂钩的另一端滑动安装有挂杆，每个挂杆与挂杆调整电缸的活塞杆端部相连，所述的挂杆调整电缸安装在挂钩上部；所述的挂钩电缸的缸体底部铰接安装在绞升架上部，挂钩电缸的活塞杆端部与挂钩相互铰接；绞升架下部中央位置还设置有吊环。

所述的牵引绳的上端安装在飞爪发射器上，牵引绳的下端依次通过绞升架上部的两个导向轮、导向块上的两个导向轮、导向轨上的导向槽，最终缠绕在绞车上。

所述的轿厢救援系统包括：轿厢、起重绳滚筒和滚筒支座、起重电机、导绳器、两条行走履带、履带驱动电机、履带驱动轮、内侧支撑轮和外侧支撑轮、轿厢控制器，所述的轿厢上部中央位置设置有滚筒支座，所述的起重绳滚筒转动安装在滚筒支座上，滚筒支座上还设置有起重电机，所述的起重电机主轴与起重机滚筒相连接，驱动起重机滚筒旋转；所述的导绳器安装在轿厢上部；轿厢两侧分别设置有九个内侧支撑轮；轿厢两侧还分别设置有行走履带，每条行走履带覆盖在同一侧的九个内侧支撑轮上；轿厢上部两侧分别对称设置有履带驱动电机，所述的履带驱动电机主轴上连接有履带驱动轮，所述的履带驱动轮与行走履带内侧摩擦接触，驱动行走履带旋转；履带驱动轮两侧还设置有两个外侧支撑轮，与行走履带的外侧相接触；轿厢前部还设置有轿厢门，轿厢内部设置有轿厢控制器。

所述的起重绳的上端安装在绞升架下部的吊环上，起重绳的下端通过导绳器后缠绕在起重绳滚筒上。

进一步的，所述的飞爪发射器前部设置有飞爪，中部设置有气囊，后部设置有击发电磁铁，击发电磁铁用于击爆气囊，气囊爆炸击发飞爪。

进一步的，所述的一级手臂、二级手臂、三级手臂均通过关节电机驱动。

进一步的，所述的击打装置用于发射击打锤，击打锤用于击碎玻璃。

进一步的，所述的捕捉网发射装置用于发射捕捉网。

进一步的，所述的挂杆下端设置有滚轮。

进一步的，所述的钻孔底座的长度方向与吸盘电缸的活塞杆轴线方向保持一个夹角，夹角大小为15度~20度。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）通过设置有无人机系统，实现了救援快速出动，多种救援方式及时抢救的目的；（2）通过设置有绞升系统，有效拓展了救援高度，且体积较小，利于快速便捷行动；（3）通过设置最后一道轿厢救援系统，实现了救援人员便捷式电梯攀高救援的目的；（4）本发明结构独特紧凑，功能齐全，适用于高层建筑的救援行动。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明中无人机系统的三维立体装配结构示意图。

图3为本发明中无人机系统另一角度的三维立体装配结构示意图。

图4为本发明中无人机系统另一角度的三维立体装配结构示意图。

图5为本发明中绞升系统的三维立体装配结构示意图。

图6为本发明中绞升系统另一角度的三维立体装配结构示意图。

图7为本发明中绞升系统另一角度的三维立体装配结构示意图。

图8为本发明中轿厢救援系统的三维立体装配结构示意图。

附图标号：1-无人机系统；2-牵引绳；3-绞升系统；4-起重绳；5-轿厢救援系统；101-机架；102-调整电机；103-固定摄像头；104-机翼；105-螺旋桨；106-螺旋桨电机；107-伸缩支腿；108-击发电磁铁；109-飞爪发射器；110-飞爪；111-二级手臂；112-三级手臂；113-机械手；114-一级手臂；115-机械手座；116-击打装置；117-全方位摄像头；118-捕捉网发射装置；301-绞升架；302-钻孔滑块；303-钻孔齿轮；304-钻孔电机；305-钻孔电钻；306-钻孔滑轨；307-钻孔齿条；308-钻孔底座；309-绞车；310-绞车架；311-绞升电机；312-真空吸盘；313-滚轮；314-挂杆；315-挂杆调整电缸；316-挂钩；317-挂钩调整电缸；318-吸盘电缸；319-导向架；320-绞升控制器；321-导向块；322-导向轮；323-真空发生器；324-支撑轨；325-导向轨；326-吊环；501-轿厢；502-轿厢门；503-履带；504-内侧支撑轮；505-外侧支撑轮；506-履带驱动轮；507-履带驱动电机；508-滚筒支座；509-导绳器；510-起重绳滚筒；511-起重电机；512-轿厢控制器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种电梯式救援飞行器机器人系统，包括无人机系统1、绞升系统3和轿厢救援系统5、牵引绳2和起重绳4，无人机系统1包括：机架101、四个调整电机102、四个机翼104和四个螺旋桨105、四个螺旋桨电机106、四个伸缩支腿107、击打装置116和捕捉网发射装置118、飞爪发射器109，四个机翼104的一端分别铰接安装在机架101的四个角位置，机架101四个角位置的上部还分别设置安装有调整电机102，四个调整电机102的主轴分别与四个机翼104的一端相连接，调整电机102调整机翼104与机架101之间的角度。四个机翼104的另一端分别转动有四个螺旋桨105，每个螺旋桨105与固定安装在机翼104下部的螺旋桨电机106主轴相连接，螺旋桨电机106驱动螺旋桨105旋转。机架101前端还设置有机械手座115，机械手座115上铰接安装有一级手臂114，一级手臂114的端部铰接安装有二级手臂111，二级手臂111的端部铰接安装有三级手臂112，三级手臂112的端部安装有机械手113。每个机翼104的上部分别设置有一个固定摄像头103，每个机翼104的下部分别竖直安装有一个伸缩支腿107。机架101上部和下部中央位置分别设置有一个全方位摄像头117。机架101上部还设置有击打装置116。机架101下部还设置有捕捉网发射装置118和飞爪发射器109。

绞升系统3包括：绞升架301、绞车309和绞车架310、绞升电机311、两个真空吸盘312、真空发生器323和绞升控制器320、两个挂钩316和两个挂钩调整电缸317、两个挂杆314和两个挂杆调整电缸315、两个钻孔底座308和两个钻孔滑轨306、两个钻孔齿条307和两个钻孔齿轮303、两个钻孔电机304和两个钻孔电钻305，绞升架301为框架结构，绞车架310安装在绞升架301下部，绞车309为滚筒形状，并转动安装在绞车架310上，绞升电机311安装在绞车架310一侧，绞升电机311主轴与绞车309相连接，驱动绞车309旋转。绞车架310上部两端对称安装有导向架319，导向架319上分别转动安装有导向轨325和支撑轨324，导向轨325和支撑轨324平行布置，导向轨325和支撑轨324上滑动安装有导向块321，导向块321上部对称设置有两个导向轮322，绞升架301上部中央位置分别对称设置有两个导向轮322，导向轨325圆周上设置有导向槽。绞升架301的下部还设置有真空发生器323和绞升控制器320。绞升架301两侧分别设置有两个钻孔底座308，每个钻孔底座308上设置有钻孔滑轨306，钻孔滑轨306上设置有钻孔齿条307，钻孔滑块302滑动安装在钻孔滑轨306上，钻孔电机304安装在钻孔滑块302上，钻孔电机304主轴上同轴安装有钻孔齿轮303，钻孔齿轮303与钻孔齿条307相互啮合，钻孔电机304驱动钻孔滑块302沿钻孔滑轨306滑动，钻孔电钻305安装在钻孔滑块302上，钻孔电钻305的钻头轴线方向与钻孔滑轨306的长度方向相互平行。绞升架301上部对称设置有两个吸盘电缸318，每个吸盘电缸318的活塞杆端部分别设置有一个真空吸盘312。绞升架301上部前侧对称铰接安装有两个挂钩316，挂钩316为l形，挂钩316的另一端滑动安装有挂杆314，每个挂杆314与挂杆调整电缸315的活塞杆端部相连，挂杆调整电缸315安装在挂钩316上部。挂钩316电缸的缸体底部铰接安装在绞升架301上部，挂钩316电缸的活塞杆端部与挂钩316相互铰接。绞升架301下部中央位置还设置有吊环326。

牵引绳2的上端安装在飞爪发射器109上，牵引绳2的下端依次通过绞升架301上部的两个导向轮322、导向块321上的两个导向轮322、导向轨325上的导向槽，最终缠绕在绞车309上。

轿厢救援系统5包括：轿厢501、起重绳滚筒510和滚筒支座508、起重电机511、导绳器509、两条行走履带503、履带驱动电机507、履带驱动轮506、内侧支撑轮504和外侧支撑轮505、轿厢控制器512，轿厢501上部中央位置设置有滚筒支座508，起重绳滚筒510转动安装在滚筒支座508上，滚筒支座508上还设置有起重电机511，起重电机511主轴与起重机滚筒相连接，驱动起重机滚筒旋转。导绳器509安装在轿厢501上部。轿厢501两侧分别设置有九个内侧支撑轮504。轿厢501两侧还分别设置有行走履带503，每条行走履带503覆盖在同一侧的九个内侧支撑轮504上。轿厢501上部两侧分别对称设置有履带驱动电机507，履带驱动电机507主轴上连接有履带驱动轮506，履带驱动轮506与行走履带503内侧摩擦接触，驱动行走履带503旋转。履带驱动轮506两侧还设置有两个外侧支撑轮505，与行走履带503的外侧相接触。轿厢501前部还设置有轿厢门502，轿厢501内部设置有轿厢控制器512。

起重绳4的上端安装在绞升架301下部的吊环326上，起重绳4的下端通过导绳器509后缠绕在起重绳滚筒510上。

飞爪发射器109前部设置有飞爪110，中部设置有气囊，后部设置有击发电磁铁108，击发电磁铁108用于击爆气囊，气囊爆炸击发飞爪110。一级手臂114、二级手臂111、三级手臂112均通过关节电机驱动。击打装置116用于发射击打锤，击打锤用于击碎玻璃。捕捉网发射装置118用于发射捕捉网。挂杆314下端设置有滚轮313。钻孔底座308的长度方向与吸盘电缸318的活塞杆轴线方向保持一个夹角，夹角大小为15度~20度。

本发明的工作原理为：当高层建筑出现紧急救援状况时，首先由无人机系统1进行工作：无人机系统1快速提升，此时牵引绳2和起重绳4留有足够的长度保证无人机系统1可以运动至救援高度，通过启动两个全方位摄像头117和四个固定摄像头103可以将救援现场情况进行摄像，便于操作人员进行判断；当需要将救援处的玻璃打碎时，可以通过无人机系统1中的击打装置116发射击打锤将玻璃击碎；当出现待救援人员有跳楼倾向时，即可通过捕捉网发射装置118发射捕捉网，对待救援人员实施救助；同时，可以通过一级手臂114、二级手臂111和三级手臂112操控机械手113进行简单的抓取动作。

当需要救援人员运动至救援高度时，此时需要可以需要无人机系统1、绞升系统3和轿厢救援系统5协同配合：将无人机系统1运动至楼层顶端，通过击发电磁铁108击爆气囊，再利用气囊爆炸的冲击力击发飞爪110，从而将飞爪110钉在楼层上，或运动至适合高度使用飞爪110击碎玻璃，同时将飞爪110钩在窗户内部；然后启动绞升系统3中的绞升电机311，将牵引绳2向绞车309上缠绕，从而使绞升系统3沿着牵引绳2向上攀升，当绞升系统3运动至救援高度上部一定距离后，首先通过绞升控制器320启动真空发生器323，同时通过两个吸盘电缸318分别将两个真空吸盘312固定到墙壁上，然后启动两个钻孔电机304和钻孔电钻305，将两个钻孔电钻305的钻头钻入墙壁，从而使绞升系统3固定在墙壁上；绞升系统3的另外一种固定方式便是，当施工条件允许时，通过两个挂钩调整电缸317调整两个挂钩316的角度，并通过两个挂杆调整电缸315调整两个挂杆314在两个挂钩316上的位置，从而在合适的位置，如窗台等，通过两个挂钩316以及挂杆314将绞升系统3以吊挂的方式进行固定，同时两个挂杆314端部的滚轮313可以在绞升系统3向上攀升的过程中，通过与墙壁接触从而防止绞升系统3与墙壁发生碰撞；最后当绞升系统3固定在墙壁上后，通过轿厢控制器512启动起重电机511，将起重绳4向起重绳滚筒510上缠绕，从而使轿厢救援系统5沿着起重绳4向上攀升；同时启动两个履带驱动电机507，使两个行走履带503旋转，从而使行走履带503与墙壁接触的过程中，减少摩擦力，轻松越过楼层之间的突起障碍；救援人员可以在轿厢救援系统5提升之前通过轿厢门502进入轿厢501中，当轿厢救援系统5运动至救援高度时，停止运动救援人员即可展开施救，同时将处于危险如发生火灾等意外情况中的人员通过轿厢救援系统5救下。