一种消防机器人的制作方法

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种消防机器人。

背景技术：

现今社会中，随着城镇化推进，高楼建设速度加快，但应对高楼消防的设备发展相对滞后，同时，随着化工行业的迅速发展，各类容易爆炸不适合人类靠近处理的消防事件呈上升趋势。今年来，消防官兵因高楼消防设备滞后、消防过程中近距离处理易爆案件导致伤亡人数不断增多，这一消防上的难题一直未得到解决。目前的消防手段，多是采用云梯消防车来解决高楼消防问题，普通的云梯消防车的有效作业高度为30-50米，再高的可达60-70米。但消防车因体积较大，在出警消防时受到街道通常度限制，难以在狭窄街道通行，常常不能在第一时间赶到火灾现场，导致火灾进一步恶化。

高层建筑一旦发生火灾，有一个显著的特征是“烟囱效应”，即：在底层发生的火灾形成的热空气，因为密度交底，经电梯槽或楼梯通道得以网上流动，就像一个巨大的烟囱中的气流，使高热气体不断在通道得顶部积聚，结果是使火势透过这种空气的对流在大厦的顶层制造另一个火场。而且随着热空气的排出，新鲜空气不断从底部流程吸入，导致火势进一步加剧。这种火灾多是顺着电梯槽或楼道通道蔓延，消防队员不能像处理一般建筑火灾那样从外部进行灭火，只能佩戴空气呼吸器进入火场，通过内部强攻扑救大火。但是，在这些狭窄区域，灭火设备无法有效作业，一旦火灾蔓延到高层楼层，消防员无法携带灭火设备进行扑救，给救援工作带来了很大的困难。

因此，在消防领域内出现了很多解决该问题的消防设备，例如高压消防炮等，但是，现有的高压消防炮大多由两个角度调节机构，分别调节消防炮水平方向和竖直方向的喷射角度，这样就需要增加许多不必要的元器件，使消防炮整体结构复杂，成本过高，而且消防炮本身不具有动力机构，需要人为运送至受灾区域，然后进行灭火，不但消防员需要处于危险区域，而且由于机动性能差，不能及时展开扑救工作，耽误救援时间。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的现有消防设备结构复杂、成本高而且机动性能差的技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种消防机器人，包括底座，所述底座底面设置有移动机构，所述底座顶面固定设置有齿轮组件，所述齿轮组件上安装有高压水炮；

所述齿轮组件包括通过转轴安装于所述底座上的旋转座，所述旋转座上方通过多个支杆固定连接有支撑板，所述支杆中部固定设置有内齿轮；

所述旋转座顶面上固定设置有套筒和驱动电机；

所述套筒内底部固定设置有电磁铁，所述电磁铁上方设置有铁芯，所述铁芯与所述套筒侧壁之间滑动连接，所述铁芯与所述套筒底壁之间固定设置有弹簧，所述套筒上方设置有中间齿轮，所述中间齿轮与所述铁芯通过转轴转动连接；

所述驱动电机输出轴固定连接有主动齿轮；

所述中间齿轮分别与所述内齿轮和主动齿轮啮合；

所述支撑板顶面设置有一蜗杆和第一齿轮，所述蜗杆轴心线与所述支撑板顶面平行设置，所述第一齿轮通过转轴安装于所述支撑板上，所述蜗杆端部固定设置有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合；

所述支撑板上设置有第三通孔，所述中间齿轮可穿过所述第三通孔与所述第一齿轮啮合。

作为本发明的进一步说明，所述高压水炮包括球形壳体，所述球形壳体与固定于所述支撑板上的支撑杆之间通过轴承实现可转动连接；

所述球形壳体内设置有水管，所述水管出水口与固定在所述球形壳体上的喷头连通，所述水管进水口与供水管道连通；

所述球形壳体外壁底部设置有一齿条，所述齿条与所述蜗杆相互平行设置、且与所述蜗杆啮合。

作为本发明的进一步说明，所述旋转座侧面固定设置有一辅助支撑机构，所述辅助支撑机构包括固定部、连杆、支座和卡箍；

所述固定部包括上板、下板和立板，所述上板和下板之间相互平行设置，所述上板和下板均与所述立板相互垂直设置、且分别固定于所述立板上端和下端，所述立板与所述旋转座固定连接；

所述连杆一端插入上板和下板之间、且通过销轴与所述固定部可转动连接，所述连杆另一端与所述支座固定连接，所述卡箍固定于所述支座上。

作为本发明的进一步说明，所述移动机构包括机架，安装于所述机架两侧的主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮上设置有履带，所述主动轮上连接有电动马达。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

本发明的机器人上安装的齿轮组件，通过一个电机即可控制消防炮水平和竖直两个方向的喷射角度调节，整体结构紧凑，减少了不必要的元件，降低成本，并且搭载移动机构，使机器人的机动性能更强，有利于及时进入火灾现场进行扑救。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是机器人整体结构示意图。

图2套筒内部结构示意图。

图中：1、机架；2、主动轮；3、从动轮；4、履带；5、电动马达；6、底座；7、旋转座；8、支杆；9、支撑板；10、内齿轮；11、套筒；12、驱动电机；13、电磁铁；14、铁芯；15、弹簧；16、中间齿轮；17、主动齿轮；18、蜗杆；19、第一齿轮；20、第二齿轮；21、球形壳体；22、支撑杆；23、立板；24、喷头；25、齿条；26、固定部；27、连杆；28、支座；29、卡箍；30、上板；31、下板。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明创造和简化描述，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发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

一种消防机器人，如图1所示，包括底座6，底座6底面设置有移动机构，底座6顶面固定设置有齿轮组件，齿轮组件上安装有高压水炮；齿轮组件包括通过转轴安装于底座6上的旋转座7，旋转座7上方通过多个支杆8固定连接有支撑板9，支杆8中部固定设置有内齿轮10；旋转座7顶面上固定设置有套筒11和驱动电机12；套筒11内底部固定设置有电磁铁13，如图2所示，电磁铁13上方设置有铁芯14，铁芯14与套筒11侧壁之间滑动连接，铁芯14与套筒11底壁之间固定设置有弹簧15，套筒11上方设置有中间齿轮16，中间齿轮16与铁芯14通过转轴转动连接；驱动电机12输出轴固定连接有主动齿轮17；中间齿轮16分别与内齿轮10和主动齿轮17啮合；支撑板9顶面设置有一蜗杆18和第一齿轮19，蜗杆18轴心线与支撑板9顶面平行设置，第一齿轮19通过转轴安装于支撑板9上，蜗杆18端部固定设置有第二齿轮20，第二齿轮20与第一齿轮19啮合；支撑板9上设置有通孔（附图未示出），中间齿轮16可穿过通孔与第一齿轮19啮合。

上述高压水炮包括球形壳体21，球形壳体21与固定于支撑板9上的支撑杆22之间通过轴承实现可转动连接；球形壳体21内设置有水管（附图中未示出），水管出水口与固定在球形壳体21上的喷头24连通，水管进水口与供水管道连通；球形壳体21外壁底部设置有一齿条25，齿条25与蜗杆18相互平行设置、且与蜗杆18啮合。

本实施例提供的机器人通过齿轮组件调节高压水炮的喷射方向，并且在使用时，套筒11内设置的电磁铁13、铁芯14以及弹簧15用于调节中间齿轮16的高度，通过控制电磁铁13通电与断电即可，当电磁铁13通电时，吸附铁芯14向下运动，此时中间齿轮16与内齿轮10啮合，从而使内齿轮10转动，由于内齿轮10与旋转座7和支撑板9均固定连接，所以同时带动旋转座7和支撑板9转动，即高压水炮沿水平方向转动；当电磁铁13断电时，吸附力消失，在弹簧15的弹力作用下，中间齿轮16向上运动，并且与第一齿轮19啮合，同时与内齿轮10脱离，主动齿轮17带动中间齿轮16转动时，第一齿轮19从动，并且带动第二齿轮20转动，由于第二齿轮20与蜗杆18固定连接，所以，蜗杆18随之转动，并且带动齿条25转动，即高压水炮沿竖直方向转动。

上述齿轮组件仅设置一个驱动电机12即可实现高压水炮的两部分运动，能够较少多个零部件，使高压水炮整体体积减小，而且能够节省较大的成本。

上述旋转座7侧面固定设置有一辅助支撑机构，辅助支撑机构包括固定部26、连杆27、支座28和卡箍29；固定部26包括上板30、下板31和立板23，上板30和下板31之间相互平行设置，上板30和下板31均与立板23相互垂直设置、且分别固定于立板23上端和下端，立板23与旋转座7固定连接；连杆27一端插入上板30和下板31之间、且通过销轴与固定部26可转动连接，连杆27另一端与支座28固定连接，卡箍29固定于支座28上。

本实施例提供的辅助支撑机构，能够固定消防水带，使水炮与水带呈直线位置，当旋转盘21转动时，辅助支撑机构一起转动，不会导致消防水带弯折，影响高压水流流量，而且固定部26与连杆27之间铰接，使整体机构更加灵活，保证高压水炮在转动调节喷射角度时，不会因消防水带弯折导致水流量减小，影响喷射水压。

上述移动机构包括机架1，安装于机架1两侧的主动轮14和从动轮19，主动轮14和从动轮19上设置有履带29，主动轮14上连接有电动马达5。本实施例提供的主动车体通过电动马达5驱动行驶，在行驶过程中，只需调节两个主动轮14上的电动马达5的转速和方向即可实现主动车体的行驶、转弯和调头等动作。

进一步的，本实施例提供的消防机器人，可以在车体上安装高清摄像头，使远程操控更加方便。

本实施例中使用的电磁铁、电机、马达等元器件，均使用市面销售的普通产品即可，其使用方法、电路连接等均为现有技术，生产时只需选用与机器人尺寸相匹配的型号即可，此为产品生产阶段根据实际生产需求而定的，所以，在此不详细阐述上述元器件的具体电路结构和使用方法。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。