一种履带安防机器人的制作方法

本发明涉及安防技术领域，具体地涉及一种履带安防机器人。

背景技术

随着我国以及工业水平的飞速发展，各类化工石油企业不断増多，易燃易爆、有毒化学制品的数量急剧增加，这些危险场所的火灾和由火灾引发的各类事故频繁发生。在火灾开始初期往往很容易对其进行扑灭，但往往无法及时发现，并且危险化学品起火、建筑物燃烧、毒气扩散、可燃气体泄漏爆炸等事故中，消防员往往无法第一时间到达现场，并且到达现场后还需消防人员对火场内部的建筑结构、有毒气体等环境因素进行分析分析和侦查，该阶段耗费了大量宝贵时间；并且强腐蚀性有毒物质扩散、可燃气体二次爆炸、高湿高福射等环境对消防人员的安全造成了严重的威胁。

技术实现要素：

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种履带安防机器人。

本发明的技术方案是，一种履带安防机器人，其特征在于，包括底盘箱体1及设置在底盘箱体1上的履带行走装置12、机械手臂6、灭火装置、信息采集装置及自身防护系统；

所述履带行走装置12设有驱动轮系、支重轮系、张紧导向轮系及拖带轮和履带17；所述驱动轮系由链轮20、链条21、链轮支撑板22、驱动轮、动力传送轴构成；所述链轮分为主动链轮和从动链轮，主动链轮与动力传送轴连接，通过链条与从动链轮连接，两链轮由链轮支撑板22进行位置固定，从动链轮输出侧装有驱动轮，所述动力传动轴与大齿轮15连接，大齿轮15与小齿轮14啮合，减速电机13动力输出轴与小齿轮13固定连接，所述驱动轮与履带17啮合；所述支重轮系由支重轮弹簧18、支重轮气体弹簧25、支重轮承重架24、支重轮架26、支重轮27构成；所述支重轮承重架24交叉安装，中间装有滑动轴，上部铰接支重轮气体弹簧25，所述支重轮弹簧18安装于支重轮气体弹簧25中间，所述支重轮27安装于支重轮架26上，支重轮27压紧于履带17内面，所述支重轮架26铰接于支重轮承重架24上；所述支重轮系由链轮大臂23通过固定螺钉与驱动轮系相连接；所述张紧导向轮系由张紧弹簧固定架29、导向轮支架30、小导向轮31、大导向轮32、导向轮弹簧33、导向轮气体弹簧34构成；所述弹簧固定架29固定于连接杆28上，所述导向轮支架30铰接于连接杆28上，导向轮支架30上下安装大导向轮32、小导向轮31；所述导向轮气体弹簧34一端铰接于张紧弹簧固定架29上，另一端铰接于导向轮支架30上，所述导向轮弹簧33安装于导向轮气体弹簧34中部；所述拖带轮19安装于支重轮喜左上方，有两个滚轮及一细长轴组成；

所述机械手臂6由旋转底座44、大臂42、中臂40、小臂38及末端手爪构成；所述旋转底座44上安装有旋转电机45，旋转电机44的输出轴插入机械手臂固定座3中；所述大臂42安装于旋转底座44上，在旋转底座44上安装有大臂旋转电机43；所述中臂40铰接于大臂42上，且在中臂上铰接有中臂推杆41为其提供旋转动力，所述中臂40末端装有小臂电机39及减速箱；所述小臂38与中臂40的减速箱输出轴固定；所述末端手爪由手爪35、手爪连杆36、电动推杆37构成，所述手爪35左右各一铰接于小臂末端，所述手爪连杆36一端铰接于推杆末端，另一端铰接于手爪35上，所述电动推杆37安装于小臂38内部，推杆末端安装有推块并设有铰接孔；

所述灭火装置在小臂38上装有高压喷头7，高压喷头7下部装有卡扣用于固定，高压喷头7一端与软管相连接，软管另一端与灭火剂装置9相连结，外部设有电磁阀，软管埋入机械手臂中；

所述信息采集装置由前置摄像头5、后置摄像头8、超声波模块10、气体传感器、温度传感器组成，所述前置摄像头5使用螺钉固定于底盘箱体1前部，所述后置摄像头8固定于中臂上部，所述超声波模块10固定于底盘箱体前后各一，所述气体传感器、温度传感器附于机械臂内部；

所述自身防护系统设有内部冷却水箱16、水冷喷头2及内部控制系统冷却u型管，所述内部冷却水箱16与水冷喷头2及冷却u型管均由弯管连接，在水箱出口处设有水泵，在整个机身上涂有保温隔热涂层。

进一步改进的，所述底盘箱体1由钢板焊接而成，并在上方开有水冷喷头安装孔，前后均设有盖板11。

进一步改进的，所述支重轮气体弹簧25一端设有手拧螺母另一端设有弹簧挡板，将支重轮弹簧18压紧于手拧螺母与弹簧挡板之间，张紧轮气体弹簧结构与其一致，不在赘述。

进一步改进的，所述支重轮承重架24在中间开有滑槽，并安装有滑动轴。

进一步改进的，所述张紧弹簧固定架29完全固定于连接杆28上。

进一步改进的，所述大、小导向轮32、31各两个，压紧于履带边缘两侧。

进一步改进的，所述小臂电机39固定于减速箱上，减速箱焊接于中臂末端，内部设有大小齿轮啮合，大齿轮输出轴延长至外端，并设有法兰连接盘。

进一步改进的，所述小臂38一端设有法兰连接盘于大齿轮输出轴法兰盘使用螺栓固定连接，另一端焊接有手爪铰接架。

进一步改进的，所述灭火剂装置9由方钢管焊接成框架，内部固定有灭火剂钢瓶，整个装置固定于机械臂后方。

进一步改进的，所述前置摄像头5及后置摄像头8均采用最新一代非制冷红外技术和连续变焦红外光学技术开发的远距离热成像摄像机，整体外壳采用超强铝合金达，内部密封充氮。

进一步改进的，所述控制系统采用stm32f4zet6作为主控芯片，并且装有无线信息传输模块。

本发明的优点及有益效果,本发明的履带安防机器人，在履带行走装置、执行机械手臂、信息采集装置、灭火装置、自身防护系统的协调配合下，在平时能够按照一定路线进行安全防护，当发现火灾时机器人能够迅速进入火场勘察，采集信息，自动寻火，通过机械臂调节喷水头的指向进行灭火；配备有水冷系统保护电子电路部分，履带底盘能够跨越各种障碍，搭载了破拆用的机械手爪，能够在现场启闭阀门或是搬运障碍物等；信息采集装置能够检测现场有害气体浓度、采集现场图像等并可将采集的信息通过无线收发模块发送至场外控制中心。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明实施例提供的一种履带安防机器人的整体结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种履带安防机器人的底盘箱体内部结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种履带安防机器人的履带行走装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种履带安防机器人的执行机械手臂结构示意图；

图中标记为：1-底盘箱体；2-水冷喷雾头；3-机械手臂固定座；4-紧固螺钉；5-前置摄像头；6-机械手臂；7-高压喷头；8-后置摄像头；9-灭火剂装置；10-超声波模块；11-底盘箱体后盖板；12-履带行走装置；13-直流减速电机；14-小齿轮；15-大齿轮；16-内部冷却水箱；17-履带；18-支重轮弹簧；19-拖带轮；20-链轮；21-链条；22-链轮支撑板；23-链轮大臂；24-支重轮承重架；25-支重轮气体弹簧；26-支重轮架；27-支重轮；28-连接杆；29-张紧弹簧固定架；30-导向轮支架；31-小导向轮；32-大导向轮；33-导向轮弹簧；34-导向轮气体弹簧；35-手爪；36-手爪连杆；37-电动推杆；38-小臂；39-小臂电机；40-中臂；41-中臂推杆；42-大臂；43-大臂旋转电机；44-旋转底座；45-旋转电机。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图4所示，本发明是一种履带安防机器人，包括底盘箱体1及设置在底盘箱体1上的履带行走装置12、机械手臂6、灭火装置、信息采集装置、自身防护系统及控制系统，如图1所示；

所述履带行走装置12设有驱动轮系、支重轮系、张紧导向轮系及拖带轮和履带17；所述驱动轮系由链轮20、链条21、链轮支撑板22、驱动轮、动力传送轴构成；所述链轮分为主动链轮和从动链轮，主动链轮与动力传送轴连接，通过链条与从动链轮连接，两链轮由链轮支撑板22进行位置固定，从动链轮输出侧装有驱动轮，所述动力传动轴与大齿轮15连接，大齿轮15与小齿轮14啮合，减速电机13动力输出轴与小齿轮13固定连接，所述驱动轮与履带17啮合，减速电机13工作将动力传输至主动链轮再经由链条送至从动链轮，使固定于从动链轮后的驱动轮带动履带17运动；所述支重轮系由支重轮弹簧18、支重轮气体弹簧25、支重轮承重架24、支重轮架26、支重轮27构成；所述支重轮承重架24交叉安装，中间装有滑动轴，上部铰接支重轮气体弹簧25，所述支重轮弹簧18安装于支重轮气体弹簧25中间，所述支重轮27安装于支重轮架26上，支重轮27压紧于履带17内面，所述支重轮架26铰接于支重轮承重架24上；所述支重轮系由链轮大臂23通过固定螺钉与驱动轮系相连接，当履带运动至障碍物或是压力增大时，支重轮27带动支重轮承重架24朝相反方向滑动，此时支重轮弹簧18受到左右拉力将会被拉伸，支重轮气体弹簧25则与外力施力方向一致，活塞杆有向外顶的倾向，使其整个支重轮系处于平衡状态；所述张紧导向轮系由张紧弹簧固定架29、导向轮支架30、小导向轮31、大导向轮32、导向轮弹簧33、导向轮气体弹簧34构成；所述弹簧固定架29固定于连接杆28上，所述导向轮支架30铰接于连接杆28上，导向轮支架30上下安装大导向轮32、小导向轮31；所述导向轮气体弹簧34一端铰接于张紧弹簧固定架29上，另一端铰接于导向轮支架30上，所述导向轮弹簧33安装于导向轮气体弹簧34中部，所述张紧轮系原理与支重轮系一致，不再赘述；所述拖带轮19安装于支重轮喜左上方，有两个滚轮及一细长轴组成，两个滚轮支撑于履带左右边缘两侧，使履带不易变松脱落；

所述机械手臂6由旋转底座44、大臂42、中臂40、小臂38及末端手爪构成；所述旋转底座44上安装有旋转电机45，旋转电机44的输出轴插入机械手臂固定座3中；所述大臂42安装于旋转底座44上，在旋转底座44上安装有大臂旋转电机43；所述中臂40铰接于大臂42上，且在中臂上铰接有中臂推杆41为其提供旋转动力，所述中臂40末端装有小臂电机39及减速箱；所述小臂38与中臂40的减速箱输出轴固定；所述末端手爪由手爪35、手爪连杆36、电动推杆37构成，所述手爪35左右各一铰接于小臂末端，所述手爪连杆36一端铰接于推杆末端，另一端铰接于手爪35上，所述电动推杆37安装于小臂38内部，推杆末端安装有推块并设有铰接孔，在各个电机和电动推杆的配合下该机械手臂拥有4个自由度，且末端机械手爪在手爪连杆36及电动推杆37的配合下能够平行开合抓取物品；

所述灭火装置在小臂38上装有高压喷头7，高压喷头7下部装有卡扣用于固定，高压喷头7一端与软管相连接，软管另一端与灭火剂装置9相连结，外部设有电磁阀，软管埋入机械手臂中，当识别到火源时，控制系统发出指令开启电磁阀，灭火剂通过高压喷头7喷出灭火；

所述信息采集装置由前置摄像头5、后置摄像头8、超声波模块10、气体传感器、温度传感器组成，所述前置摄像头5使用螺钉固定于底盘箱体1前部，所述后置摄像头8固定于中臂上部，所述超声波模块10固定于底盘箱体前后各一，所述气体传感器、温度传感器附于机械臂内部，使其不易损坏；

所述自身防护系统设有内部冷却水箱16、水冷喷头2及内部控制系统冷却u型管，所述内部冷却水箱16与水冷喷头2及冷却u型管均由弯管连接，在水箱出口处设有水泵，在整个机身上涂有保温隔热涂层，水冷喷头能够喷出水雾对机器人外部进行一定降温处理；

本发明是一种履带安防机器人，该机器人配备于各个小区、工厂及码头等，一般情况下该机器人将会按照设定的工作路线进行巡逻，当发现火灾时在履带行走装置12、机械手臂6、灭火装置、信息采集装置、自身防护系统及控制系统的配合下能够及时的进入火场，信息采集装置能够检测现场有害气体浓度、采集现场图像并将火场内部信息通过无线信息传输装置及时发送至控制中心，发现火源后，能够通过机械臂调节高压喷头的指向进行灭火；配备有水冷系统保护电子电路部分，履带底盘能够跨越各种障碍，搭载了破拆用的机械手爪，能够在现场启闭阀门或是搬运障碍物等。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。