一种照明装置及照明灭火消防机器人的制作方法

本实用新型涉及机器人领域，特别是涉及一种照明装置及照明灭火消防机器人。

背景技术：

目前随着我国科学技术的高速发展，机器人已经在各领域得到充分利用。在消防行业，消防机器人主要用于消防灭火、排烟，侦察、救援等危险场合，其控制方式多为人工遥控消防机器人。虽然这些类型的消防机器人可以在各种危险场合对灾害现场进行有效处置，但是在夜晚或者其他环境不可视的情况下，人们无法对机器人进行有效远程操控，无法监控灾害现场情况，需要大功率的照明装置为现场救援提供保障。但是，目前仍然没有能够满足国标要求的可用于灭火消防机器人的照明装置，极大地限制了灭火消防机器人的应用范围。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种照明装置及照明灭火消防机器人，能够使消防机器人具有大面积长时间持续照明功能，从而实现夜晚或者其他环境不可视的情况下有效远程操控消防机器人的目的，而且，本实用新型提供的照明装置照度满足要求的同时其功率小，能够满足机器人本体对装载供电体部分体积的要求，极大地拓宽了消防机器人的应用范围。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种照明装置，所述照明装置包括：升降装置、照明组件和俯仰云台，其中，

所述俯仰云台设置在所述升降装置上，所述照明组件设置在所述俯仰云台上；所述照明组件包括多个led灯组，每个led灯组包括多个led灯芯，对应每个所述led灯芯设置有一个反光碗。

可选的，所述照明组件包括6个led灯组，每个led灯组包括72个led灯芯，每个led灯芯的功率为3w。

可选的，所述反光碗为球形反光碗、圆锥形反光碗、柱型反光碗或长方锥体形反光碗。

可选的，所述长方锥体形反光碗的第一开口部大于所述长方锥体形反光碗的第二开口部，所述led灯芯设置在所述第二开口部。

可选的，所述长方锥体形反光碗的左侧面和右侧面与第一开口部平面的夹角均为50°，所述长方锥体形反光碗的上反光面与第一开口部平面的夹角为45°，所述长方锥体形反光碗的下反光面与第一开口部平面的夹角为65°，所述第一开口部平面为所述第一开口部所在的平面。

可选的，所述升降装置为电动伸缩式升降杆或气动伸缩式升降杆。

一种照明灭火消防机器人，所述消防机器人包括：机器人本体、消防炮和所述的照明装置，所述消防炮和所述照明装置均设置在所述机器人本体上。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供的照明灭火消防机器人设置有照明装置，照明装置包括升降装置、照明组件和俯仰云台。俯仰云台设置在升降装置上，照明组件设置在俯仰云台上；照明组件包括多个led灯组，每个led灯组包括多个led灯芯，对应每个led灯芯设置有一个反光碗。照明装置能够使消防机器人具有大面积长时间持续照明功能，从而实现夜晚或者其他环境不可视的情况下有效远程操控消防机器人的目的。而且，本实用新型提供的照明装置照度满足要求的同时其功率小，能够满足机器人本体对装载供电体部分体积的要求，极大地拓宽了消防机器人的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种照明装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的气动伸缩式升降杆的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电动伸缩式升降杆的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电动伸缩式升降杆的升降原理图1；

图5为本实用新型实施例提供的电动伸缩式升降杆的升降原理图2；

图6为本实用新型实施例提供的照明灭火消防机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种照明装置及照明灭火消防机器人，能够使照明灭火消防机器人具有大面积照明功能，能够实现夜晚或者其他环境不可视的情况下有效远程操控消防机器人的目的，极大地拓宽了消防机器人的应用范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型实施例提供的一种照明装置的结构示意图。如图1所示，一种照明装置，所述照明装置包括：升降装置500、照明组件和俯仰云台。

所述俯仰云台设置在所述升降装置500上，所述照明组件设置在所述俯仰云台上。所述照明组件包括多个led灯组，每个led灯组包括多个led灯芯，对应每个所述led灯芯设置有一个反光碗。

本实施例中，所述照明组件包括包括6个led灯组、外壳501、灯罩502、led灯芯503、反光碗504。每个led灯组包括72个led灯芯503，每个led灯芯503的功率为3w，灯芯尺寸为3×3×2mm。所述反光碗504可为球形反光碗、圆锥形反光碗、柱型反光碗或长方锥体形反光碗。

俯仰云台包括安装板506、壳体507、左电机组件508、右电机组件509、输出轴510、线路板511和安装套512。俯仰云台通过安装套512与升降装置500连接。其中，所述左电机组件508、右电机组件509、恒流源505可与专用plc控制器电气连接，plc控制器可采用现有技术控制led灯组开、关及左、右分别旋转或同步旋转，属于分相可控全方位照明灯具。由于消防机器人转动灵活，可原地转，因此本实用新型提供的照明装置只设置有仰俯云台，能够有效降低运输高度，减轻重装置重量。

实际应用中，还可进一步设置恒流源505和温度传感器，供电电源通过恒流源505给led灯芯供电，温度传感器对应led灯组设置，确保led灯组始终工作在安全温度范围内。

本实施例中，所述反光碗504为长方锥体形反光碗，所述长方锥体形反光碗的第一开口部大于所述长方锥体形反光碗的第二开口部。本实施例中，上开口部尺寸为：21×13mm，下开口部尺寸为4×4mm，总高度为12mm。所述led灯芯设置在4×4mm的第二开口部。为了便于加工成型，本实施例对应每个led灯组设置8个反光碗组，反光碗组的尺寸为68×68mm，每个反光碗组包括9个反光碗504，对应每个所述led灯芯503设置有一个反光碗504。为了增加光线横向照射角度，相邻反光碗的横向间距设置为1.5mm，相邻反光碗的纵向间距为10mm。

所述长方锥体形反光碗的左侧面和右侧面与第一开口部平面的夹角均为50°，所述长方锥体形反光碗的上反光面与第一开口部平面的夹角为45°，能够减少光线向上空照射。所述长方锥体形反光碗的下反光面与第一开口部平面的夹角为65°，能够增加地面的受光量，所述第一开口部平面为所述第一开口部所在的平面。

同时，基于灭火消防机器人这一特殊应用场合，选用高聚物塑料pc作为反光碗的材料，热变形温度点高于120℃，具有重量轻、易成型、尺寸精准的优点，同时还能对反光面能进行镜面处理。

本实施例提供的反光碗，其热变形温度点为134℃，材料经塑料模具成型方便，尺寸精度高。将成型后的反光碗进行电化学抛光处理后，其反光面平整光滑，光洁度达3.2ra，然后经过电化学电镀铜、电镀铬后光洁度达0.8ra，具有镜面效果，经实侧反光率大于98％。由于led灯芯放在反光碗锥体下方4×4mm的方孔中间，其散射光在12mm高度内有95％以上照射到反光面上，把led灯芯发出的散射光反射成许多束光柱，反光碗的角度设置使得光束互相叠加，保证了在距光源中心50m、±35°范围内的照度大于5lux(照度计水平测试)。

实际应用中，所述升降装置500可为电动伸缩式升降杆或气动伸缩式升降杆，为了使其能够满足照明灭火消防机器人的应用要求，本实用新型选择高强度材料，经过拉伸模成型的手段，比传统的通用升降杆总质量减轻1/3，抗拉伸强度提高20％，更加适合在消防机器人等特种装备中使用。

图2为本实用新型实施例提供的气动伸缩式升降杆的结构示意图。如图2所示，气动伸缩式升降杆包括：下法兰301、底座302、气嘴303、o型密封圈组件304、油封组件305、活塞套组件306、圆缸组件307、连接套组件308、尼龙垫组件309、橡胶防振垫组件310、弹簧线311、穿线螺栓312、密封圈313、上连接套314、安装套315、安全阀316、双缸气泵317、泄压阀318、调压阀319、压力开关320、进气阀321、放气阀322、三通组件323和限位卡箍组件324，上述组件形成一套完整的密封滑动体系，(其保压能力24小时升降杆下降＜3cm)上述所有组件是由规格不同，结构相同的个体组成，可以根据要求高度进行多节组合。本实施例为五节结构，最多为八节。

其升降原理如下：当压缩空气通过气嘴303进入升降杆空间并充满时，首先油封组件305受压膨胀隔绝空气向外泄漏，当气体压力大于最上一节圆缸组件307和灯具重量时，最上一节活塞套组件306带动圆缸组件307、限位卡箍组件324及连接套组件314开始上升，当上升到限位卡箍组件324顶到上端连接套组件314时最上一节上升完成，限位卡箍组件324与圆缸组件307的下端距离就是每一节升降杆的导向长度(一般为250～300mm)，其中限位卡箍组件324顶到上端连接套组件314时最上一节上升完成后，下面各节以此类推至所有圆缸组件307完全升起，达到设计高度。

其中，限位卡箍组件324与圆缸组件307在规定位置通过螺纹连接，决定了每节升降杆的导向长度即升降杆在完全升起时的稳定度－抗风能力。

同时，安全阀316是整个升降装置的第二道安全保护措施，其主要作用是：当升降杆内部空气压力＞设定压力(0.25mpa)时自动开启安全阀门，释放杆内压力，防止因杆内压力过高造成冲杆的危险，另外当系统控制电路出现问题无法操作时，为保证升降杆能够顺利收回到行使状态，可手动按压安全阀316使其放气，

为了克服通用型气动伸缩式升降杆由于可配置节数较少(一般5～6节)，高度差较小，运输高度较高等缺陷，本实用新型采用6061t6铝合金材料，其具有更高的强度，可以使材料选择较薄，减轻整体重量。本实施例的设计运输高度1.6m共7节整体升高＞7m，从而保证了满足国家标准对灯具照度的要求，又降低了机器人的重心，使得行走更安全。为提高升降杆的安全系数，本实施例不仅选择了自烘干双缸气泵317，并且安装了调压阀319、泄压阀318、安全阀316，对供气系统进行了多重保护，具有实用性、先进性和创造性。

图3为本实用新型实施例提供的电动伸缩式升降杆的结构示意图。如图3所示，电动伸缩式升降杆包括：底座401、直流电机402、变速器403、卷线盘404、钢缆405、固定座406、导向轮407、第一升降方钢408、行程开关409、抱箍组件410、滑轮411、活塞组件412、第二升降方钢412、定位套组件414、第三升降方钢415、安装件416。其中，底座401与机器人箱体101下方通过螺纹连接、并分别与变速器403、卷线盘404、固定座406连接、所述变速器403的一端与通过方键与直流电机402的电机轴连接，另一端通过方键与卷线盘404连接，所述钢缆405一端缠绕在卷线盘上并加以固定、另一端通过导向轮407穿过上方抱箍组件410的上的滑轮411和活塞组件412中的滑轮组、穿过第一升降方钢管408上方开的孔与抱箍组件410另一方接结固定，所述导向轮407焊接在第一升降方钢管408上，所述第一升降方钢管408通过螺栓分别与抱箍组件410、定位套组件414连接，所述行程开关409有上下二组，分别通过螺栓固定在第一升降方钢408的上下方，用来确定每一节升降方钢管的行程，所述第二升降方钢管413，第三升降方钢管415均与不同规格的活塞组件412、抱箍组件410、定位套组件414连接、其连接方式与第一升降方钢管408相同，其与钢缆的连接方式与第一节相同，构成独立的地第二节、第三节等多节，以满足高度要求，所述安装件416通过螺栓与顶层升降方钢连接，并与仰俯云台中的安装套512螺纹连接。

优选地，所述抱箍组件410、活塞组件412、定位套组件414是结构相同而不同规格的组件，根据不同的升降高度采用相应的数量。

图4为本实用新型实施例提供的电动伸缩式升降杆的升降原理图1，图5为本实用新型实施例提供的电动伸缩式升降杆的原理图2。如图4和图5所示，钢缆405一端在卷线盘上绕二圈后固定，穿过导向轮407、抱箍组件上的滑轮411，第一升降方钢管408在滑轮对应位置开的孔、活塞组件412上的滑轮组、由第一升降方钢管408另一端穿出，固定在抱箍组件410的另一端，穿线时把活塞组件412放到第一升降方钢管408的最下端，(这样是为了给钢缆在卷线盘中上升缠绕时所留的高度空间)，其它各节的结构相同。在第一升降方钢管408上下合适位置穿钢缆的邻侧各开一个方孔(这个位置确定了每节杆的行程)，将行程开关滑轮对准方孔固定，当启动“升”按键时直流电机402正转通过卷线盘404使钢缆405开始在卷线盘404升缠绕，由于钢缆的作用使得活塞组件412，开始上升，对应的第二节、第三节同时上升，当上升到设定高度时上行程开关409上的滑轮碰触到活塞组件，长闭触点断开，切断了直流电机402的供电回路，上升过程结束。下降时电机反转开始放钢缆405，在灯具重量作用下，开始下降，当达到底部时行程开关作用断开电机供电，下降完成。

电动伸缩式升降杆具有结构简单、安全可靠的特点，本实用新型把抱箍组件、活塞组件、定位套组件的各规格零件通过开模加工生产，提高了产品的一致性和可靠性。

可见，本实用新型提供的照明装置完全能够满足国标gb26755-2011《消防移动照明装置》的要求：光源高度＞6m垂直地面照射、距光源50m±35°区间、照度计水平放置测试光源照度＞5lux。

图5为本实用新型实施例提供的照明灭火消防机器人的结构示意图。如图5所示，所述机器人本体为履带式机器人，所述机器人本体上设置有消防炮119。

具体实施中，照明灭火消防机器人具体包括：箱体101、履带式行走部分102、驱动轮103、承重轮104、导向轮105、可调张紧轮106、减震器107、连接骨架108、直流无刷电机109、变速箱110、双电机驱动模块111、锂电池组112、智能充电器113、plc控制器114、传感器组件115、can总线组件116、照明警示组件117、升降、主灯组件118、消防炮119、消防炮can总线120、全景摄像头121、水炮摄像头122、双向传输组件123、升降装置124、照明组件125、仰俯云台126、喷淋组件127、管路及接口128、电磁阀129、水雾喷头130和喷淋管路131。

由于灾害现场的特殊性，要求照明装置可以连续工作时间＞8h，而且照明结束后保证机器人可以正常行走1h。所以照明装置需要在满足国标的前提下功率做到足够小，照明装置的供电电源的体积才能满足机器人本体的要求。本实用新型提供的照明装置的灯组总功率为1.3kw，供电电压为dc48v，电流为27a，连续工作8h，需要电容量为216ah。电机总功率为4kw，供电电压为dc48v，电流为83a，需要电容量为83ah，可选锂电池的容量为48v300ah，经筛选其体积大约为0.4m³，机器人本体完全可以容纳。可见，本实用新型提供的1.3kw的led灯组完全能够满足国标要求，属于国内外首创。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。