一种高层建筑灭火机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种高层建筑灭火机器人。

背景技术：

高层建筑不同于普通建筑，它层数多、规模大、人员集中、疏散难、功能复杂、设备众多、用电负荷大、配电线路多、可燃物多、火灾负荷大。一旦发生火灾极易产生烟囱效应，形成立体燃烧。高层建筑灭火一直是个世界性难题。来自消防部门的数据显示，我国百米以上超高层6000多幢，数量居世界第一。近十年全国共发生高层建筑火灾3.1万起，死亡474 人，直接财产损失15.6亿元。近三年来，火灾致死发生在住宅的比例逐年升高，2016年有 1269人在住宅火灾中死亡，占火灾致死总数的80.21％。

与日益增长的高层建筑相比，高层建筑消防救援面临困境。一旦高层建筑起火，主要为消防云梯车、消防直升机、灭火导弹、以及无人机。

就高度而言，消防云梯车的有效作业高度是101米，如果100米以上的城市高楼建筑起火，消防云梯车将无能为力。

消防直升机在空旷领域的灭火剂覆盖面积广，主要应用于森林、海上及户外钻井等户外场所，不能进入市内繁华区域进行灭火。

灭火导弹，可以几百米外远距离发射装填有干粉灭火剂的“导弹”，精确飞抵建筑火灾发生地点，并泼洒灭火剂，达到快速控制火势的功效。但其发射的条件是在楼宇内部人员撤离的情况下才可以使用，否则极易对人员造成伤害。从实战的角度来讲并不实用，而且成本太高。

无人机用于消防工程，目前实现的主要功能是预防，检测，排查等。专利申请中有使用无人机与灭火弹相结合的方式进行灭火。其弊端之一，无人机为多旋翼或者直升机，无法进入楼体内靠近火源进行有效灭火，目前的使用场景通常为森林、海上、或者高层建筑外部等户外场所，不适宜城市中高层建筑内的灭火应用；弊端之二，使用灭火弹灭火具有太多的不确定性、偶然性、危险性以及不可控性，灭火弹爆炸时的自身威力比较大，必须控制好距离以防止人员伤亡或无人机受损。

高层建筑内部一旦发生火灾，救援人员只有强行突进楼体内部灭火、救人。由于起火部位高，作战行动耗费体力大。火势竖向燃烧至该建筑的最高层，内攻灭火和搜救人员只能徒步登楼展开救援行动；在超负荷战斗行动中，人员搜救、灭火进攻、器材运送等行动极大的消耗了官兵体能，作战行动非常困难，从而导致最佳救援时机错过，造成严重的损失。

技术实现要素：

针对上述内容，本发明所要解决的技术问题提供一种高层建筑灭火机器人，在高层建筑等复杂火灾初期，实现远程自动灭火，在火灾初期完成对高层建筑火灾的扑灭或延滞火焰蔓延以及救援，为消防救援抢夺时间。

本发明目的是这样实现的：

本发明的一种高层建筑灭火机器人，包括用于提供飞行动力的飞行平台和用于执行灭火任务的灭火任务舱，所述飞行平台固定连接所述灭火任务舱；所述飞行平台包括机体和与所述机体连接的动力系统；所述灭火任务舱设置在所述机体的两侧，包括灭火器、灭火器固定机构和灭火器喷射机构；所述灭火器固定机构连接所述灭火器喷射机构，所述灭火器喷射机构连接所述灭火器。

优选的是，所述机体为四周封闭且无底无顶的结构。

优选的是，所述动力系统连接在所述机体的内部。

优选的是，所述动力系统包括发动机和螺旋桨，所述螺旋桨由其连接的所述发动机驱动。

优选的是，所述灭火器固定机构包括吊架和支撑架，所述吊架固定连接所述支撑架，所述支撑架固定连接所述机体。

优选的是，所述灭火器与所述灭火器固定机构中的支撑架连接。

优选的是，所述灭火器喷射机构包括伺服驱动器和旋臂，所述伺服驱动器用于与所述灭火器固定机构固定连接。

优选的是，所述旋臂与所述伺服驱动器连接，并控制所述旋臂触动所述灭火器开关实现灭火剂释放。

优选的是，所述伺服驱动器使用数字伺服驱动器，所述伺服驱动器与所述灭火器固定机构中的吊架固定连接。

优选的是，所述机体两侧固定相同个数的灭火器，单个灭火器单独配备一个灭火器喷射机构，该灭火器喷射机构的伺服驱动器与所述灭火器固定机构中的吊架固定连接。

本发明的有益效果是：

1、本发明的飞行平台采用四周封闭且无底无顶结构，既可以贴近需要操作的平面进行作业，同时又消除桨尖的湍流，提高了飞行平台的稳定性和效率。

2、本发明的动力系统设置在机体内部，增加安全性、避免人员受伤的同时螺旋桨不会轻易因外界环境而受损。

3、本发明可以实现远程自动灭火，无需人员近距离操作，有效避免人员的生命安全受到威胁。

4、本发明可由户外直接进入室内，第一时间提供室内火情情况，在火灾初期完成对高层建筑火灾的扑灭或延滞火焰蔓延以及救援，为消防救援抢夺时间。

5、本发明在城市高层建筑发生火灾时，可以代替消防人员进入危险区域进行搜索、灭火，避免二次事故发生，防止消防人员生命受到危险。

6、本发明实现了远程控制的内攻灭火的高层灭火救援战术，为高层建筑消防救援提供一种实施性强、安全性高、便于普及的新的解决方案。

附图说明

图1为本发明高层建筑灭火机器人总体结构示意图，

图2为本发明高层建筑灭火机器人局部结构示意图，

图3为本发明灭火器喷射机构的结构示意图，

图4为本发明实施例2的总体结构示意图，

图5为本发明实施例3的总体结构示意图。

其中，1.飞行平台，2.动力系统，3..灭火任务舱，4.灭火器，5.灭火器固定机构， 6.灭火器喷射机构，11.机体，21.发动机，22.螺旋桨，51.吊架，52.支撑架，53.绑带，61. 伺服驱动器，62.旋臂，7.云台相机，8.图传电调，9.扩音装置，10.远程破窗装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1：

如图1-3所示，本发明的高层建筑灭火机器人，包括用于提供飞行动力的飞行平台1和用于执行灭火任务的灭火任务舱3，所述飞行平台1固定连接所述灭火任务舱3；所述飞行平台包括机体11和与所述机体连接的动力系统2；所述机体11为四周封闭且无底无顶的结构，既可以贴近需要操作的平面进行作业，同时又消除桨尖的湍流，提高了飞行平台的稳定性和效率。

所述动力系统2连接在所述机体11的内部，所述动力系统2包括发动机21和螺旋桨 22，所述螺旋桨22由其连接的所述发动机21驱动，既增加安全性、避免人员受伤，同时螺旋桨不会轻易因外界环境而受损。

所述灭火任务舱3设置在所述机体11的两侧，包括灭火器4、灭火器固定机构5和灭火器喷射机构6；所述灭火器固定机构5连接所述灭火器喷射机构6，所述灭火器喷射机构 6连接所述灭火器4。

所述灭火器固定机构5包括吊架51和支撑架52，所述吊架51固定连接支撑架52，所述支撑架52固定连接所述机体11。

所述灭火器4可通过绑带53或其他工具与灭火器固定机构5中的支撑架52连接，主要目的防止灭火器摆动以及脱落，本实施例使用绑带连接。

所述灭火器喷射机构6包括伺服驱动器61和旋臂62，所述伺服驱动器61用于与所述灭火器固定机构5固定连接，所述旋臂62与所述伺服驱动器61连接，并控制所述旋臂62 触动所述灭火器4开关实现灭火剂释放。所述伺服驱动器61使用数字伺服驱动器，所述伺服驱动器61与所述灭火器固定机构5中的吊架51固定连接。实现远程自动灭火，无需人员近距离操作，有效避免人员的生命安全受到威胁。

所述机体11两侧固定相同个数的灭火器，单个灭火器单独配备一个灭火器喷射机构 6，该灭火器喷射机构的伺服驱动器61与所述灭火器固定机构5中的吊架51固定连接。

所述灭火器4的选用需根据火灾类别进行选择。

在实际使用中，指挥中心控制高层建筑灭火机器人飞至最佳位置并调整飞行姿态使灭火器喷口瞄准火源，随后指挥中心远程控制灭火器喷射机构，灭火器喷射机构中伺服驱动器接收到信号后带动旋臂旋转进而触碰灭火器开关，实现灭火剂的自动喷射。

本实施例的高层建筑灭火机器人安全性高，可以进入楼体内部，实现远程自动灭火，无需人员近距离操作，有效避免人员的生命安全受到威胁，可以在火灾初期完成对高层建筑火灾的扑灭或延滞火焰蔓延以及救援，保护资产、财产以及人员的安全，同时为救援争取更多的时间。

实施例2：

如图4所示，本实施例的一种高层建筑灭火机器人基本同实施例1，其改进之处在于：所述高层建筑灭火机器人还包括云台相机7、图传电台8、扩音装置9，设置在灭火任务舱3上。

所述云台相机7可使用三轴云台以及4K高清相机，可以大范围多角度进行清晰的拍摄，既可自动扫描拍摄区域，也可由指挥中心操纵拍摄区域。

所述图传电台8用来实现将云台相机拍摄的图像实时传送给指挥中心，便于指挥中心快速进行消防救援部署。

所述扩音装置9用来以声音的形式实现指挥中心与现场人员的语音信息的交互，如指令的传达、心理指导、自救及逃生指导等。

本实例的高层建筑灭火机器人，既可使指挥中心实时了解灾情现场情况，从而有效快速的进行消防救援部署；又可以充分与受困人员双向交互信息，进行指令的传达、心理疏导、自救及逃生指导等，给受困人员的心理及生命带来安全保障，为其增加逃生的信心；同时代替消防人员进入危险搜索区域进行搜索，避免二次事故发生，防止消防救援人员生命受到危险。

实施例3：

如图5所示，本实施例的高层建筑灭火机器人，基本同实施例1，其改进之处在于：本实施例还配备了远程破窗装置10，设置在灭火任务舱3上。在实际使用中，指挥中心可远程控制高层建筑灭火机器人的破窗装置对高层建筑的玻璃幕墙或窗体玻璃进行破除，随后控制高层建筑灭火机器人进入楼体内进行火情侦查、灭火救援。

本实例的高层建筑灭火机器人贴近高层建筑破除玻璃幕墙或窗体玻璃，由户外直接进入室内，第一时间灭火，提供了一种可远程控制的内攻近战的高层建筑灭火方式。

本发明的有益效果是：

1、本发明的飞行平台采用四周封闭且无底无顶结构，既可以贴近需要操作的平面进行作业，同时又消除桨尖的湍流，提高了飞行平台的稳定性和效率。

2、本发明的动力系统设置在机体内部，增加安全性、避免人员受伤的同时螺旋桨不会轻易因外界环境而受损。

3、本发明可以实现远程自动灭火，无需人员近距离操作，有效避免人员的生命安全受到威胁。

4、本发明可由户外直接进入室内，第一时间提供室内火情情况，在火灾初期完成对高层建筑火灾的扑灭或延滞火焰蔓延以及救援，为消防救援抢夺时间。

5、本发明在城市高层建筑发生火灾时，可以代替消防人员进入危险区域进行搜索、灭火，避免二次事故发生，防止消防人员生命受到危险。

6、本发明实现了远程控制的内攻灭火的高层灭火救援战术，为高层建筑消防救援提供一种实施性强、安全性高、便于普及的新的解决方案。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。