一种森林灭火机器人

本发明涉及森林火灾设备，特别是涉及一种森林灭火机器人。

背景技术：

1、森林火灾，是指失去人为控制，在林地内自由蔓延和扩展，对森林、森林生态系统和人类带来一定危害和损失的林火行为。森林火灾是一种突发性强、破坏性大、处置救助较为困难的自然灾害。森林一旦遭受火灾，最直观的危害是烧死或烧伤林木。一方面使森林蓄积下降，另一方面也使森林生长受到严重影响。森林是生长周期较长的再生资源，遭受火灾后，其恢复需要很长的时间。特别是高强度大面积森林火灾之后，森林很难恢复原貌，常常被低价林或灌丛取而代之。如果反复遭到火灾危害，还会成为荒草地，甚至变成裸地。

2、如今，随着气候越来越炎热干旱，森林温度越来越高，外加部分人为原因，森林火灾频发，火灾面积与发生频率持续增长。森林火灾会污染空气环境，破坏森林生态，烧毁附近的设施及建筑物，危害周围人的生命安全。有的森林火灾，由于地形复杂，地势陡峭，灭火困难，连续燃烧多天，造成了大面积森林毁坏，对当地的生态环境造成了严重影响。

3、为了保护自然环境，避免植被损失，对于森林火灾的灭火措施尤为重要，由于森林发生火灾时火势一般较大，消防人员在直接进入林内灭火时很容易被倒塌的树木击中以及吸入大量带有害气体的烟雾导致气体中毒。因此，森林火灾时的各种不确定性因素，对消防员本身的人身安全有着巨大威胁。

4、请参考图1和图2，图1为现有技术中一种典型的森林防灭火可燃物清理机器人的示意图；图2为图1的另一视图。现有的森林防灭火可燃物清理机器人，包括机器人本体1，所述机器人本体内开设有储水槽4、储料槽6和升降槽，所述机器人本体的顶部固定连接有喷水头7，所述储水槽4内壁的底部固定连接有输水泵2，所述输水泵2的顶部固定连接有输水管3，所述输水管3的顶部穿过储水槽4与喷水头7固定连接，所述机器人本体的一侧固定连接有连接件5。该森林防灭火可燃物清理机器人，通过大功率吸收器，将地面上的树叶、树枝和塑料等可燃物进行吸收，并通过输料管输送到储料槽中，对可燃物进行清理，从而避免可燃物可燃导致火灾发生。

5、但是，现有的森林防灭火可燃物清理机器人，需要人为操纵，当发生森林火灾时，环境温度很高，空气中含有大量有害气体，对人体具有很大影响，可能造成人员的伤亡；通过输料管将可燃物输送到储料槽中，采用管道输送固体，在遇到较大体积可燃物时，易堵塞，发生故障，无法进行正常工作；采用滚轮的行驶方式，在复杂的丘陵山地地形条件下，滚轮无法正常行驶，易发生倾斜甚至翻倒，不能对可燃物进行有效清理，适用范围小；安装大功率吸收器，只能清理地面上浮动的可燃物，但是在森林中更多的为草木、灌木等，无法处理；自身携带储水槽进行灭火及预防工作，续航短，无法进行长时间工作，需要不断为储水槽加水，浪费了人力物力，灭火效率较低。

6、综上所述，如何有效地解决传统森林灭火装置笨重及灭火效率低的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种森林灭火机器人，该森林灭火机器人可适用于各种复杂的工况，安全性较高，灭火效率高。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种森林灭火机器人，包括履带式底盘、安装于两侧所述履带式底盘支撑架上的卷土筛选装置、可燃物分离装置、碎土传输装置、高速抛射装置以及运载箱，

4、所述卷土筛选装置将碎土铲起并向后输送；

5、所述可燃物分离装置包括进口与所述卷土筛选装置连通的铲刀、连接于所述铲刀上的旋转分离机构，杂物阻挡于所述旋转分离机构的上面，碎土穿过所述旋转分离机构；

6、所述碎土传输装置包括位于所述铲刀的出土口下方的一级传输带、通过多杆伸举机构与所述一级传输带的出口连接的二级传输带，所述二级传输带位于所述一级传输带的上方，

7、所述高速抛射装置包括进料口与所述二级传输带连通的外罩、设置于所述外罩内的旋转体，所述外罩的侧壁设置有出料口，所述外罩与高速电机连接。

8、可选地，所述卷土筛选装置包括与所述支撑架连接的卷土支撑杆、与所述卷土支撑杆的两端连接板转动连接的刀轴、驱动所述刀轴旋转的驱动装置、同心安装于所述刀轴上的卷土刀和碎土筛选板，所述碎土筛选板内置于所述卷土刀的中间空间中；

9、还包括安装于所述刀轴上的运输板，相邻的两个所述卷土刀开口相对或者连接端相对，运输板安装于两个所述卷土刀之间的间隙处。

10、可选地，所述卷土刀包括卷土刀片、装配块以及安装盘上，所述卷土刀片通过装配块安装在安装盘上，安装盘与刀轴相连，卷土刀片分布在碎土筛选板四周；

11、所述连接板为弧形板，且远离卷土支撑杆一端的弧度大于靠近所述卷土支撑杆一端的弧度。

12、可选地，所述可燃物分离装置还包括安装于所述铲刀靠近旋转分离机构上面一侧的杂物压缩收纳平台、设置于所述杂物压缩收纳平台开口处的伸缩分离机构；

13、所述旋转分离机构包括安装于所述铲刀上的旋转舵机、与所述旋转舵机输出轴连接的一级旋转齿轮、与所述一级旋转齿轮啮合的二级旋转齿轮、一端与所述二级旋转齿轮的转动轴连接的旋转摇臂、两端分别与两侧的所述旋转摇臂连接的支撑可燃物分离叉，所述支撑可燃物分离叉带有勾叉。

14、可选地，所述伸缩分离机构包括安装于所述杂物压缩收纳平台上的伸缩舵机、与所述伸缩舵机的输出轴连接的旋转控制伸缩曲柄、第一端与所述旋转控制伸缩曲柄连接且第二端在所述杂物压缩收纳平台滑动连接的伸缩连杆、下端与所述伸缩连杆的第二端同步运动的滑块杆、安装于所述滑块杆上端且相互啮合的二级压缩齿轮和一级压缩齿轮、输出轴与所述一级压缩齿轮连接的压缩舵机、与所述二级压缩齿轮同轴连接的压缩分离叉。

15、可选地，所述碎土传输装置还包括设置于所述一级传输带末端的碎土收纳平台、连接所述一级传输带和二级传输带的链传动机构，

16、所述一级传输带与二级传输带均为带有v型花纹；

17、所述链传动机构包括安装于碎土收纳平台的链传动电机、连接于所述链传动电机输出轴上的链传动齿轮、通过换向齿轮组与一级传输带连接的一级传输带链轮、与二级传输带连接的二级传输带链轮及齿轮，一级传输带链轮与二级传输带链轮及齿轮的链轮部分之间用滚子链连接，二级传输带链轮及齿轮齿轮部分与链传动齿轮啮合；

18、所述碎土收纳平台的末端设置有横向轨道和竖向轨道，挡板两侧的连接轴分别连接于所述横向轨道和竖向轨道中，所述碎土收纳平台的末端固定有伸缩驱动装置，所述伸缩驱动装置的伸缩轴与横向轨道内的连接轴固定连接。

19、可选地，所述多杆伸举机构包括基座、安装在基座上的伸举液压机构、通过滑轨与伸举液压机构连接的驱动杆、一端与基座铰接且中部通过第一转轴与所述驱动杆铰接的第一一级杆、一端与所述基座在所述第一转轴处铰接的第二一级杆、一端与所述基座铰接的第二二级杆、一端与所述第一一级杆和第二二级杆另一端铰接的第一二级杆、一端与第一一级杆铰接的第三二级杆、一端与第一二级杆铰接的三级杆，所述三级杆和第三二级杆的另一端与伸举平台铰接；

20、第三二级杆与第一二级杆的中间通过矩形连接销连接。

21、可选地，所述外罩的出料口数量为多个，每个所述出料口处均设置有对应的自动开关门机构；

22、所述外罩的进料口为漏斗式进料口；

23、所述自动开门机构包括开关门控制舵机、与所述开关门控制舵机的输出轴连接的控制齿轮、其齿条与所述控制齿轮啮合的圆弧齿形门；

24、所述出料口包括左出料口、中央出料口、右出料口，所述中央出料口处设置有中央左侧圆弧齿形门、中央右侧圆弧齿形门，中央左侧圆弧齿形门、中央右侧圆弧齿形门的齿条分别与其对应的所述控制齿轮的两侧分别啮合。

25、可选地，所述运载箱的箱体通过油箱盖分隔为上下两部分，油箱放置于下半部分空间，运载箱放置于上半部分空间，所述上半部分空间通过运载箱盖与外界分隔，所述运载箱的外侧安装有激光雷达、双目摄像头、烟雾传感器与气体传感器。

26、可选地，所述履带式底盘包括两侧钢制履带、与两侧所述钢制履带连接的驱动轴、与驱动轴上的驱动主锥齿轮啮合的柴油发动机、分别连接于所述两侧所述钢制履带内侧的两个底盘支撑架、固定于所述底盘支撑架上的智能中央控制平台和温度传感器；

27、所述驱动轴包括安装有所述驱动主锥齿轮的轴本体、安装于所述轴本体两端的差速器太阳轮、固定于所述差速器太阳轮内的多个差速器行星轮、两端通过支架与所述轴本体连接的差速控制轴、安装于所述差速控制轴上且与所述差速器太阳轮啮合的差速器控制齿轮、安装于所述差速控制轴上的一对差速锥齿轮、其齿轮与一对所述差速锥齿轮啮合的差速器电机，所述差速器行星轮与侧面轴本体的齿轮啮合。

28、可选地，所述底盘支撑架包括主体支撑架、连接于所述主体支撑架上的伸缩液压机构、安装于所述伸缩液压机构下端的铲刀卷土筛选装置连接杆、设置于所述主体支撑架上的多个安装孔；

29、所述钢制履带包括履带、连接于所述履带内侧的行走机构、安装于所述行走机构上的驱动轮、拖链轮、支重轮和导向轮、设置于所述支重轮和行走机构之间的弹簧减震器、安装于导向轮和行走机构之间的张紧装置。

30、本发明所提供的森林灭火机器人，包括履带式底盘、安装于两侧履带式底盘支撑架上的卷土筛选装置、可燃物分离装置、碎土传输装置、高速抛射装置以及运载箱，卷土筛选装置将碎土铲起并向后输送；可燃物分离装置包括进口与卷土筛选装置连通的铲刀、连接于铲刀上的旋转分离机构，杂物阻挡于旋转分离机构的上面，碎土穿过旋转分离机构；碎土传输装置包括位于铲刀的出土口下方的一级传输带、通过多杆伸举机构与一级传输带的出口连接的二级传输带，二级传输带位于一级传输带的上方，高速抛射装置包括进料口与二级传输带连通的外罩、设置于外罩内的旋转体，外罩的侧壁设置有出料口，外罩与高速电机连接。

31、卷土筛选装置安装在机器人最前端，将碎土初步筛选，输送至可燃物分离装置，进行可燃物与碎土分离，由碎土传输装置运输至高速抛射装置，进行定向抛射灭火，履带式底盘支承、安装各装置，形式整体造型，传递动力，保证森林灭火智能机器人正常行驶工作。

32、相对于现有森林灭火设备，本发明所提供的森林灭火机器人，集成更多功能，可自动行走转向及碎土定向抛射灭火，操作危险性低、续航高、在丘陵山地等复杂地形中灵活使用、成本较低，使用寿命长，灭火效率高。