专利名称：一种消防灭火机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于消防机器人领域，具体涉及一种消防灭火机器人，主要应用于石油化 工、油罐区、大型仓库等易燃易爆、易坍塌以及存在有害有毒性气体泄漏的场所。在消防 抢险救援人员的远程控制下，它能够进入火灾和灾害现场进行灭火喷射或冷却保护，也可 对灾害事故中泄漏的有毒有害物质进行洗消和稀释。有效地解决消防人员在上述场所面临 的人身安全的问题。
背景技术：
从二十世纪80年代初开始，随着我国经济建设的迅速发展，尤其是石油化工工业生产 规模的不断扩大，灾害事故的发生越来越频繁、灾情越来越复杂、后果越来越严重、影响 也越来越大，消防抢险救援人员在灾害处置过程中极易造成伤亡。近年来，在消防队进行的灭火活动中，为了对危险且不可靠近火源的火灾进行处理， 使用了通过无线等进行远距离操作的消防机器人。消防灭火机器人能够代替消防抢险救援人员进入灾害现场进行消防作战，最大限度地 保障消防抢险救援人员的人身安全。作为这样的消防机器人，在特开平6-79011号公报中，公开了 "一种具有自行式喷水 装置的灭火设备"，该灭火设备的特征是具有一个或多个供水装置和可以自行的喷水装置， 所述一个或多个供水装置被固定地设置在灭火区域的墙面等上，从消防泵设备接受灭火用 水的加压用水的加压供给，所述喷水装置向设置在火灾发生现场附近的上述供水装置移 动，通过连接自己的供水口，接受灭火用水的加压供给进行喷水。但上述消防机器人喷水 装置不能从供水装置移动，因此在火源离供水装置远的情况下，必须从远处喷水，具有不 能可靠地灭火的问题。实用新型内容本实用錄型所要lft决的技术问题在于提供一种可进行远距离操作的消防灭火机器人， 以解决现有瀆防机器人所存在的诸多不足之处。本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现一种消防机器人，包括 一移动载体；安装在移动载体尾部的发动机；安装在移动载体上的供电装置，该供电装置包括发电机、蓄电池以及电控箱，所述发 电机由发动机带动工作；发电机向蓄电池和电控箱供电；安装在移动载体中部的液压系统，该液压系统包括供油装置、由供油装置驱动的行走 机构和消防炮动作机构，所述供油装置与行走液压控制机构和消防炮工作液压控制机构连 接；所述电磯阀与电控箱连接并受其控制；安装在移动载体前部的消防水/泡沫炮，该消防水/泡沫炮通过管路及集水器与外接水 源和水箱连接，所述水箱安装在移动载体上；所述消防水/泡沫炮由炮座和喷嘴组成，所 述炮座的回转节和俯仰回转节分别通过蜗轮蜗杆传动机构与消防炮工作液压控制机构连 接；所述喷嘴与消防炮工作液压控制机构连接，由消防炮工作机构实现其直流与喷雾的转 换；安装在移动载体前部和的消防水/泡沫炮下面的无线遥控装置，该无线遥控装置通过 一手持遥控器控制并与遥控PLC通过数据传输线连接；安装在消防水/泡沫炮上的摄像装置，该摄像装置与后台显示设备数据连接。本实用新型还包括安装在移动载体上的自保护机构，该自保护机构包括能对机器人本 体实施冷却的冷却保护装置和能对发动机启动进行保护的发动机启动保护装置以及能自 动搜索发动机油门位置的发动机油门搜索装置。本实用新型的移动载体由一车架和安装在车架上的行走机构构成，该行走机构包含一 驱动行走机构工作的液压马达，所述液压马达与行走液压控制机构连接并由行走液压控制 机构控制其转动方向。本实用新型的供油装置由油箱、粗滤器、组合泵以及三位四通电磁换向阀构成，所述 油箱、粗滤器、组合泵以及三位四通电磁换向阀依次通过管路联接，所述组合泵和三位四 通电磁换向魄与电控箱联接并受电控箱所控制；所述三位四通电磁换向阀通过管路与行走 液压控制机构和消防炮工作液压控制机构联接。本实用新型的行走液压控制机构包括一与液压马达连接并控制其转动方向的二位三 通电磁阀、安装在所述移动载体上的行走机构中的液压马达两端的平衡阀和与液压马达联 接的溢流阀，所述邋,经过糖滤器回到油箱；所述二位三通电磁阀与电控箱联接并受其 控制。所述行走机构可以为现有的履带行走机构，其包括安装在车架上的驱动轮、支重轮、托轮、引导轮和履带张紧装置以及环绕在驱动轮、支重轮、托轮、引导轮和履带张紧装置 的履带；所述驱动轮通过液压马达驱动。。所述行走机构可以为中轮悬挂的六轮式行走机构，其包括前、后链轮、驱动链轮、链 条、轴承支座、轮边减速器、中间链轮、中轮弹性悬挂装置组成；前、后链轮共有四个， 固定于车架的前后两侧，前、后链轮之间通过链条联接，中间链轮有两个，通过中轮弹性 悬挂装置与前、后链轮联接，实现中轮悬挂，轴承支座、轮边减速器、液压马达和驱动链 轮为两组，固定在车架上，液压马达与轮边减速器联接，轮边减速器再与轴承支座联接， 轴承支座(102)与驱动链轮联接，驱动链轮通过链条与前、后链轮联接驱动前、后链轮转 动。本实用新型的消防水/泡沫炮和电控箱与车架之间设置有减震装置。所述减震装置可 以为金属橡胶组合减震装置或钢丝隔震装置。本实用新型的消防炮工作液压控制机构包括分别通过蜗轮蜗杆传动机构驱动炮座的 回转节和俯仰回转节工作的两个油马达、分别与两个油马达连接的两个二位三通换向电磁 阀和与喷嘴联接的二位三通电磁阀，所述与油马达连接的二位三通换向电磁阀控制油马达 两个方向转动的转换并与供油装置的三位四通电磁换向阀联接，两个油马达分别通过蜗轮 蜗杆传动机构驱动炮座的回转节和俯仰回转节工作；与喷嘴联接的二位三通电磁阀控制喷 嘴实现直流与喷雾转换并与供油装置的三位四通电磁换向阀联接。所述喷嘴由喷头本体、喷头、组合垫圈、接头、密封圈和锁紧螺母组成；所述喷头放 置在喷头本体中， 一侧与锁紧螺母联接成为一个整体，喷头本体中有一个凸台位于喷头与 锁紧嫘母的联接体中间，三者之间的密封由密封圈实现，喷头本体外接两个接头，喷头本 体与接头之间的密封由组合垫圈保证；接头外接二位三通电磁阀并由该二位三通电磁阀提 供液压油，在使用时通过液压油的变化实现喷头与锁紧螺母的联接体在喷头本体中左右移 动，从而实现消防水炮的直流与喷雾功能。该消防水/泡沫炮通过管路及集水器与外接水源和水箱连接，所述水箱安装在移动载 体上；所述消防水/泡沫炮由炮座和喷嘴组成，所述炮座的回转节和俯仰回转节分别通过 蜗轮蜗杆传动机构与消防炮工作液压控制机构连接；所述喷嘴与消防炮工作液压控制机构 连接，由消防水/泡沫炮工作机构实现其直流与喷雾的转换；本实用新型的集水器与水箱之间的管路上设置有一电磁截止阀，并在水箱内设置一液 位开关，所述外接水源与水箱连通并在该连通管路上设置一电磁截止阀，所述两电磁截止 阀和液位开关与所述电控箱联接，液位开关向电控箱提供检測的液位信号，电控箱分别控 制两个电磁截止阀启闭。本实用新型的冷却保护装置包括一安装在电控箱内的冷却控制核心PLC、由冷却控制 核心PLC控制启闭的水泵、与冷却控制核心PLC的信号采集端通过A/D转换模块连接的 温度传感器、与水泵通过管路连接的水雾喷嘴，所述温度传感器安装在移动载体上，所述 水雾喷嘴均匀分布在机器人本体上，所述水泵通过管路与水箱联接。本实用新型的发动机启动保护装置包括一安装在电控箱内的发动机启动保护控制核 心PLC、由发动机启动保护控制核心PLC控制的发动机启动马达、与发动机启动保护控制 核心PLC的信号采集端通过A/D转换模块联接的转速传感器；所述转速传感器安装在发 动机的输出轴上。该发动机启动保护装置具有当发动机启动保护控制核心PLC连续发出三 次启动信号后的自动保护功能。本实用新型的发动机油门搜索装置包括一安装在电控箱内的油门控制核心PLC、由油 门控制核心PLC控制的油门执行器、与油门控制核心PLC的信号采集端通过A/D转换模 块联接的油门位置反馈；所述油门执行器和油门位置反馈与油门联接，以检测油门位置和 驱动油门回复到发动机怠速位置。以保证发动机能正常启动。本实用新型的摄像装置由摄像头、无线发射装置、无线接收装置、后台显示器组成， 摄像头与无线发射装置之间通过数据线联接，无线发射装置与无线接收装置通讯联接，无 线接收装置与后台显示器通过数据线联接。本实用新型具有良好的越野性能、自我冷却保护功能，其应用可使消防人员远离热辐 射强、易坍塌、易爆炸以及化学品燃烧产生毒气的现场，对第一线作战人员安全起到了很 好的保护。具体优点如下1、 成:^^氏、市场接受能力强本实用新型具有程序控制功能，制造成本较低，市场价格估计不超过25万元/台，低 于一台普通型的主战水罐消防车，容易推广应用。2、 控制距离合理本实用新型配备了无线收发模块，遥控距离^150m。3、 良好的隔热防护功能本实用新型在其本体周遍布置有水雾喷头，在接近灭火对象的过程中，当热辐射强度 达到设定值时，水泵自动启动，水箱内的贮水由水雾喷头喷出，对整机进行冷却保护。当 外接水源到像后，由联接本实用新型上的外接水源取代水箱继续向水雾喷头提供压力水 源，通常火场处于热辐射危险状态时温度为60-30(TC,热辐射达1.3-8.4KW/m2,水雾喷头 开启时，对本实用新型的热辐射可减少80%以上，可以保证本实用新型进行安全有效的灭火作业。4、 越野性能较好采用履带行走机构对地面压应力小，俯着力强，适合于软性地面行驶而不易沉陷，其 跨越垂直障碍的理论高度为前端轮的半径，最大爬坡斜度》25°。安装的导向轮可显著提 高跨越垂直陣碍高度和爬坡能力，容易实现狭窄地面的原地换向。采用中轮悬挂的六轮式行走机构能在高低不平的地面行走时起到稳定整机、增加驱动 能力的作用。5、 动力形式安全可靠本实用新型采用液压传动为动力，不易成为火场的危险火源。本实用新型行驶分为全 速和低速两档，在装上和卸下运载车的过程中采用低速档，增加低速扭矩，易爬坡。本实用新型能快速抵达火灾现场，对火源进行有效地扑救，能有效地保护消防员的人 身安全。
图1为本实用新型消防灭火机器人结构示意图。 图2为图1的俯视图。图3为本实用新型消防灭火机器人的移动载体结构示意图。 图4为图3的俯视图。图5为本实用新型消防灭火机器人的消防水/泡沫炮的喷嘴结构示意图。图6为本实用新型消防灭火机器人的供油装置和行走液压控制机构的结构示意图。图7为本实用新型消防灭火机器人的发动机油门搜索装置的工作原理框图。图8为本实用新型消防灭火机器人的发动机启动保护装置的工作原理框图。图9为本实用新型消防灭火机器人的冷却保护装置的工作原理框图。图10为本实用新型消防灭火机器人的摄像装置的工作原理框图。图11为本实用新型消防灭火机器人的无线遥控装置的工作原理框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面 结合具体图豕，进一步阐述本实用新型。参见图1和图2， 一种消防机器人，包括移动载体l，发动机2、液压系统5、消防水 /泡沫炮4、供电装置、无线遥控装置7、摄像装置6和自保护机构3组成。移动载体l由车架和安装在车架101上的行走机构构成，行走机构采用履带行走机构或中轮悬挂的六轮 式行走机构，发动机2位于移动载体1的车架101尾部，液压系统5位于移动载体1车架 101中部，消防水/泡沫炮4位于移动载体1车架101前部，摄像装置6固定在消防水/泡 沫炮4上，无线遥控装置7位于移动载体1车架101前部，消防水/泡沫炮4的下面。自 保护机构包括能对机器人本体实施冷却的冷却保护装置3和能对发动机启动进行保护的发 动机启动保护装置以及能自动搜索发动机油门位置的发动机油门搜索装置。冷却保护装置 3的水雾喷头均匀分布在机器人本体上，喷出的水雾能完全覆盖机器人本体。供电装置(图中未示出)包括发电机、蓄电池以及电控箱，发电机由发动机带动工作； 发电机向蓄电池和电控箱供电。液压系统5包括供油装置、由供油装置驱动的行走液压控制机构和消防炮动作机构， 供油装置与行走液压控制机构和消防炮工作液压控制机构连接；电磁阀与电控箱连接并受 其控制。行走机构可以为^l有的履带行走机构，其包括安装在车架101上的驱动轮、支重轮、 托轮、引导轮和履带张紧装置以及环绕在驱动轮、支重轮、托轮、引导轮和履带张紧装置 的履带；所述驱动轮通过液压马达108驱动。液压马达108与行走液压控制机构连接并由 行走液压控制机构控制其转动方向。当驱动轮被最终传动二级被动齿轮带动时，其齿轮拉 动履带，地面立即产生作用在履带上的反作用力，整机对地面产生向前或向后的运动，整 机也随之运动。履带行走机构比轮胎型行走机构的接地面积大，接地比压小，履带所支撑 的整机重量都是附着重量，而且在履带的支撑面上制有履刺，可以深入土内，抓地能力强， 不易打滑，具有很好的附着牵引力和通过性能。行走机构还可以为中轮悬挂的六轮式行走机构，参见图3和图4，该中轮悬挂的六轮 式行走机构包括前、后链轮107、驱动链轮103、链条109、轴承支座102、轮边减速器104、 中间链轮105、中轮弹性悬挂装置106组成；前、后链轮107共有四个，固定于车架IOI 的前后两侧，前、后链轮107之间通过链条103联接，中间链轮105有两个，通过中轮弹 性悬挂装置106与前、后链轮107联接，实现中轮悬挂，轴承支座102、轮边减速器104、 液压马达108和驱动链轮103为两组，固定在车架101上，液压马达108与轮边减速器104 联接，轮边减速器104再与轴承支座102联接，轴承支座102与驱动链轮103联接，驱动 链轮103通过链条109与前、后链轮107联接驱动前、后链轮107转动。采用中轮悬挂的六轮式行走机构可使整机在行驶中克服地面的俯着力，使整机向前或向后运动，可以最大 跨越相对垂直高度hu/d为0. 5的障碍(hu为地面垂直高度，d为轮子直径)，也可随地面 障碍物高度的变化随机变动弹簧力的大小，附着力大，弹簧力可以小，反之，附着力小，弹簧力可以大。参见图3和图4所示，前后链轮107和中间链轮105的尺寸为350x210mm，驱动链轮 103的尺寸为280xl90mm。由行走液压控制机构提供动力油，驱动液压马达108,液压马达 108的动力经过轮边减速器104，轮边减速器104型号为CTD1020/CF. AP-D/6/A. D. OMSS， 进行速度变化，增大了扭矩，带动驱动链轮103，驱动链轮103安装在移动载体1的车架 IOI中间部位，与前后链轮107在高度上有一定的距离，前后链轮107与轮胎联接，放置 在移动载体1的车架101的前后端，当左右两边的驱动链轮103运动方向一致时，带动前 后链轮107，使得移动载体1可以前进、后退，当左右两边驱动链轮103运动方向相反时， 整个移动载体1可以实现原地转弯。中间链轮105于前链轮107通过中轮弹性悬挂装置106 联接，不固定在移动载体l上，当机器人实施越障或爬坡行为时，中间轮会上下浮动来适 应地形的变化。参看图6，供油装置由油箱501、粗滤器502、组合泵503以及三位四通电磁换向阀构 成，油箱501、粗滤器502、组合泵503以及三位四通电磁换向阀依次通过管路联接，组 合泵503和三位四通电磁换向阀与电控箱联接并受电控箱所控制；三位四通电磁换向阀通 过管路与行走液压控制机构和消防炮工作液压控制机构联接。行走液压控制机构包括一与液压马达108连接并控制其转动方向的二位三通电磁阀 505、安装在液压马达108两端的平衡阀506和与液压马达108联接的溢流阀504，溢流阔 504经过精滤器507回到油箱501; 二位三通电磁阀505与电控箱联接并受其控制。电控箱控制组合泵503启动之后，液压油从油箱501经过粗滤器502进入组合泵503 成为压力油，压力油通过三位四通电磁换向阀驱动行走液压控制机构和消防炮工作液压控 制机构工作。行走液压控制机构的二位三通电磁阀505直接驱动液压马达108，液压马达108转动 方向由二位三通电磁阀505控制，液压马达108两端的压力由平衡阀506保持，液压油的 压力超出一定范围时，液压油由溢流阀504溢流，经过精滤器507回到油箱501。消防水/泡沫炮4和电控箱与车架101之间设置有减震装置。减震装置可以为金属橡 胶组合减震装置或钢丝隔震装置。消防水/泡沫炮4由炮座和喷嘴组成，其通过管路及集 水器与外接水源和水箱连接，水箱安装在移动载体1的车架101上；集水器与水箱之间的管路上设置有一电磁截止阀，并在水箱内设置一液位开关，外接水源与水箱连通并在该连通管路上设翬一电磁截止阀，两电磁截止阀和液位开关与所述电控箱联接，液位开关向电控箱提供检测的液位信号，电控箱分别控制两个电磁截止阀启闭。消防水/泡沫炮4主体采用不锈钢管焊接而成，炮头部分铸造件采用ZL104的材质，其它零件采用不锈钢。消防炮工作液压控制机构包括分别通过蜗轮蜗杆传动机构驱动炮座的回转节和俯仰 回转节工作的两个油马达508、分别与两个油马达508连接的两个二位三通换向电磁阀和 与喷嘴联接的二位三通电磁阀，与油马达508连接的二位三通换向电磁阀控制油马达508 两个方向转动的转换并与供油装置的三位四通电磁换向阀联接，两个油马达508分别通过 蜗轮蜗杆传动机构驱动炮座的回转节和俯仰回转节工作；与喷嘴联接的二位三通电磁阀控 制喷嘴实现直流与喷雾转换并与供油装置的三位四通电磁换向阀联接。采用液压系统，使得发动机的驱动特性得到显著改善，从而进一步改善了本实用新型 的行驶性能，同时扩大了调速范围，简化了机械变速器。作为传动介质的液压油具有弹性， 通过液压阀平稳而渐进地操作，可获得平稳柔和的工作特性。同时也容易防止过载，并可 易应用无线遥控和可编程序控制技术。参看图5，喷嘴由喷头本体401、喷头402、组合垫圈403、接头404、密封圏405和 锁紧螺母406组成；喷头402放置在喷头本体401中， 一侧与锁紧螺母406联接成为一个 整体，喷头本体401中有一个凸台位于喷头402与锁紧螺母406的联接体中间，三者之间 的密封由密封圈405实现，喷头本体401外接两个接头404，喷头本体401与接头404之 间的密封由组合垫圈403保证；接头404外接二位三通电磁阀并由该二位三通电磁阀提供 液压油,在使用时通过液压油的变化实现喷头402与锁紧螺母406的联接体在喷头本体401 中左右移动，从而实现消防水/泡沫炮的直流与喷雾功能。参见图9，自保护机构3的冷却保护装置包括一安装在电控箱内的冷却控制核心 PLC801、由冷却控制核心PLC801控制启闭的水泵802、与冷却控制核心PLC801的信号 采集端通过A/D转换模块连接的温度传感器803、与水泵802通过管路连接的水雾喷嘴， 温度传感器803安装在移动载体1的车架101上，水雾喷嘴均匀分布在机器人本体上，水 泵802通过管路与水箱联接。冷却控制核心PLC801实时监测温度传感器803的信号，当 温度传感器803的信号达到55'C时，冷却控制核心PLC801立即起动水泵802,水雾喷头 喷出的雾化水完全覆盖机器人本体，从而达到机器人自保护的功能。温度传感器803采用 0-IOO'C的温度传感器监控外界温度，当外部温度>551:时，启动机器人自保护功能。参见图8，发动机启动保护装置包括一安装在电控箱内的发动机启动保护控制核心 PLC701、由发动机启动保护控制核心PLC701控制的发动机启动马达702、与发动机启动 保护控制核心PLC701的信号采集端通过A/D转换模块联接的转速传感器703;转速传感 器703安装在发动机2的输出轴上。该发动机启动保护装置具有当发动机启动保护控制核 心PLC连续发出三次启动信号后的自动保护功能。当机器人远距离遥控启动时，发动机启 动保护控制核心PLC701发出信号给发动机启动马达702，同时检测转速传感器703的信号；如果转速传感器703反馈的信号显示机器人没有启动成功，则发动机启动保护控制核 心PLC701延时后第二次发出信号给发动机启动马达702,同时检测转速传感器703的信 号；如果转速传感器703反馈的信号显示机器人还没有启动成功，则发动机启动保护控制 核心PLC701延时后第三次发出信号给发动机启动马达702，同时检测转速传感器703的 信号，如果转速传感器703反馈的信号显示机器人还没有启动成功，则发动机启动保护控 制核心PLC701认为机器人启动故障，拒绝再次遥控启动发动机2，并发出发动机2三次 启动故障报警信号。参看图7，发动机油门搜索装置包括一安装在电控箱内的油门控制核心PLC601、由油 门控制核心PLC601控制的油门执行器602、与油门控制核心PLC601的信号采集端通过 A/D转换模块联接的油门位置反馈603;油门执行器602和油门位置反馈603与油门联接， 以检测油门位置和驱动油门回复到发动机怠速位置。以保证发动机能正常启动。当机器人 远距离遥控启动时，油门控制核心PLC601接收油门位置反馈603的信号，根据油门位置 反馈603反馈信号，自动控制油门执行器602，使机器人的发动机处于怠速位置，确保机 器人能正常启动。参看图10,摄像装置由摄像头卯l、无线发射装置902、无线接收装置903、后台显 示器904组成，摄像头901与无线发射装置卯2之间通过数据线联接，无线发射装置与902 无线接收装置903通讯联接，无线接收装置903与后台显示器904通过数据线联接。当机 器人工作时，摄像头901将视频图像经无线发射装置902向后方指挥系统发射，后方指挥 系统由无线接收装置903接收后在后台显示器904上显示，从而达到远距离观察火情的功台& 目匕。摄像装置中摄像头901采用IR DIGITAL，COLO艮CCD CAMERA,无线发射装置902 和无线接收装置903采用TR1500，后方显示器904采用LG-TM1508S。参看图11,无线遥控装置1002可实现机器人具有远距离无线遥控功能。该无线遥控 装置1002通过一手持遥控器1001控制并与遥控PLC1003通过数据传输线连接；当机器人工作时，由手持遥控器1001发出控制指令，无线遥控装置1002接收到后将 信号传递给遥控PLC1003,再由遥控PLC1003控制各个执行机构。控制内容包括发动机 的启动停止、加速减速、机器人的前进后退左转右转、消防炮的上移下移左移右移直流喷 雾等动作。遥控PLC1003选用西门子200系列PLC; CPU采用CPU224;开关量模块选用 EM223;模拟量模块选用EM231;无线遥控装置1002采用F21B，共有无线遥控发射板和 无线遥控接收板两个模块，实现控制信号的收发工作，当无线遥控接收板接收控制信号后, 传递至遥控PLC1003，通过内部程序判断进行相应动作。无线遥控装置1002可完成发动机2的起停控制、行走、转向、加减速及消防水/泡沫 炮4的水平、俯仰回转控制、直流/喷雾功能的切换的信号发送和接收。采用的电源为DC24V。手持遥控器1001上具有停止、停发动机、前进/上移、后退/下移、左转/左移、右转 /右移、加速/直流、减速/喷雾、启动/冷却、选发动机、上电/警灯、选泡等按键，具体 操作时，上电、开警灯按上电/警灯键，选消防泡按选泡键，根据现场实际情况对炮口上 下、左右、直流、喷雾，开水泵进行操作分别按前进/上移、后退/下移、左转/左移、右 转/右移、加速/直流、减速/喷雾、启动/冷却等键。选发动机按选发动机键，启动发动机 按启动/冷却键，根据现场实际情况可对自走炮进行遥控操作，分别分别按前进/上移、后 退/下移、左转/左移、右转/右移、加速/直流、减速/喷雾等键，停止发动机按停发动机 键，紧急停车和总复位按停止键。手持遥控器1001发射部分采用高效率、低谐波的调频发射电路，具有省电、高稳定 的特点。谐波小于60db，配合高增益、高Q值的天线，能以微弱的发射功率(约lmw)传 送可靠的信息，编码部分采用编码芯片。配时序电路、电压检测，电源控制等电路，可执 行精确编码，减低发射相位杂讯，并可在宽的温度范围下工作。无线遥控装置1002采用 高选择、高增益、低杂音、低假像(小于60db)的窄频接收电路。具有自动频率校正，自 动校正等功能。解码部分采用集成IC电路，提高其可靠度及抗干扰性能。本实用新型的电控箱主要由可编程控制器、A/D转换模块及中继放大继电器组成，它 接收无线遥控装置1002输出的指令信号，通过中继放大，使各电气执行器件动作，达到 控制的目的。该电控箱能在DC18-28V电压下工作，能在发动机未启动时，自动检测发动机油门位 置，并使其处于怠速位置，能自动执行发动机三次启动程序，能按要求执行前进、后退及 行进中的纠偏避撞动作，能以最小的转弯半径进行左、右急转弯，能执行正常停车指令或 紧急停车指令，具有发动机超速、油压低、水温高等故障保护，具备应急插座，在电控箱 出现故障时，仍可控制本实用新型的基本行走动作；能对消防水/泡沫炮的水平、俯仰回转 动作以及切换消防水/泡沫炮的直流、喷雾。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术 人员应该了解，本实用新型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说 明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变 化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范 围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求1. 一种消防机器人，其特征在于，包括一移动载体；安装在移动载体尾部的发动机；安装在移动载体上的供电装置，该供电装置包括发电机、蓄电池以及电控箱，所述发电机由发动机带动工作；发电机向蓄电池和电控箱供电；安装在移动载体中部的液压系统，该液压系统包括供油装置、由供油装置驱动的行走机构和消防炮动作机构，所述供油装置与行走液压控制机构和消防炮工作液压控制机构连接；所述电磁阀与电控箱连接并受其控制；安装在移动载体前部的消防水/泡沫炮，该消防水/泡沫炮通过管路及集水器与外接水源和水箱连接，所述水箱安装在移动载体上；所述消防水/泡沫炮由炮座和喷嘴组成，所述炮座的回转节和俯仰回转节分别通过蜗轮蜗杆传动机构与消防炮工作液压控制机构连接；所述喷嘴与消防炮工作液压控制机构连接，由消防炮工作机构实现其直流与喷雾的转换；安装在移动载体前部和消防水/泡沫炮下面的无线遥控装置，该无线遥控装置通过一手持遥控器控制并与遥控PLC通过数据传输线连接；安装在消防水/泡沫炮上的摄像装置，该摄像装置通过无线发射模块与后台显示设备连接。
2. 根据权利要求1所述的消防灭火机器人，其特征在于还包括安装在移动载体上的 自保护机构，该自保护机构包括能对机器人本体实施冷却的冷却保护装置和能对发动机启 动进行保护的发动机启动保护装置以及能自动搜索发动机油门位置的发动机油门搜索装置。
3. 根据权利要求1或2所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述移动载体由一车 架和安装在车架上的行走机构构成，该行走机构包含一驱动行走机构工作的液压马达，所 述液压马达与行走液压控制机构连接并由行走液压控制机构控制其转动方向。
4. 根据权利要求3所述的消防灭火机器人，其特征在于，本实用新型的供油装置由 油箱、粗滤器、组合泵以及三位四通电磁换向阀构成，所述油箱、粗滤器、组合泵以及三 位四通电磁换向阈依次通过管路联接，所述组合泵和三位四通电磁换向阀与电控箱联接并 受电控箱所控制；所述三位四通电磁换向阀通过管路与行走液压控制机构和消防炮工作液 压控制机构联接。
5、 根据权利要求4所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述行走液压控制机构包 括一与液压马达连接并控制其转动方向的二位三通电磁阀、安装在所述移动载体上的行走 机构中的液压马达两端的平衡阀和与液压马达联接的溢流阀，所述溢流阀经过精滤器回到 油箱；所述二位三通电磁阀与电控箱联接并受其控制。
6、 根据权利要求3所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述行走机构可以为现有 的履带行走机构，其包括安装在车架上的驱动轮、支重轮、托轮、引导轮和履带张紧装置 以及环绕在驱动轮、支重轮、托轮、引导轮和履带张紧装置的履带；所述驱动轮通过液压 马达驱动。
7、 根据权利要求3所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述行走机构可以为中轮 悬挂的六轮式行走机构，其包括前、后链轮、驱动链轮、链条、轴承支座、轮边减速器、 中间链轮、中轮弹性悬挂装置组成；前、后链轮共有四个，固定于车架的前后两侧，前、 后链轮之间通过链条联接，中间链轮有两个，通过中轮弹性悬挂装置与前、后链轮联接， 实现中轮悬挂，轴承支座、轮边减速器、液压马达和驱动链轮为两组，固定在车架上，液 压马达与轮边减速器联接，轮边减速器再与轴承支座联接，轴承支座(102)与驱动链轮联 接，驱动链轮通过链条与前、后链轮联接驱动前、后链轮转动。
8、 根据权利要求1所述的消防灭火机器人，其特征在于，实用新型的消防水/泡沫炮 和电控箱与车架之间设置有减震装置。
9、 根据权利要求8所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述减震装置为金属橡胶 组合减震装置或钢丝隔震装置。
10、 根据权利要求3所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述消防炮工作液压控制 机构包括分彌通过蜗轮蜗杆传动机构驱动炮座的回转节和俯仰回转节工作的两个油马达、 分别与两个油马达连接的两个二位三通换向电磁阀和与喷嘴联接的二位三通电磁阀，所述 与油马达连接的二位三通换向电磁阀控制油马达两个方向转动的转换并与供油装置的三 位四通电磁换向阀联接，两个油马达分别通过蜗轮蜗杆传动机构驱动炮座的回转节和俯仰 回转节工作；与喷嘴联接的二位三通电磁阀控制喷嘴实现直流与喷雾转换并与供油装置的 三位四通电磁换向阀联接。
11、 根据权利要求3所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述消防水/泡沫炮通过 管路及集水器与外接水源和水箱连接，所述水箱安装在移动载体上；所述消防水/泡沫炮 由炮座和喷嘴组成，所述炮座的回转节和俯仰回转节分别通过蜗轮蜗杆传动机构与消防炮 工作液压控鏰机构连接；所述喷嘴与消防炮工作液压控制机构连接，由消防水/泡沫炮工 作机构实现其直流与喷雾的转换；
12、 根据权利要求11所述的消防灭火机器人，其特征在于，集水器与水箱之间的管 路上设置有一电磁截止阀，并在水箱内设置一液位开关，所述外接水源与水箱连通并在该 连通管路上设置一电磁截止阀，所述两电磁截止阀和液位开关与所述电控箱联接，液位开 关向电控箱提供检测的液位信号，电控箱分别控制两个电磁截止阀启闭。
13、 根据权利要求11所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述喷嘴由喷头本体、喷头、组合垫圈、接头、密封圈和锁紧螺母组成；所述喷头放置在喷头本体中， 一侧与锁 紧螺母联接成为一个整体，喷头本体中有一个凸台位于喷头与锁紧螺母的联接体中间，三 者之间的密封由密封圈实现，喷头本体外接两个接头，喷头本体与接头之间的密封由组合 垫圈保证；接头外接二位三通电磁阀并由该二位三通电磁阀提供液压油，在使用时通过液 压油的变化实现喷头与锁紧螺母的联接体在喷头本体中左右移动，从而实现消防水炮的直 流与喷雾功能。
14、 根据权利要求2所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述冷却保护装置包括一 安装在电控箱内的冷却控制核心PLC、由冷却控制核心PLC控制水泵的启闭、与冷却控制 核心PLC的信号采集端通过A/D转换模块连接的温度传感器、与水泵通过管路连接的水 雾喷嘴，所述温度传感器安装在移动载体上，所述水雾喷嘴均匀分布在机器人本体上，所 述水泵通过管路与水箱联接。
15、 根据权利要求2所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述发动机启动保护装置 包括一安装在电控箱内的发动机启动保护控制核心PLC、由发动机启动保护控制核心PLC 控制的发动机启动马达、与发动机启动保护控制核心PLC的信号采集端通过A/D转换模 块联接的转速传感器；所述转速传感器安装在发动机的输出轴上。该发动机启动保护装置 具有当发动机启动保护控制核心PLC连续发出三次启动信号后的自动保护功能。
16、 根据权利要求2所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述发动机油门搜索装置 包括一安装在电控箱内的油门控制核心PLC、由油门控制核心PLC控制的油门执行器、与 油门控制核心PLC的信号采集端通过A/D转换模块联接的油门位置反馈；所述油门执行 器和油门位置反馈与油门联接，以检测油门位置和驱动油门回复到发动机怠速位置。以保 证发动机能正常启动。
17、 根据权利要求1所述的消防灭火机器人，其特征在于，所述摄像装置由摄像头、 无线发射装置、无线接收装置、后台显示器组成，摄像头与无线发射装置之间通过数据线 联接，无线幾射装置与无线接教装置通讯联接，无线接收装置与后台显示器通过数据线联 接。
专利摘要一种消防灭火机器人，由移动载体、消防水/泡沫炮、无线遥控装置、摄像装置和自保护机构组成。消防水/泡沫炮和发动机位于机器人前尾部，液压系统位于机器人中部；无线遥控装置位于机器人前部，消防水/泡沫炮的下面；摄像装置固定在消防水/泡沫炮上；自保护机构的水雾喷头喷出的水雾能完全覆盖机器人本体。本实用新型具有以下主要功能启动时的油门位置自动搜索功能；发动机三次启动后的自动保护功能；基于温度信号的自保护系统；远距离无线遥控功能、火情实时观察功能等。其能够在消防人员的远程控制下，进入灾害现场进行灭火喷射，也可对灾害事故中泄漏的有毒有害物质进行洗消和稀释。有效地保障消防人员在上述场所面临的人身安全。
文档编号B60K17/14GK201088794SQ20072007038
公开日2008年7月23日 申请日期2007年5月29日 优先权日2007年5月29日
发明者琰 徐, 李建中, 斌 胡, 胡传平, 陈引初 申请人:公安部上海消防研究所