一种爬壁机器人及具有其的灭火系统

1.本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种爬壁机器人及具有其的灭火系统。


背景技术：

2.随着城市化建设的持续推进，中高层、高层建筑物越来越多，大大节约土地资源，成为城市现代化的重要标志之一。当高楼发生火灾时，带来了高空消防的难题。目前城市的高层消防主要依赖于云梯消防车。云梯消防车设有液压升高平台，消防人员能够登高进行灭火作业以及营救被困人员。但是目前使用较为广泛的云梯消防车作业高度只能达到54m，无法满足超高层建筑的消防需求。
3.当前的机器人灭火技术大部分是将爬壁机器人与消防水枪相互结合，通过爬壁机器人连接消防水带实现高空灭火。但这种机器人灭火技术存在许多局限性，例如对于轰燃的高层建筑室内火灾，由于高层玻璃的阻碍，机器人难以进入建筑内部及时灭火，延误救援。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中爬壁机器人由于玻璃阻碍，延误救援的缺陷，从而提供一种可及时对高层室内灭火的爬壁机器人及具有其的灭火系统。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种爬壁机器人，包括：
6.外壳，具有至少两个行走机构；
7.破窗机构，设于至少两个所述行走机构之间，包括与所述外壳固定的伸缩杆以及安装在所述伸缩杆上的冲击杆，所述冲击杆适于在所述伸缩杆的驱动下朝向待破碎面往复运动，以施加冲击力。
8.可选地，所述破窗机构还包括与所述外壳固定的第一筒体，所述伸缩杆和冲击杆均设于所述第一筒体中，且所述第一筒体上设有允许所述冲击杆的施力端穿出的通孔。
9.可选地，所述伸缩杆为对称设置的一对，一对所述伸缩杆上还设有支撑板，所述冲击杆固定在所述支撑板的中心。
10.可选地，所述行走机构包括设于所述外壳内部的气泵、固定在所述外壳上的第一驱动结构以及与所述气泵和第一驱动结构均连接的吸附件，所述第一驱动结构适于在所述吸附件解除与待破碎面的接触时，驱动所述吸附件运动。
11.可选地，所述第一驱动结构包括与外壳连接的舵机和与所述吸附件连接的舵机轴。
12.可选地，所述外壳外表面还安装有提拉机构，所述提拉机构的提拉方向为竖直方向，所述提拉机构包括第二驱动结构和缠绕在所述第二驱动结构上的绳索，所述绳索的另一端适于连接灭火装置。
13.可选地，所述第二驱动结构包括电机和设于所述电机的传动轴上的第二筒体，所
述绳索缠绕在所述第二筒体上。
14.可选地，所述提拉机构为对称设置的两个，分设在所述壳体远离所述行走机构的表面两侧。
15.还提供了一种灭火系统，包括本发明所述的爬壁机器人。
16.本发明技术方案，具有如下优点：
17.1.本发明提供的爬壁机器人，在至少两个所述行走机构之间设有破窗机构，破窗机构包括与所述外壳固定的伸缩杆，所述伸缩杆上安装有冲击杆，当爬壁机器人运动至预定位置后，所述伸缩杆接收到信号后进行伸缩，从而带动冲击杆朝向待破碎面往复运动，以将待破碎面击碎，从而实现高层室内火灾的及时救援。
18.2.本发明提供的爬壁机器人，舵机驱动所述爬壁机器人吸附件运动，速度快、稳定性好，有利于行走机构进行快速攀爬且转向更灵活。
19.3.本发明提供的爬壁机器人，所述外壳外表面垂直安装有提拉机构，所述提拉机构包括第二驱动结构和缠绕在所述第二驱动结构上的绳索，所述绳索的另一端适于连接灭火装置，爬壁机器人在没有安装灭火装置的情况下进行爬行，速度更快，有利于及时到达指定救援位置，同时也不会因灭火装置晃动影响爬壁机器人的使用，当到达灭火位置后，再通过绳索将灭火装置提拉至相应位置，及时进行灭火救援。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
21.图1为爬壁机器人的结构示意图；
22.图2为提拉机构的结构示意图；
23.图3为破窗机构的结构示意图；
24.附图标记说明：
25.1-外壳；2-提拉机构；3-破窗机构；4-气泵；5-吸附件；
26.6-舵机；7-舵机轴；
27.21-电机仓；22-电机；23-传动轴；24-第二筒体；25-绳索；
28.31-第一筒体；32-伸缩杆；33-支撑板；34-冲击杆；
具体实施方式
29.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
33.如图1所示的一种爬壁机器人的具体实施方式，用于高层消防作业，包括外壳1、行走机构和破窗机构。
34.所述外壳1具有两个行走机构；两个行走机构设于外壳1靠近待破碎面的表面，且分设在该表面相对的两个边缘。所述行走机构包括设于所述外壳1内部的气泵4、固定在所述外壳1上的第一驱动结构以及所述气泵4和第一驱动机构均连接的吸附件5，所述吸附件5为吸盘，吸盘可以根据需要设置多个。具体的，气泵4通过管道与吸盘连通；所述第一驱动结构包括与外壳1连接的舵机6和与所述吸附件5连接的舵机轴7。当一个气泵4通过管道减小对一个吸附件5的吸力，使其与大气连通，以解除与待破碎面的接触，同时另一个气泵4通过管道对另一个吸附件5施加较大的吸力时，其中一个所述舵机6驱动所述舵机轴7带动所述吸附件5运动，交替动作，实现爬壁机器人在建筑物上的攀爬。
35.如图3所示的破窗机构的具体实施方式，所述破窗机构3设于两个所述行走机构之间，包括与所述外壳1固定的第一筒体31，固定在所述第一筒体31中的冲击杆34和一对伸缩杆32，一对所述伸缩杆32上还设有支撑板33，所述冲击杆34螺纹连接在所述支撑板33的中心，具有锥形的施力端，所述冲击杆34的施力端在所述伸缩杆32的驱动下穿出第一筒体31上的通孔以朝向待破碎面往复运动，施加冲击力，完成破窗。
36.如图2所示的提拉机构2的具体实施方式，所述外壳1外表面的两侧安装有两个提拉机构2，提拉机构2的提拉方向为竖直方向，所述提拉机构2包括第二驱动结构和缠绕在所述第二驱动结构上的绳索25。具体的，所述第二驱动结构包括电机仓21、设于所述电机仓21中的电机22、及设于所述电机22的传动轴23上的第二筒体24，所述绳索25一端缠绕在所述第二筒体24上，另一端连接灭火装置，所述电机22驱动所述传动轴23带动所述第二筒体24转动，从而带动所述绳索25转动以提拉灭火装置进行灭火。
37.使用爬壁机器人时，控制器控制两个所述气泵4同时吸走所述吸附件5内的气体，形成局部真空状态，与外界大气产生压力差，将机器人吸附在待救援建筑物的表面。当机器人向上运动时，控制器控制气泵4进行吸气，一侧的吸附件5的吸附力较大，另一侧的吸附件5的吸附力较小，以使其与大气相通，使其悬空，驱动所述舵机6，作用在所述舵机轴7上，从而带动悬空的吸附件5向上运动，至运动的吸附件5也吸附至稳定位置，依次循环完成运动，直至到达指定位置。
38.到达指定位置后，控制器接收破窗信息，控制伸缩杆32进行伸缩运动，从而带动冲击杆34做往复冲击运动，直至破窗完成。控制器接收到破窗完成的信息，提拉机构2收到反馈开始工作，电机22运行带动传动轴23转动，从而带动第二筒体24转动，从而释放绳索25至地面，绳索25的另一端连接灭火装置，将灭火装置提升至指定位置进行灭火。
39.作为替代的实施方式，所述舵机6及舵机轴7可为电机和转动轴。
40.作为替代的实施方式，所述吸附件5可为其它具有真空效果的吊具。
41.还提供了一种灭火系统，包括上述的爬壁机器人。
42.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。