一种飞爬消防机器人的制作方法

1.本实用新型属于消防设备技术领域，具体涉及一种飞爬消防机器人。


背景技术：

2.随着经济的快速发展，高层建筑越来越多，对于高层建筑的消防显得尤为重要，目前当高层建筑失火时，通常是消防人员攀爬至高层或者通过消防车将高压水喷向失火位置，但是由于高层建筑的高度较高，喷水灭火效率较低，对消防员的考验也较高，使得高层建筑灭火效果非常不理想。
3.随着科技的发展，机器人应用越来越广泛，将机器人应用在消防领域是未来的趋势，但是现在目前消防用机器人非常少。
4.因此，亟需一种消防机器人来快速灭火。


技术实现要素：

5.本实用新型为了解决上述技术问题提供一种飞爬消防机器人，具有飞行和爬行能力，能够适应各种不同应用环境的灭火需求，灭火效率高。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种飞爬消防机器人，包括：
7.用于充填灭火材料的灭火箱体；
8.伸缩灭火管，所述伸缩灭火管的一端与所述灭火箱体的一面转动连接，并与所述灭火箱体内部连通，所述伸缩灭火管的另一端设有灭火喷嘴，所述灭火箱体中的灭火材料经所述伸缩灭火管和所述灭火喷嘴喷出；
9.多个爬行部件，多个所述爬行部件的一端与所述灭火箱体的一面连接，通过多个所述爬行部件在墙体上爬行；
10.多个飞行部件，多个所述飞行部件与所述灭火箱体的顶端连接，通过多个所述飞行部件在天空飞行。
11.本实用新型的有益效果是：(1)通过设置的灭火箱体方便携带灭火材料，通过灭火喷嘴喷出，能够扑灭火源；
12.(2)通过设置的飞行部件能够带动灭火箱体飞行，快速到达高层建筑着火位置，进行灭火，当需要爬行前进的，通过多个爬行部件能够带动灭火箱体进行爬行，利于灭火箱体到达灭火位置，同时对不同的着火环境的适应性高；
13.(3)通过本飞爬消防机器人能够有效的提高灭火效率以及灭火效果，减轻消防员的负担。
14.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
15.进一步，所述飞行部件包括转动座、飞行电机、旋翼、转向部件和竖直设置的飞行转子，所述转动座的底端与所述灭火箱体的顶端转动连接，所述转向部件与所述转动座的顶端连接，所述飞行电机与所述转向部件的输出端连接，所述飞行转子的下端与所述飞行电机的输出端连接，所述旋翼与所述飞行转子的上端固定连接，通过所述飞行电机带动所
述旋翼转动，通过所述转向部件带动所述旋翼倾斜实现转向。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：通过飞行电机和旋翼的配合，能够方便带动灭火箱体起飞，再通过转向部件的调节左右，使得灭火箱体能够快速到达指定位置。
17.进一步，所述转向部件包括左右方向调节部件和前后方向调节部件，所述前后方向调节部件与所述转动座的顶端连接，所述左右方向调节部件与所述前后方向调节部件的输出端连接，所述左右方向调节部件的输出端与所述飞行电机连接。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置的左右方向调节部件能够调节飞行的左右方向，通过前后方向调节部件能够调节飞行的前后方向，从而利于灭火箱体达到指定位置。
19.进一步，所述左右方向调节部件包括固定环和第一转向电机，所述固定环套设在所述飞行电机上，所述飞行电机的外壁与所述固定环的内环壁转动连接，所述第一转向电机与所述固定环的外环壁固定连接，所述第一转向电机的输出端与所述飞行电机的外侧壁连接，通过所述第一转向电机带动所述飞行电机转动实现左右方向调节。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：利于实现左右方向调节，调整飞行方向以及飞行姿态，使得能够准确到达着火位置。
21.进一步，所述前后方向调节部件包括第二转向电机和连接座，所述第二转向电机与所述转动座的顶端连接，所述第二转向电机的输出端与所述连接座连接，所述连接座与所述固定环的外环壁固定连接，通过所述第二转向电机带动所述固定环转动实现前后方向调节。
22.采用上述进一步方案的有益效果是：利于实现前后方向调节，调整飞行方向以及飞行姿态，使得能够准确到达着火位置。
23.进一步，还包括用于保护所述旋翼的保护罩，所述保护罩罩设在所述旋翼上，所述飞行转子的上端的端部与所述保护罩的轴线处转动连接。
24.采用上述进一步方案的有益效果是：通过保护罩对旋翼进行保护，同时又不会影响旋翼的转动。
25.进一步，多个所述爬行部件包括折叠爬行腿和爬行脚，所述折叠爬行腿的一端与所述灭火箱体的一面转动连接，所述折叠爬行腿的另一端与所述爬行腿的转动连接。
26.采用上述进一步方案的有益效果是：利于进行爬行前进，适合各种复杂地形。
27.进一步，所述爬行脚包括连杆、万向联轴器、底座、多个驱动部件、多个转动脚和多个电动吸盘，所述连杆的一端与所述折叠爬行腿的另一端转动连接，所述连杆的另一端与所述万向联轴器的一端连接，所述万向联轴器的另一端与所述底座连接，多个所述驱动部件与多个所述转动脚及多个所述电动吸盘一一对应，多个所述电动吸盘与对应的所述转动脚的一端连接，所述转动脚的另一端与所述底座转动连接，所述驱动部件的输出端与所述转动脚的另一端传动连接。
28.采用上述进一步方案的有益效果是：通过电动吸盘增加吸附力，能够在墙面上行走爬行，通过设置的万向联轴器能够适应凹凸不平的地面或墙面，同时能够适应倾斜面，爬行效果更好。
29.进一步，所述驱动部件为微型伺服电缸，所述微型伺服电缸的输出端与所述转动脚的另一端转动连接，所述底座上设有用于固定所述微型伺服电缸的支架，所述微型伺服
电缸转动连接在所述支架上。
30.采用上述进一步方案的有益效果是：利于带动转动脚的转动，利于进行爬行。
附图说明
31.图1为本实用新型飞爬消防机器人的正视图；
32.图2为本实用新型飞爬消防机器人的左视图；
33.图3为本实用新型爬行部件的正视图；
34.图4为本实用新型爬行部件的俯视图；
35.图5为本实用新型爬行部件的使用状态图；
36.图6为本实用新型飞行部件的正视图；
37.图7为本实用新型飞行部件的俯视图；
38.图8为本实用新型飞行部件的转向部件的结构示意图；
39.图9为本实用新型转动座的结构示意图；
40.图10为本实用新型飞爬消防机器人的左右方向调节时的一个状态的示意图；
41.图11为本实用新型飞爬消防机器人的左右方向调节时的另一个状态的示意图。
42.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
43.1、灭火箱体；2、爬行腿；3、连杆；4、灭火喷嘴；5、爬行脚；6、安放槽；7、伸缩灭火管；8、转动装置；9、转动座；9
‑
1、环状端；9
‑
2、连接端；10、固定环；11、飞行电机；12、保护罩；13、飞行转子；14、万向联轴器；15、底座；16、转动轴；17、转动脚；18、电动吸盘；19、微型伺服电缸；20、支架；21、第一转向电机；22、第二转向电机；23、旋翼；24、转动齿；25、齿轮；26、连接轴；27、连接座。
具体实施方式
44.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
45.实施例
46.如图1
‑
图11所示，本实施例提供一种飞爬消防机器人，包括：灭火箱体1、伸缩灭火管7、多个爬行部件和多个飞行部件。
47.灭火箱体1用于充填灭火材料。伸缩灭火管7的一端与灭火箱体1的一面转动连接，并与灭火箱体1内部连通，伸缩灭火管7的另一端设有灭火喷嘴4，灭火箱体1中的灭火材料经伸缩灭火管7和灭火喷嘴4喷出。多个爬行部件的一端与灭火箱体1的一面连接，通过多个爬行部件在墙体上爬行。多个飞行部件与灭火箱体1的顶端连接，通过多个飞行部件在天空飞行。
48.其中，灭火箱体1为长方形箱体，并竖直设置，灭火箱体1为内空，用于充填灭火材料。其中灭火箱体1为金属材质，内部填充有高压的泡沫灭火剂。其中伸缩灭火管7用于输送泡沫灭火剂，其中灭火喷嘴4用于打开或关闭伸缩灭火管7，使得需要灭火时，泡沫灭火剂从灭火喷嘴4喷出，扑灭大火。其中伸缩灭火管7能够伸长或缩短，能够根据距离火源的距离进行调整。其中伸缩灭火管7为现有技术，其可以为机械伸缩管也可以是电动伸缩管，对本领域技术人员来说为已知的，在此不再过多赘述。其中灭火箱体1的一面上设有安放槽6，其中
伸缩灭火管7能够转动到安放槽6中收纳。其中安放槽6内设有转动装置8，转动装置8的输出端与伸缩灭火管7的一端连接，通过转动装置8带动伸缩灭火管7转动到安放槽6中收纳。其中转动装置8为现有技术，对本领域技术人员来说为已知的，在此不再过多赘述。
49.其中，多个爬行部件用于带动灭火箱体1在墙体上爬行，方便带动灭火箱体1移动。其中多个爬行部件分别设在灭火箱体1的一面的两侧，以灭火箱体1的中线对称分布。爬行部件为6个，成两列分布。
50.其中，飞行部件与灭火箱体1的顶端连接，通过飞行部件带动灭火箱体1飞行。其中飞行部件为两个，分别与灭火箱体1的顶端的两侧连接，通过飞行部件能够带动灭火箱体1快速到火源位置。
51.本实施例的技术方案的效果是，通过设置的灭火箱体1方便携带灭火材料，通过灭火喷嘴4喷出，能够扑灭火源。通过设置的飞行部件能够带动灭火箱体1飞行，快速到达高层建筑着火位置，进行灭火，当需要爬行前进的，通过多个爬行部件能够带动灭火箱体1进行爬行，利于灭火箱体1到达灭火位置，同时对不同的着火环境的适应性高。通过本飞爬消防机器人能够有效的提高灭火效率以及灭火效果，减轻消防员的负担。
52.优选地，本实施例中，飞行部件包括转动座9、飞行电机11、旋翼23、转向部件和竖直设置的飞行转子13，转动座9的底端与灭火箱体1的顶端转动连接，转向部件与转动座9的顶端连接，飞行电机11与转向部件的输出端连接，飞行转子13的下端与飞行电机11的输出端连接，旋翼23与飞行转子13的上端固定连接，通过飞行电机11带动旋翼23转动，通过转向部件带动旋翼23倾斜实现转向。
53.其中，飞行电机11能够带动飞行转子13转动，飞行转子13带动旋翼23转动，实现起飞。其中，旋翼23为两个，两个旋翼23的一端均与飞行转子13的上端固定连接。两个旋翼23以飞行转子13的轴线对称分布。通过设置的转向部件带动旋翼23倾斜，实现调整飞行方向。其中飞行电机11为现有技术，在此不再过多赘述。通过飞行电机11和旋翼23的配合，能够方便带动灭火箱体1起飞，再通过转向部件的调节左右，使得灭火箱体1能够快速到达指定位置。
54.优选地，转动座9与灭火箱体1的顶端转动连接，能够调整旋翼23相对灭火箱体1的位置，从而改变旋翼23带动灭火箱体1的重心改变，使得能够适应更多的灭火环境需要。
55.其中转动座9包括环状端9
‑
1和连接端9
‑
2，其中环状端9
‑
1用于与灭火箱体1的顶端连接，环状状上设有连接轴26，通过连接轴26有灭火箱体1的顶端连接，通过环状端9
‑
1能够绕连接轴26的轴线转动，其中环状端9
‑
1的内环壁上设有转动齿24，环状端9
‑
1内转动设有齿轮25，齿轮25转动连接在灭火箱体1的顶端上，灭火箱体1的顶端设有用于驱动齿轮25转动的转动电机，齿轮25与环状端9
‑
1的内环壁上的转动齿24啮合，通过齿轮25转动带动环状端9
‑
1相对连接轴26转动，实现重心调整。
56.优选地，本实施例中，转向部件包括左右方向调节部件和前后方向调节部件，前后方向调节部件与转动座9的顶端连接，左右方向调节部件与前后方向调节部件的输出端连接，左右方向调节部件的输出端与飞行电机11连接。通过设置的左右方向调节部件能够调节飞行的左右方向，通过前后方向调节部件能够调节飞行的前后方向，从而利于灭火箱体1达到指定位置。
57.优选地，本实施例中，左右方向调节部件包括固定环10和第一转向电机21，固定环
10套设在飞行电机11上，飞行电机11的外壁与固定环10的内环壁转动连接，第一转向电机21与固定环10的外环壁固定连接，第一转向电机21的输出端与飞行电机11的外侧壁连接，通过第一转向电机21带动飞行电机11转动实现左右方向调节。
58.其中第一转向电机21为微型伺服电机，第一转向电机21的输出端转动穿过固定环10与飞行电机11的外壁连接，从而通过第一转向电机21带动飞行电机11转动，实现左右方向调节，当带动飞行电机11转动时，旋翼23跟随转动，从而变为左右倾斜状态，此时灭火箱体1受到倾斜的浮力，向对应方向移动。其中飞行电机11通过转杆转动在固定环10内，能够对飞行电机11进行固定，同时又保证飞行电机11的转动，从而方便实现左右方向调节。
59.优选地，本实施例中，前后方向调节部件包括第二转向电机22和连接座27，第二转向电机22与转动座9的顶端连接，第二转向电机22的输出端与连接座27连接，连接座27与固定环10的外环壁固定连接，通过第二转向电机22带动固定环10转动实现前后方向调节。
60.其中，第二转向电机22为微型伺服电机，第二转向电机22与连接端9
‑
2固定连接，第二转向电机22的输出端转动穿过连接端9
‑
2与连接座27的外壁连接，从而通过第而转向电机带动固定环10转动，实现前后方向调节，当带动固定环10转动时，旋翼23跟随转动，从而变为前后倾斜状态，此时灭火箱体1受到倾斜的浮力，向对应方向移动。通过第二转向电机22方便实现前后方向调节。
61.优选地，本实施例中，还包括用于保护旋翼23的保护罩12，保护罩12罩设在旋翼23上，飞行转子13的上端的端部与保护罩12的轴线处转动连接。通过保护罩12对旋翼23进行保护，同时又不会影响旋翼23的转动。
62.优选地，本实施例中，多个爬行部件包括折叠爬行腿2和爬行脚5，折叠爬行腿2的一端与灭火箱体1的一面转动连接，折叠爬行腿2的另一端与爬行腿2的转动连接。
63.其中，折叠爬行腿2用于爬行脚5与灭火箱体1连接，折叠爬行腿2能够折叠，实现抬起爬行脚5。其中折叠爬行腿2的一端与灭火箱体1通过马达转动连接，能够实现折叠爬行腿2的转动，从而实现爬行效果。其中折叠爬行腿2为现有技术，实现爬行的功能为现有的，对本领域技术人员来说为已知的，在此不再过多赘述折叠爬行腿2的结构。其中折叠爬行腿2上设有多个活动关节，每个活动关节设有一个内置微型伺服直流电机和大小齿轮25，用于驱动关节伸出与收回。
64.优选地，本实施例中，爬行脚5包括连杆3、万向联轴器14、底座15、多个驱动部件、多个转动脚17和多个电动吸盘18，连杆3的一端与折叠爬行腿2的另一端转动连接，连杆3的另一端与万向联轴器14的一端连接，万向联轴器14的另一端与底座15连接，多个驱动部件与多个转动脚17及多个电动吸盘18一一对应，多个电动吸盘18与对应的转动脚17的一端连接，转动脚17的另一端与底座15转动连接，驱动部件的输出端与转动脚17的另一端传动连接。
65.其中，连杆3通过万向联轴器14与底座15连接，能够调整底座15的方向，使得底座15能够适应各种角度的行走道路，对地形的适应力更好，爬行能力更强。其中驱动部件用于驱动多个转动脚17的转动，实现将电动吸盘18从地面或墙面上分离，然后进行爬行。其中，电动吸盘18用于吸在地面或墙面上，电动吸盘18为现有技术，在此不再过多赘述其结构。万向联轴器14同样为现有技术，在此不再过多赘述其结构。
66.优选地，本实施例中，驱动部件为微型伺服电缸19，微型伺服电缸19的输出端与转
动脚17的另一端转动连接，底座15上设有用于固定微型伺服电缸19的支架20，微型伺服电缸19转动连接在支架20上。通过微型伺服电缸19推动或拉回转动脚17的一端，使得转动脚17实现转动。
67.其中，微型伺服电缸19的输出端上设有推杆，推杆与转动脚17的另一端转动连接，而微型伺服电缸19与支架20转动连接，从而当转动脚17转动时，推杆和微型伺服电缸19跟随转动，保持对转动脚17的推力，同时可以方便将转动脚17拉回，使得电动吸盘18重新吸附到墙面或地面上。其中微型伺服电缸19为现有技术，对本领域技术人员来说为已知的，在此不再过多赘述其结构。其中转动脚17通过转动轴16与底座15连接，其中转动脚17设有4个，两两位于底座15的一侧，成四角设置。其中每个转动脚17上设有一个电动吸盘18。
68.优选地，本实施例中，还包括控制系统；
69.控制系统包括遥控传输模块、处理器、热源传感器、烟雾传感器、摄像头和三维光电成像雷达和遥控装置。
70.遥控传输模块、处理器和三维光电成像雷达设在灭火箱体1上，热源传感器、烟雾传感器和摄像头均设在伸缩灭火管7上，遥控传输模块、热源传感器、烟雾传感器、摄像头和三维光电成像雷达均与处理器电连接。
71.其中遥控传输模块用于传输遥控信号，能够与外部遥控器连接，通过设置的遥控传输模块能够通过外置的遥控器来遥控。
72.处理器与伸缩灭火管7、多个爬行部件和多个飞行部件电连接。
73.其中处理器能够控制伸缩灭火管7伸长或缩短，同时能够控制灭火喷嘴4喷出灭火材料。其中，处理器与折叠伸缩腿上的微型伺服直流电机和马达电连接，从而控制折叠伸缩腿的转动和伸长或缩短，实现爬行，处理器与电动吸盘18和微型伺服电缸19电连接，控制电动吸盘18的起吊或关闭，同时控制转动脚17的转动。处理器与飞行电机11电连接，控制旋翼23的转动。处理器与第一转向电机21电连接，控制旋翼23的左右方向调节，处理器与第二转向电机22电连接，控制旋翼23的前后方向调节。处理器与转动电机电连接，控制转动座9的转动，调整重心。其中，微型伺服直流电机、马达、电动吸盘18、微型伺服电缸19、飞行电机11、第一转向电机21、第二转向电机22和转动电机上均设有继电器，处理器发射电信号，通过继电器来控制各个部件。其中处理器与转动装置8电连接，转动装置8上同样设有继电器，通过处理器控制伸缩灭火管7转入或转出安放槽6，方便收纳。
74.热源传感器用于检测热源并传输到处理器，烟雾传感器用于检测烟雾并传输到处理器，处理器进行数据分析，处理器将结果输送到三维光电成像雷达，并控制三维光电成像雷达根据检测情况定位和测距，然后再将数据返回到处理器，处理器根据定位和测距情况，发送信号到各个部件的继电器，控制各个部件协同配合，带动灭火箱体1达到指定位置，并控制伸缩灭火管7喷出灭火材料灭火。
75.另外本飞爬消防机器人还可以通过外部遥控设备，与遥控传输模块连接，来遥控本飞爬消防机器人。其中，外部遥控设备上设有显示设备，并与摄像头连接，指挥人员通过摄像头传回的画面，并遥控机器人靠近火源进行遥控精准灭火。通过拍摄的视频，指挥人员可通过热源传感器的数据，可发现待燃的火源，遥控对暗处中的着火点进行灭火。使得能够自动识别火源进行灭火，非常方便，不需要人过多操作，另外也可以通过遥控来进行精准灭火。
76.在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实用新型创造和简化描述，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实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
77.在本实用新型创造的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。
78.需要注意的是，本实用新型中的“包括”意指其除所述成分外，还可以包括其他成分，所述的“包括”，还可以替换为封闭式的“为”或“由
……
组成”。
79.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。