[发明专利]一种轨迹受约束的悬挂式隧道灭火机器人

说明书

技术领域  

本发明涉及一种轨迹受约束的悬挂式隧道灭火机器人，属于消防设备领域。

背景技术  

隧道是重要的基础设施，并在区域经济发展上扮演至关重要的角色，隧道中一旦发生火灾，由于浓烟、照明等条件限制，消防人员很难接近火源，若不能及时扑灭火源，大量浓烟在隧道内积聚，高温积热不散会造成隧道崩裂或汽车油箱爆炸，火灾及爆炸造成的破坏与产生的有毒物质还将严重危及救灾人员和周围居民的生命与财产安全。然而，现有的消防设备无法满足隧道灭火的需要，为了防止和减少救灾人员在扑救过程中所造成的伤亡，研制能够满足隧道灭火要求的机器人，代替灭火救灾人员进入充满危险的灾害现场，保护消防人员的生命安全势在必行。

发明内容   

本发明的目的在于提供一种能够在隧道实现自主移动和消防灭火的机器人。

  为达成所述目的，本发明提供一种轨迹受约束的悬挂式隧道灭火机器人，包括箱体、导杆、注水管道、导轨、火源探测传感器、软水管、增压泵、快换接头上部、移动装置、导向装置、换接装置和灭火装置；所述的导轨和注水管道焊接在一起并通过导杆焊接在隧道顶部，所述的注水管道上设置有快换接头上部，快换接头上部与换接装置连接，换接装置、增压泵和灭火装置均通过软水管连接固定在注水管道下方的箱体上，移动装置和导向装置的一端固定在箱体一侧，另一端设置在导轨上；箱体上还设置有火源探测传感器。

    进一步地，所述的移动装置包括电机、电机架、联轴器、下套杯、驱动轮、上套杯、下轴承座、上主轴、上轴承座、上锥齿轮、轴端挡板、下锥齿轮和下主轴，其中电机架、上轴承座、下轴承座固连于箱体之上，电机固定于电机架上；下套杯、下锥齿轮、下轴承座、轴端挡板安装于下主轴上，组成下驱动轴系；下驱动轴系一端与电机通过联轴器相连，一端与上锥齿轮配合；上套杯、上锥齿轮、上轴承座安装于上主轴上，组成上驱动轴系；上驱动轴系一端与下锥齿轮配合，一端和驱动轮相连，驱动轮设置在导轨内；电机把动力通过联轴器、下主轴传递给下锥齿轮，下锥齿轮通过啮合把动力传递给上锥齿轮，上锥齿轮通过上主轴把动力传递给驱动轮，驱动轮通过与导轨间的摩擦带动箱体前进。

    进一步地，所述的导向装置包括导轮轴、轮架、导向轮、导轮上转动盖、导轮上杆、自制180度接头、导轮安装支杆和连接法兰，其中导向轮和轮架通过导轮轴连接；导轮上杆与自制180度接头相连、导轮上传动盖套在导轮上杆上，组成U型连杆，实现导向轮的转向；U型连杆一端与轮架焊接，一端与导轮安装支杆相连；导轮安装支杆与连接法兰相连，将导向装置固定于箱体上；导向轮置于导轨内，通过U型连杆的转动实现导向轮在导轨上灵活转弯，实现机器人在预设导轨上行走的导向。

    进一步地，所述的换接装置包括联轴器、曲轴、连杆下圆、连杆、滑槽机架、滑槽、接头、接口、位置传感器、快换接头下部、自制内径50T管接头、电机架和电机，其中自制内径50T管接头上端与快换接头下部螺纹相连，下端与接口相连，左端与接头相连；连杆下端与连杆下圆以螺纹连接安装在曲轴上，连杆上端与接口相连，并置于滑槽内，组成曲柄滑块机构；电机架与箱体固连，电机固定于电机架上；安装在快换接头下部的位置传感器能够定位距着火点最近的快换接头上部的位置，当机器人到达指定位置后，电机启动，通过联轴器带动曲柄滑块机构运动，推动快换接头下部与快换接头上部对接，从而可将水从管道引入软水管中。  

      进一步地，所述的灭火装置包含关节一和关节二，其中关节一含有大齿轮、小齿轮、基座、电机架、小主轴、联轴器、电机、立柱、大主轴和压块，其中压块一端与大主轴以螺钉相连，一端嵌在大臂内，关节一含有的基座、电机架与箱体固连，联轴器一端与电机与相连，一端与小主轴小端相连；电机通过联轴器带动小主轴旋转，小主轴通过小齿轮和大齿轮啮合，带动大主轴旋转，带动压块左右摇摆，从而带动与压块相连的大臂运动，实现末端喷嘴左右位置的调节；所述的关节二含有小齿轮轴、联轴器、电机架、电机、末端喷嘴、大臂、大齿轮、大齿轮轴、后壳和小齿轮，其中大齿轮与后壳相连，固定于箱体之上；电机通过电机架固定在大臂上，并通过联轴器与小齿轮轴的小端相连；末端喷嘴与软水管相连，且穿过大臂，可随大臂运动；电机通过联轴器带动小齿轮轴旋转，小齿轮绕固定的大齿轮旋转啮合，带动大臂上下俯仰运动，从而实现末端喷嘴上下位置的调节。