[发明专利]防爆消防侦察灭火机器人及工作方法

权利要求书

1.一种防爆型消防侦察灭火机器人，其特征在于，包括防爆消防侦察灭火机器人移动底盘、操纵控制箱、防爆消防水炮、防爆侦察组件、防爆路况摄像组件、防爆消防水带脱落组件、防爆自喷淋降温组件，所述防爆消防侦察灭火机器人移动底盘是整套防爆型消防侦察灭火机器人的移动平台载体，防爆消防侦察灭火机器人移动底盘连接并控制防爆消防水炮、防爆侦察组件、防爆路况摄像组件、防爆消防水带脱落组件、防爆自喷淋降温组件，防爆消防水炮、防爆侦察组件、防爆自喷淋降温组件均安装在防爆消防侦察灭火机器人移动底盘上，防爆路况摄像组件位于防爆消防侦察灭火机器人移动底盘的最前部，防爆消防水带脱落组件位于防爆消防侦察灭火机器人移动底盘的最后方，操纵控制箱设置在远离防爆型消防侦察灭火机器人的一侧，通过无线连接与防爆型消防侦察灭火机器人进行信息交互；防爆消防侦察灭火机器人移动底盘包括消防侦察灭火机器人防爆壳体、防爆动力驱动组件、可变悬挂组件、高温复合履带组件、重心微调组件、控制和驱动组件、能源供给组件、防爆天线组件、传感和提示组件；操纵控制箱包括操纵控制箱体、操控摇杆、显示组件、通讯天线组件、操纵箱主控模块、供电组件；防爆消防水炮包括炮导向头、进水管、炮头喷射形式调节组件、水平方向调节组件、垂直方向调节组件、手动调节组件、安装载体、防爆水炮基体；防爆侦察组件包括防爆摄像机、防爆环境参数采集传感器、防爆升降组件；防爆路况摄像组件包括防爆示宽摄像机和固定支架；防爆消防水带脱落组件包括水带脱落防爆驱动电机、环形脱扣辅助组件、脱扣推动辅助挡圈；防爆自喷淋降温组件包括喷淋头、防爆电磁阀、喷淋管组件；

所述可变悬挂组件包括驱动轮组件、从动轮组件、托带轮、承重轮组件、减震摆臂板组件、减震阻尼组件、轮系张紧组件、悬挂本体组件，悬挂本体组件上减震阻尼组件的安装处，沿减震阻尼组件压缩或舒张的方向，斜向设置有多个悬挂软硬调节孔，分别命名为：悬挂软硬调节孔1、悬挂软硬调节孔2 、……、悬挂软硬调节孔n，其中悬挂软硬调节孔1靠近悬挂本体组件下侧，靠近减震摆臂板组件；悬挂软硬调节孔n靠近悬挂本体组件上侧，远离减震摆臂板组件，减震阻尼组件的上端根据要求安装固定在减震摆臂板组件上任意一个悬挂软硬调节孔x上，其中x=1, 2, 3, ……,n；

防爆型消防侦察灭火机器人的工作方法，包括以下工作步骤：

（1）防爆型消防侦察灭火机器人可变悬挂步骤：

1）当防爆型消防侦察灭火机器人在路面高低不平的环境中行进，需要较柔软的悬挂时，将减震阻尼组件的下端连接减震摆臂板组件的悬挂软硬调节孔1时，此时减震阻尼组件上的弹性元件有效长度最长，且减震摆臂板组件与水平地面的锐角夹角最大，减震阻尼组件的利用率最低，悬挂整体呈现最“软”状态；

2）当防爆型消防侦察灭火机器人在硬质平整路面或上装载荷较大，需要较刚硬的悬挂时，减震阻尼组件的下端连接减震摆臂板组件上的悬挂软硬调节孔n，此时减震阻尼组件上的弹性元件有效长度最短，且减震摆臂板组件与水平地面的锐角夹角变小，减震阻尼组件的利用率最高，此时悬挂整体呈现偏“硬”状态；

3）当需要除上述1）和2）之外的状态时，根据当时载荷大小和路面复杂情况，搭配减震阻尼组件的下端连接位置，将减震阻尼组件的下端连接减震摆臂板组件上的悬挂软硬调节孔x，x=2, 3, 4, ……, n-1，实现悬挂的可变调节功能；

4）当需要防爆型消防侦察灭火机器人的两侧在不同地形上行进时，可根据上述1）-3）的情况，配置左右两套可变悬挂组件中不同的悬挂软硬强度实现特定功能；

（2）防爆型消防侦察灭火机器人运动控制步骤：

1）工作人员操纵操纵控制箱发出控制指令，操纵箱主控模块将指令发送至控制和驱动组件；

2）控制和驱动组件将指令解码、分析并发出控制信号至防爆动力驱动组件，驱动高温复合履带组件运动，从而带动消防侦察灭火机器人防爆壳体前进、后退和转弯动作；

（3）防爆型消防侦察灭火机器人消防灭火步骤：

1）工作人员操纵操纵控制箱发出控制喷水指令，操纵箱主控模块将指令发送至控制和驱动组件；

2）控制和驱动组件将指令解码、分析并发出控制信号至防爆动力驱动组件，从而控制防爆消防水炮动作实现灭火功能；

3）在灭火过程中，控制和驱动组件将指令解码、分析并发出控制信号至防爆动力驱动组件，控制防爆消防水炮中的炮头喷射形式调节组件、水平方向调节组件、垂直方向调节组件进行调整并改变喷水形式、改变水炮方位和角度，实现更高效的灭火；

4）当防爆型消防侦察灭火机器人在外场灭火时，也能够通过手动调节组件实现对防爆消防水炮的角度和方位的手动调节；

（4）防爆型消防侦察灭火机器人图像视频回传步骤：

1）控制和驱动组件控制防爆侦察组件对车体前后方的灾害现场进行图像视频采集，控制防爆路况摄像组件中的摄像机对车体前方的路况图像或视频进行采集；

2）控制和驱动组件将采集的各类信息通过车载无线视频发送器和车载无线传输器发送至操纵台无线视频接收器和操纵台无线传输器；

3）操纵台主控器将接收到的参数及图像视频信息通过显示组件显示出来供人员查看和进一步控制与决策；

4）在上述图像或视频采集过程中，车载主控器还可控制防爆升降组件带动防爆侦察组件进行位置升降，从而采集不同高度的图像视频信息；

（5）防爆型消防侦察灭火机器人爬楼、下楼、越障步骤：

1）防爆型消防侦察灭火机器人爬楼或爬坡步骤：

防爆型消防侦察灭火机器人获取爬楼或爬坡信号后，控制和驱动组件控制重心微调组件中的纵向位移滑动组件带动防爆锂电池组前移，使防爆型消防侦察灭火机器人的重心前移，保证爬楼或爬坡的稳定性；

2）防爆型消防侦察灭火机器人下楼或下坡步骤：

防爆型消防侦察灭火机器人获取下楼或下坡信号后，控制和驱动组件控制重心微调组件中的纵向位移滑动组件带动防爆锂电池组后移，使防爆型消防侦察灭火机器人的重心后移，保证下楼或下坡的稳定性；

3）防爆型消防侦察灭火机器人越障步骤：

A、防爆型消防侦察灭火机器人获取越障信号后，控制和驱动组件控制重心微调组件中的纵向位移滑动组件带动防爆锂电池组前移，使防爆型消防侦察灭火机器人的重心前移，保证越障时的稳定性；

B、当防爆型消防侦察灭火机器人即将越障完毕，高温复合履带组件即将离开障碍物时，此时控制和驱动组件控制重心微调组件中的纵向位移滑动组件带动防爆锂电池组后移，使防爆型消防侦察灭火机器人的重心后移，保证离开障碍物时的稳定性；

（6）防爆型消防侦察灭火机器人水带自动脱落步骤：

1）紧急情况下，工作人员操纵操纵控制箱发出水带自动脱落指令，操纵箱主控模块将指令发送至控制和驱动组件；

2）控制和驱动组件驱动水带脱落防爆驱动电机转动，从而带动环形脱扣辅助组件推动脱扣推动辅助挡圈，从而脱落水带接头上的卡头，实现水带自动脱落功能；

（7）防爆型消防侦察灭火机器人自喷淋降温保护步骤：

1）工作人员操纵操纵控制箱发出水带自喷淋功能开启指令，操纵箱主控模块将指令发送至控制和驱动组件；

2）控制和驱动组件驱动防爆电磁阀，从而水流进入喷淋头实现对车体及履带的喷淋降温；

（8）防爆型消防侦察灭火机器人拖动水带防滑步骤：

1）工作人员操纵操纵控制箱发出拖动水带防滑功能开启指令，操纵箱主控模块将指令发送至控制和驱动组件；

2）控制和驱动组件控制重心微调组件中的纵向位移滑动组件带动防爆锂电池组前移，使防爆型消防侦察灭火机器人的重心前移，保证履带与地面的接触面积，提高防爆型消防侦察灭火机器人在拖动水带时的稳定性；

（9）防爆型消防侦察灭火机器人环境参数采集步骤：

1）防爆型消防侦察灭火机器人避障步骤：

车载主控器通过传感和提示组件中的防爆红外传感器和防爆激光测距传感器组合，实现对前方障碍物的距离检测，并将检测的数据实时发送至车载主控器供其分析，对机器人前方障碍物距离进行判定，做出前进或停止运动策略；

2）防爆型消防侦察灭火机器人环境参数采集步骤：

车载主控器通过控制防爆环境参数采集传感器实现对火灾现场的有毒气体的检测，防爆环境参数采集传感器将检测的危险气体数据上传至车载主控器供分析使用，在此过程中，车载主控器还控制防爆升降组件带动防爆环境参数采集传感器位置升降，采集不同高度的环境参数信息。