一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统的制作方法
专利名称：一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，属于消防设备领域。
背景技术：
随着社会的发展，高速公路和铁路里程的增加，隧道交通也迅速发展，隧道的安全问题也日益为世人所关注。隧道一旦发生火灾，由于浓烟、照明等条件限制，消防人员很难接近火源，扑救十分困难，而且易造成严重损失。隧道火灾具有如下特点烟雾大，温度高、疏散困难、扑救困难。若不能及时扑灭火源，将严重危及救灾人员和周围居民的生命与财产安全。但是我国隧道专用灭火机器人的研究尚属空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统。为达成所述目的，本发明提供一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体、轨道、移动装置和灭火系统；所述的轨道安装在隧道侧面的上部，所述的箱体通过移动装置安装在轨道上，灭火系统固定在箱体上。进一步地，所述的移动装置包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮、输出轴、支撑套筒、轴承端盖、支撑轮、电磁铁、弹簧、支撑板和电机，其中支撑轮安装在箱体上，支撑轮对称地分布在轨道的两端，输出轴一端与固定在箱体上的电机连接，另一端与固定在箱体上的支撑套筒和轴承端盖连接；所述的电磁铁通过弹簧和支撑板固定在箱体上，所述的支撑轮包括连接件、摆动件、短轴和滚动轮，其中连接件固定在箱体上，摆动件安装在连接件上，滚动轮通过短轴安装在摆动件上。进一步地，所述的灭火系统包括回转关节和摆动关节，回转关节和摆动关节通过各自的关节连接件连接；所述的回转关节包括电机、输出轴、小齿轮、大齿轮、沉头螺栓、齿轮箱、大轴套、小轴套、轴承、调整垫片、透盖和关节连接件，其中输出轴一端连接电机，一端连接小齿轮，小齿轮与大齿轮齿合安装在齿轮箱里，齿轮箱安装在箱体上，大齿轮通过沉头螺栓固连在小轴套一端上，小轴套另一端和关节连接件固连，大轴套通过轴承套接在小轴套外并与箱体固连，透盖和调整垫片连接，并套接在大轴套外并与其固连；所述的摆动关节包括关节连接件、电机、电机安装架、手臂连接件、沉头螺栓、输出轴、轴承端盖、手臂、固定件、紧固件、消防水管和消防水枪，其中电机安装在电机安装架上，电机安装架固定在关节连接件上，输出轴一端安装在电机上，另一端与轴承端盖固连，手臂连接件通过沉头螺栓将手臂安装在输出轴上，固定件安装在手臂上，消防水枪通过紧固件安装在固定件上，消防水枪内设置有消防水管。本发明利用预设在隧道内的轨道，通过两个驱动轮与轨道之间的摩擦力实现机器人在轨道上行走，电磁铁起制动作用，灭火系统中包括回转关节和摆动关节两自由度的手臂，回转关节绕垂直轴线转动，摆动关节绕水平轴线转动，消防水枪安装在手臂的末端，使灭火系统能够对隧道内的任意火源进行灭火，支撑轮防止机器人卡在轨道上或者受过大的阻力，水源通过消防水管输入消防水枪，实现隧道灭火。本发明具有体积小、结构紧凑等特点，能够在隧道空间狭小、纵深较长、出入口数量少、封闭性强，隧道内排烟与散热条件差的环境下迅速到达火灾现场，及时将火扑灭。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1是本发明整体机械结构示意图；图中标记为1-轨道、2-移动装置、3-箱体、4-灭火系统、5-消防水管、6-消防水枪；图2是移动装置的结构示意图；图中标记为7_驱动轮、8-输出轴、9-支撑套筒、10-轴承端盖、11-支撑轮、12-电磁铁、13-弹黃、14-支撑板、15-电机、1-轨道、3-箱体；图3是移动装置中支撑轮结构示意图；图中标记为16_连接件、17-摆动件、18-短轴、19-滚动轮；图4是灭火系统中回转关节结构示意图；图中标记为20_电机、21-输出轴、22-小齿轮、23-大齿轮、24-沉头螺栓、25-齿轮箱、26-大轴套、27-小轴套、28-轴承、29-调整垫片、30-透盖、31-关节连接件；图5是灭火系统中摆动关节结构示意图；图中标记为32_关节连接件、33-电机、34-电机安装架、35-手臂连接件、36-沉头螺栓、37-输出轴、38-轴承端盖、39-手臂、40-固定件、41-紧固件、5-消防水管、6-消防水枪。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。如图1-5所示，一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体3、轨道1、移动装置2和灭火系统4 ;所述的轨道I安装在隧道侧面的上部，所述的箱体3通过移动装置2安装在轨道I上，灭火系统4固定在箱体3上。所述的移动装置2包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮7、输出轴8、支撑套筒9、轴承端盖10、支撑轮11、电磁铁12、弹簧13、支撑板14和电机15，其中支撑轮11通过内六角螺栓、螺母安装在箱体3上，四个支撑轮11对称地分布在轨道I的两端，支撑机器人重量并起导向作用，输出轴8 —端与固定在箱体3上的电机15连接，另一端与固定在箱体3上的支撑套筒9和轴承端盖10连接；电机15驱动输出轴8，带动驱动轮7转动,使机器人靠驱动轮7与轨道I之间的摩擦力沿着轨道I移动，电磁铁12通过弹簧13和支撑板14，靠螺栓、螺母固定在箱体3上，电磁铁12选择的是在通电状态下可产生强劲吸附力的吸盘式电磁铁，当灭火机器人行走时，电磁铁12断电，弹簧13的作用使得电磁铁12吸附面与轨道I分离，当机器人停止在某一位置进行灭火时，电磁铁12通电，电磁铁12与轨道I吸在一起，起制动作用，防止由于消防水枪6喷水时产生的后坐力使得机器人运动；所述的支撑轮11包括连接件16、摆动件17、短轴18和滚动轮19，其中连接件16固定在箱体3上，摆动件17安装在连接件16上，滚动轮19通过短轴18安装在摆动件17上；所述的灭火系统4包括回转关节和摆动关节，回转关节和摆动关节通过各自的关节连接件连接；所述的回转关节包括电机20、输出轴21、小齿轮22、大齿轮23、沉头螺栓24、齿轮箱25、大轴套26、小轴套27、轴承28、调整垫片29、透盖30和关节连接件31，其中输出轴21 —端连接电机20，一端连接小齿轮22，小齿轮22与大齿轮23齿合安装在齿轮箱25里，齿轮箱25安装在箱体3上，大齿轮23通过沉头螺栓24固连在小轴套27 一端上，小轴套27另一端和关节连接件31固连，大轴套26通过轴承28套接在小轴套27外并与箱体3固连，透盖30和调整垫片29连接，并套接在大轴套26外并与其固连，电机20驱动输出轴21，使小齿轮22随之转动，带动与小齿轮22齿合的大齿轮23转动，和大齿轮23固连在一起的关节连接件31随之转动，从而带动摆动关节，消防水枪6绕垂直轴线转动；所述的摆动关节包括关节连接件32、电机33、电机安装架34、手臂连接件35、沉头螺栓36、输出轴37、轴承端盖38、手臂39、固定件40、紧固件41、消防水管5和消防水枪6，其中电机33安装在电机安装架34上，电机安装架34固定在关节连接件32上，输出轴37 —端安装在电机33上，另一端与轴承端盖38固连，手臂连接件35通过沉头螺栓36将手臂39安装在输出轴37上，固定件40安装在手臂39上，消防水枪6通过紧固件41安装在固定件40上，消防水枪6内设置有消防水管5，电机33驱动输出轴37，安装在输出轴37上的手臂连接件35跟着转动，带动手臂39绕水平轴线转动，安装在手臂39上的消防水枪6随之转动，指向目标位置实施灭火。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体、轨道、移动装置和灭火系统，其特征在于:所述的轨道安装在隧道侧面的上部，所述的箱体通过移动装置安装在轨道上，灭火系统固定在箱体上。
2.根据权利要求1所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:所述的移动装置包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮、输出轴、支撑套筒、轴承端盖、支撑轮、电磁铁、弹簧、支撑板和电机，其中支撑轮安装在箱体上，支撑轮对称地分布在轨道的两端，输出轴一端与固定在箱体上的电机连接，另一端与固定在箱体上的支撑套筒和轴承端盖连接；所述的电磁铁通过弹簧和支撑板固定在箱体上，所述的支撑轮包括连接件、摆动件、短轴和滚动轮，其中连接件固定在箱体上，摆动件安装在连接件上，滚动轮通过短轴安装在摆动件上。
3.根据权利要求1所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:灭火系统包括回转关节和摆动关节，回转关节和摆动关节通过各自的关节连接件连接。
4.根据权利要求3所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:所述的回转关节包括:电机、输出轴、小齿轮、大齿轮、沉头螺栓、齿轮箱、大轴套、小轴套、轴承、调整垫片、透盖和关节连接件，其中输出轴一端连接电机，一端连接小齿轮，小齿轮与大齿轮齿合安装在齿轮箱里，齿轮箱安装在箱体上，大齿轮通过沉头螺栓固连在小轴套一端上，小轴套另一端和关节连接件固连，大轴套通过轴承套接在小轴套外并与箱体固连，透盖和调整垫片连接，并套接在大轴套外并与其固连。
5.根据权利要求3所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:所述的摆动关节包括:关节连接件、电机、电机安装架、手臂连接件、沉头螺栓、输出轴、轴承端盖、手臂、固定件、紧固件、消防水管和消防水枪，其中电机安装在电机安装架上，电机安装架固定在关节连接件上，输出轴一 端安装在电机上，另一端与轴承端盖固连，手臂连接件通过沉头螺栓将手臂安装在输出轴上，固定件安装在手臂上，消防水枪通过紧固件安装在固定件上，消防水枪内设置有消防水管。
全文摘要
本发明公开了一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体、轨道、移动装置和灭火系统；所述的轨道安装在隧道侧面的上部，所述的箱体通过移动装置安装在轨道上，灭火系统固定在箱体上。所述的移动装置包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮、输出轴、支撑套筒、轴承端盖、支撑轮、电磁铁、弹簧、支撑板和电机，所述的灭火系统包括回转关节和摆动关节，本发明具有体积小、结构紧凑等特点，能够在隧道空间狭小、纵深较长、出入口数量少、封闭性强，隧道内排烟与散热条件差的环境下迅速到达火灾现场，及时将火扑灭。
文档编号A62C3/00GK103071257SQ20121059064
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者石立宏, 王洪波, 顾绮芳, 周乐乐, 任岭雪 申请人:无锡佑仁科技有限公司
技术领域：
本发明涉及一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，属于消防设备领域。
背景技术：
随着社会的发展，高速公路和铁路里程的增加，隧道交通也迅速发展，隧道的安全问题也日益为世人所关注。隧道一旦发生火灾，由于浓烟、照明等条件限制，消防人员很难接近火源，扑救十分困难，而且易造成严重损失。隧道火灾具有如下特点烟雾大，温度高、疏散困难、扑救困难。若不能及时扑灭火源，将严重危及救灾人员和周围居民的生命与财产安全。但是我国隧道专用灭火机器人的研究尚属空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统。为达成所述目的，本发明提供一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体、轨道、移动装置和灭火系统；所述的轨道安装在隧道侧面的上部，所述的箱体通过移动装置安装在轨道上，灭火系统固定在箱体上。进一步地，所述的移动装置包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮、输出轴、支撑套筒、轴承端盖、支撑轮、电磁铁、弹簧、支撑板和电机，其中支撑轮安装在箱体上，支撑轮对称地分布在轨道的两端，输出轴一端与固定在箱体上的电机连接，另一端与固定在箱体上的支撑套筒和轴承端盖连接；所述的电磁铁通过弹簧和支撑板固定在箱体上，所述的支撑轮包括连接件、摆动件、短轴和滚动轮，其中连接件固定在箱体上，摆动件安装在连接件上，滚动轮通过短轴安装在摆动件上。进一步地，所述的灭火系统包括回转关节和摆动关节，回转关节和摆动关节通过各自的关节连接件连接；所述的回转关节包括电机、输出轴、小齿轮、大齿轮、沉头螺栓、齿轮箱、大轴套、小轴套、轴承、调整垫片、透盖和关节连接件，其中输出轴一端连接电机，一端连接小齿轮，小齿轮与大齿轮齿合安装在齿轮箱里，齿轮箱安装在箱体上，大齿轮通过沉头螺栓固连在小轴套一端上，小轴套另一端和关节连接件固连，大轴套通过轴承套接在小轴套外并与箱体固连，透盖和调整垫片连接，并套接在大轴套外并与其固连；所述的摆动关节包括关节连接件、电机、电机安装架、手臂连接件、沉头螺栓、输出轴、轴承端盖、手臂、固定件、紧固件、消防水管和消防水枪，其中电机安装在电机安装架上，电机安装架固定在关节连接件上，输出轴一端安装在电机上，另一端与轴承端盖固连，手臂连接件通过沉头螺栓将手臂安装在输出轴上，固定件安装在手臂上，消防水枪通过紧固件安装在固定件上，消防水枪内设置有消防水管。本发明利用预设在隧道内的轨道，通过两个驱动轮与轨道之间的摩擦力实现机器人在轨道上行走，电磁铁起制动作用，灭火系统中包括回转关节和摆动关节两自由度的手臂，回转关节绕垂直轴线转动，摆动关节绕水平轴线转动，消防水枪安装在手臂的末端，使灭火系统能够对隧道内的任意火源进行灭火，支撑轮防止机器人卡在轨道上或者受过大的阻力，水源通过消防水管输入消防水枪，实现隧道灭火。本发明具有体积小、结构紧凑等特点，能够在隧道空间狭小、纵深较长、出入口数量少、封闭性强，隧道内排烟与散热条件差的环境下迅速到达火灾现场，及时将火扑灭。
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中图1是本发明整体机械结构示意图；图中标记为1-轨道、2-移动装置、3-箱体、4-灭火系统、5-消防水管、6-消防水枪；图2是移动装置的结构示意图；图中标记为7_驱动轮、8-输出轴、9-支撑套筒、10-轴承端盖、11-支撑轮、12-电磁铁、13-弹黃、14-支撑板、15-电机、1-轨道、3-箱体；图3是移动装置中支撑轮结构示意图；图中标记为16_连接件、17-摆动件、18-短轴、19-滚动轮；图4是灭火系统中回转关节结构示意图；图中标记为20_电机、21-输出轴、22-小齿轮、23-大齿轮、24-沉头螺栓、25-齿轮箱、26-大轴套、27-小轴套、28-轴承、29-调整垫片、30-透盖、31-关节连接件；图5是灭火系统中摆动关节结构示意图；图中标记为32_关节连接件、33-电机、34-电机安装架、35-手臂连接件、36-沉头螺栓、37-输出轴、38-轴承端盖、39-手臂、40-固定件、41-紧固件、5-消防水管、6-消防水枪。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。如图1-5所示，一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体3、轨道1、移动装置2和灭火系统4 ;所述的轨道I安装在隧道侧面的上部，所述的箱体3通过移动装置2安装在轨道I上，灭火系统4固定在箱体3上。所述的移动装置2包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮7、输出轴8、支撑套筒9、轴承端盖10、支撑轮11、电磁铁12、弹簧13、支撑板14和电机15，其中支撑轮11通过内六角螺栓、螺母安装在箱体3上，四个支撑轮11对称地分布在轨道I的两端，支撑机器人重量并起导向作用，输出轴8 —端与固定在箱体3上的电机15连接，另一端与固定在箱体3上的支撑套筒9和轴承端盖10连接；电机15驱动输出轴8，带动驱动轮7转动,使机器人靠驱动轮7与轨道I之间的摩擦力沿着轨道I移动，电磁铁12通过弹簧13和支撑板14，靠螺栓、螺母固定在箱体3上，电磁铁12选择的是在通电状态下可产生强劲吸附力的吸盘式电磁铁，当灭火机器人行走时，电磁铁12断电，弹簧13的作用使得电磁铁12吸附面与轨道I分离，当机器人停止在某一位置进行灭火时，电磁铁12通电，电磁铁12与轨道I吸在一起，起制动作用，防止由于消防水枪6喷水时产生的后坐力使得机器人运动；所述的支撑轮11包括连接件16、摆动件17、短轴18和滚动轮19，其中连接件16固定在箱体3上，摆动件17安装在连接件16上，滚动轮19通过短轴18安装在摆动件17上；所述的灭火系统4包括回转关节和摆动关节，回转关节和摆动关节通过各自的关节连接件连接；所述的回转关节包括电机20、输出轴21、小齿轮22、大齿轮23、沉头螺栓24、齿轮箱25、大轴套26、小轴套27、轴承28、调整垫片29、透盖30和关节连接件31，其中输出轴21 —端连接电机20，一端连接小齿轮22，小齿轮22与大齿轮23齿合安装在齿轮箱25里，齿轮箱25安装在箱体3上，大齿轮23通过沉头螺栓24固连在小轴套27 一端上，小轴套27另一端和关节连接件31固连，大轴套26通过轴承28套接在小轴套27外并与箱体3固连，透盖30和调整垫片29连接，并套接在大轴套26外并与其固连，电机20驱动输出轴21，使小齿轮22随之转动，带动与小齿轮22齿合的大齿轮23转动，和大齿轮23固连在一起的关节连接件31随之转动，从而带动摆动关节，消防水枪6绕垂直轴线转动；所述的摆动关节包括关节连接件32、电机33、电机安装架34、手臂连接件35、沉头螺栓36、输出轴37、轴承端盖38、手臂39、固定件40、紧固件41、消防水管5和消防水枪6，其中电机33安装在电机安装架34上，电机安装架34固定在关节连接件32上，输出轴37 —端安装在电机33上，另一端与轴承端盖38固连，手臂连接件35通过沉头螺栓36将手臂39安装在输出轴37上，固定件40安装在手臂39上，消防水枪6通过紧固件41安装在固定件40上，消防水枪6内设置有消防水管5，电机33驱动输出轴37，安装在输出轴37上的手臂连接件35跟着转动，带动手臂39绕水平轴线转动，安装在手臂39上的消防水枪6随之转动，指向目标位置实施灭火。最后应说明的是以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体、轨道、移动装置和灭火系统，其特征在于:所述的轨道安装在隧道侧面的上部，所述的箱体通过移动装置安装在轨道上，灭火系统固定在箱体上。
2.根据权利要求1所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:所述的移动装置包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮、输出轴、支撑套筒、轴承端盖、支撑轮、电磁铁、弹簧、支撑板和电机，其中支撑轮安装在箱体上，支撑轮对称地分布在轨道的两端，输出轴一端与固定在箱体上的电机连接，另一端与固定在箱体上的支撑套筒和轴承端盖连接；所述的电磁铁通过弹簧和支撑板固定在箱体上，所述的支撑轮包括连接件、摆动件、短轴和滚动轮，其中连接件固定在箱体上，摆动件安装在连接件上，滚动轮通过短轴安装在摆动件上。
3.根据权利要求1所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:灭火系统包括回转关节和摆动关节，回转关节和摆动关节通过各自的关节连接件连接。
4.根据权利要求3所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:所述的回转关节包括:电机、输出轴、小齿轮、大齿轮、沉头螺栓、齿轮箱、大轴套、小轴套、轴承、调整垫片、透盖和关节连接件，其中输出轴一端连接电机，一端连接小齿轮，小齿轮与大齿轮齿合安装在齿轮箱里，齿轮箱安装在箱体上，大齿轮通过沉头螺栓固连在小轴套一端上，小轴套另一端和关节连接件固连，大轴套通过轴承套接在小轴套外并与箱体固连，透盖和调整垫片连接，并套接在大轴套外并与其固连。
5.根据权利要求3所述的一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，其特征在于:所述的摆动关节包括:关节连接件、电机、电机安装架、手臂连接件、沉头螺栓、输出轴、轴承端盖、手臂、固定件、紧固件、消防水管和消防水枪，其中电机安装在电机安装架上，电机安装架固定在关节连接件上，输出轴一 端安装在电机上，另一端与轴承端盖固连，手臂连接件通过沉头螺栓将手臂安装在输出轴上，固定件安装在手臂上，消防水枪通过紧固件安装在固定件上，消防水枪内设置有消防水管。
全文摘要
本发明公开了一种侧挂式隧道灭火机器人机械系统，包括箱体、轨道、移动装置和灭火系统；所述的轨道安装在隧道侧面的上部，所述的箱体通过移动装置安装在轨道上，灭火系统固定在箱体上。所述的移动装置包括两个相同的驱动系统，驱动系统包括驱动轮、输出轴、支撑套筒、轴承端盖、支撑轮、电磁铁、弹簧、支撑板和电机，所述的灭火系统包括回转关节和摆动关节，本发明具有体积小、结构紧凑等特点，能够在隧道空间狭小、纵深较长、出入口数量少、封闭性强，隧道内排烟与散热条件差的环境下迅速到达火灾现场，及时将火扑灭。
文档编号A62C3/00GK103071257SQ20121059064
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者石立宏, 王洪波, 顾绮芳, 周乐乐, 任岭雪 申请人:无锡佑仁科技有限公司
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