一种城市综合管廊智能消防机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种城市综合管廊智能消防机器人，包括安装在机体(1)前部的红外摄像头(2)、环境监测模块(4)、超声波测距装置(5)、轨道行走装置(6)和中央控制器，机体(1)的底部挂载有灭火装置(3)，轨道行走装置(6)设在机体(1)的内部，轨道行走装置(6)包括滚筒机构(601)和滚珠压紧机构(602)，滚筒机构(601)包括多个滚筒，多个滚筒分上下两层水平布置，且上层滚筒和下层滚筒均对称设置，上层滚筒与下层滚筒之间的间隙用来装夹工字钢轨道底部水平壁面，滚珠压紧机构(602)夹紧工字钢轨道的竖直壁面。本发明专利技术的有益效果在于：能够及时地、多方面的监测廊道内的空气数据，机体运行平稳，结构简单可靠，通用性强。

An intelligent fire fighting robot for urban comprehensive pipe gallery

【技术实现步骤摘要】
一种城市综合管廊智能消防机器人
本专利技术涉及巡检机器人
，更为具体地，涉及一种城市综合管廊智能消防机器人。
技术介绍
城市地下综合管廊是指在地下建造一个集各种管线于一体的隧道空间，以实现电力、通讯、燃气、给排水等的统一规划和管理。随着国家对城市地下综合管廊的大量投入，管廊内的巡检、消防要求变得越来越重要。长期以来，对于城市地下综合管廊的检查，主要使用的都是人工方式，即采用固定式消防、报警、监控系统，然后巡视由工人负责。由于地下管廊内的特殊环境，采用这种方式会带来重复投资，运行维护复杂，使用周期短，工作人员负担重，消防监测的效率低，工作人员的人身安全受威胁较大，为此，城市地下综合管廊消防机器人的研究成为了各大高校和企业的研究热点。由于城市地下综合管廊的环境特点，多数城市地下综合管廊消防机器人利用在管廊内铺设的轨道完成巡检工作，但部分城市在建设地下管廊时并没有规划、铺设供城市地下综合管廊消防机器人行走的轨道，且城市地下综合管廊的尺寸和地下空间的限制，后期改装地下综合管廊铺设轨道的成本高和难度大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供了一种城市综合管廊智能消防机器人，能够监测管廊内的烟雾、气体、温度等环境因素，并携带灭火装置做消防应急处理，同时采用轨道行走装置和管道行走装置协同工作的方式，既可以利用已铺设的轨道，也可以利用廊道内的管道，实现行走巡检功能。本专利技术要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种城市综合管廊智能消防机器人，包括安装在机体前部的红外摄像头、环境监测模块、超声波测距装置、轨道行走装置和中央控制器，所述机体的底部挂载有灭火装置，所述轨道行走装置设在机体的内部，轨道行走装置包括滚筒机构和滚珠压紧机构，所述滚筒机构包括多个滚筒，所述多个滚筒分上下两层水平布置，且上层滚筒和下层滚筒均对称设置，上层滚筒与下层滚筒之间的间隙用来装夹工字钢轨道底部的水平壁面，所述滚珠压紧机构包括座体、滚珠和张紧弹簧，所述座体对称设置在工字钢轨道竖直壁的两侧，所述滚珠嵌装在座体上，滚珠与座体之间设有张紧弹簧。优选地，所述环境监测模块与机体之间设有位置调节座，所述位置调节座可调整环境监测模块相对于地面的角度及高度。优选地，所述环境监测模块包括一氧化碳监测模块、空气质量监测模块、温湿度监测模块、烟雾监测模块、液化气监测模块和硫化氢监测模块，所述硫化氢监测模块设置在机体的顶部，所述一氧化碳监测模块、空气质量监测模块、温湿度监测模块、烟雾监测模块和液化气监测模块均对称设置在机体的两侧。优选地，所述机体的两侧对称设有管道行走装置，所述管道行走装置包括伸缩转轴、换向装置、摇臂和限位行走机构，所述伸缩转轴的一端通过齿轮与安装在机体的步进电机配合，另一端设有换向装置，所述换向装置包括套轴、导向板和一对啮合的锥齿轮，所述导向板上开设有丁字型通槽，所述套轴包括套筒和插装在套筒内的转轴，所述套筒的外壁面对称固设有限位销，限位销插装在所述导向板的丁字型通槽内，所述一对啮合的锥齿轮的端面上分别设有可配合插装的键和槽，其中一个锥齿轮固设在伸缩转轴的端部，另一个锥齿轮铰接在套轴的端部，所述套筒的另一端与摇臂的中部固定连接，所述摇臂的两端铰接有限位行走机构，所述限位行走机构为分体式环形结构，且其环形结构的内部沿圆周方向设有多个行走轮。优选地，所述限位行走机构包括外环形体、内环形体和多个限位叶片，所述外环形体和内环形体均为两瓣式分体结构，内环形体嵌套在外环形体内且内环形体可相对于外环形体转动，所述多个限位叶片沿圆周方向交错设置在内环形体的两侧，所述内环形体上圆周均布有多条弧形通槽，所述限位叶片的端部设有转动限位销轴和滑动销轴，所述转动限位销铰接在外环形体上，所述滑动销轴插装在所述弧形通槽内，所述限位叶片的内侧面上设有多个行走轮，所述内环形体转动时限位叶片沿着所述弧形通槽滑且以转动限位销轴为圆心转动。优选地，所述摇臂和限位行走机构之间设有开合机构，所述开合机构包括导柱、滑块、撑杆和铰链机构，所述导柱的一端铰接在摇臂上，另一端固设有铰链机构，所述铰链机构分别与外环形体的两瓣结构铰接，所述撑杆的一端与滑块铰接，另一端与外环形体铰接，所述滑块套装在导柱上。优选地，所述内环形体的外圆周面上设有多个直齿，所述外环形体与内环形体之间铰接有齿轮，所述齿轮与所述直齿啮合。优选地，所述摇臂呈门字形，摇臂包括横臂和竖臂，所述横臂的中部与换向装置的套轴铰接，横臂的两端分别铰接有竖臂，所述竖臂与开合机构的导柱铰接。优选地，所述摇臂、撑杆、伸缩转轴均为可伸缩结构；所述红外摄像头、灭火装置、环境监测模块、超声波测距装置、轨道行走装置和管道行走装置均与中央控制器电连接，所述中央控制器通过无线通信装置与上位机连接。优选地，所述机体的前后两端设有可拆卸端盖，所述可拆卸端盖上开设有工字钢轨道通孔，所述工字钢轨道通孔的孔壁上设有毛刷。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)机体上安装有一氧化碳监测模块、空气质量监测模块、温湿度监测模块、烟雾监测模块、液化气监测模块和硫化氢监测模块，能够及时地、多方面的监测廊道内的空气数据；轨道行走装置能够从竖直和水平两个方向对轨道进行限位，即利用滚筒机构对工字钢轨道竖直方向限位、滚珠压紧机构对工字钢轨道水平方向限位，同时滚珠压紧机构具有张紧功能，可以减轻轨道表面不平所引起的机体振动，以保证机体运行的平稳性。(2)机体的底部挂载安装有灭火装置，能够对突发火灾做消防应急处理。(3)采用轨道行走装置和管道行走装置协同工作的方式，既可以利用已铺设的轨道，也可以利用廊道内的管道，实现行走巡检功能，可节约已有廊道改造安装行走轨道的成本。(4)管道行走装置的行走机构整体采用分体式且内部安装有沿其内部滑槽转动的限位叶片的结构，不仅能够限位在管道上利用多个行走轮沿着管道行走，同时可调整限位的相对位置适用不同管径的管道，操控方便，通用性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例的结构示意图。图2为本专利技术第一实施例的内部轨道行走装置的结构示意图。图3为本专利技术第一实施例的内部轨道行走装置的主视图。图4为本专利技术第二实施例的结构示意图。图5为本专利技术第二实施例的主视图。图6为本专利技术第二实施例的管道行走装置的结构示意图。图7为本专利技术第二实施例的内环形体的结构示意图。图8为本专利技术第二实施例的管道行走装置前后对称面的剖视图。图9为本专利技术第二实施例的管道行走装置左右对称面的剖视图。图中标记：1-机体，2-红外摄像头，3-灭火装置，4-环境监测模块，401-一氧化碳监测模块，402-空气质量监测模块，403-温湿度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市综合管廊智能消防机器人，包括安装在机体(1)前部的红外摄像头(2)、环境监测模块(4)、超声波测距装置(5)、轨道行走装置(6)和中央控制器，其特征在于：所述机体(1)的底部挂载有灭火装置(3)，所述轨道行走装置(6)设在机体(1)的内部，轨道行走装置(6)包括滚筒机构(601)和滚珠压紧机构(602)，所述滚筒机构(601)包括多个滚筒，所述多个滚筒分上下两层水平布置，且上层滚筒和下层滚筒均对称设置，上层滚筒与下层滚筒之间的间隙用来装夹工字钢轨道底部的水平壁面，所述滚珠压紧机构(602)包括座体、滚珠和张紧弹簧，所述座体对称设置在工字钢轨道竖直壁面的两侧，所述滚珠嵌装在座体上，滚珠与座体之间设有张紧弹簧。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市综合管廊智能消防机器人，包括安装在机体(1)前部的红外摄像头(2)、环境监测模块(4)、超声波测距装置(5)、轨道行走装置(6)和中央控制器，其特征在于：所述机体(1)的底部挂载有灭火装置(3)，所述轨道行走装置(6)设在机体(1)的内部，轨道行走装置(6)包括滚筒机构(601)和滚珠压紧机构(602)，所述滚筒机构(601)包括多个滚筒，所述多个滚筒分上下两层水平布置，且上层滚筒和下层滚筒均对称设置，上层滚筒与下层滚筒之间的间隙用来装夹工字钢轨道底部的水平壁面，所述滚珠压紧机构(602)包括座体、滚珠和张紧弹簧，所述座体对称设置在工字钢轨道竖直壁面的两侧，所述滚珠嵌装在座体上，滚珠与座体之间设有张紧弹簧。


2.根据权利要求1所述的一种城市综合管廊智能消防机器人，其特征在于：所述环境监测模块(4)与机体(1)之间设有位置调节座，所述位置调节座可调整环境监测模块(4)相对于地面的角度及高度。


3.根据权利要求1或2所述的一种城市综合管廊智能消防机器人，其特征在于：所述环境监测模块(4)包括一氧化碳监测模块(401)、空气质量监测模块(402)、温湿度监测模块(403)、烟雾监测模块(404)、液化气监测模块(405)和硫化氢监测模块(406)，所述硫化氢监测模块(406)设置在机体(1)的顶部，所述一氧化碳监测模块(401)、空气质量监测模块(402)、温湿度监测模块(403)、烟雾监测模块(404)和液化气监测模块(405)均对称设置在机体(1)的两侧。


4.根据权利要求1所述的一种城市综合管廊智能消防机器人，其特征在于：所述机体(1)的两侧对称设有管道行走装置(7)，所述管道行走装置(7)包括伸缩转轴(701)、换向装置(702)、摇臂(703)和限位行走机构(704)，所述伸缩转轴(701)的一端通过齿轮与安装在机体(1)的步进电机配合，另一端设有换向装置(702)，所述换向装置(702)包括套轴、导向板和一对啮合的锥齿轮，所述导向板上开设有丁字型通槽，所述套轴包括套筒和插装在套筒内的转轴，所述套筒的外壁面对称固设有限位销，限位销插装在所述导向板的丁字型通槽内，所述一对啮合的锥齿轮的端面上分别设有可配合插装的键和槽，其中一个锥齿轮固设在伸缩转轴(701)的端部，另一个锥齿轮铰接在套轴的端部，所述套筒的另一端与摇臂(703)的中部固定连接，所述摇臂(703)的两端铰接有限位行走机构(704)，所述限位行走机构(704)为分体式环形结构，且其环形结构的内部沿圆周方向设有多个行走轮(705)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李峰，李伟，高杉，崔连涛，王晖，吴辉，
申请(专利权)人：青岛职业技术学院，
类型：发明
国别省市：山东;37