[发明专利]一种适用于高空的多功能消防灭火机器人及其作业方法

权利要求书

1.一种适用于高空的多功能消防灭火机器人，其特征在于：包括移动底盘、承载本体、水喷射灭火系统、干粉灭火系统、高压细水雾灭火系统、高空抬升组件、云台组件、观测传感系统、以及能源、通讯和控制模块；

所述移动底盘包括轮系组件、转向组件、动力驱动组件和底盘框架，轮系组件通过转向组件和动力驱动组件连接于底盘框架的前后两端；

所述承载本体设置于底盘框架的上端，所述水喷射灭火系统、干粉灭火系统、高压细水雾灭火系统和高空抬升组件设置在承载本体上，所述云台组件设置在高空抬升组件的顶端，所述观测传感系统布置在云台组件和/或承载本体上，所述能源、通讯和控制模块布置在承载本体的内部；

所述水喷射灭火系统包括消防水炮、进水管道和自喷淋系统，消防水炮和自喷淋系统均与进水管道连接；

所述干粉灭火系统包括干粉喷头、干粉管路、电磁阀、干粉罐和氮气罐，干粉喷头与干粉管路的一端连接，干粉管路的另一端连接干粉罐和氮气罐，电磁阀设置在干粉管路上；

所述高压细水雾灭火系统包括水雾喷头、水雾管路、泡沫箱、水泵组和水箱，水雾喷头与水雾管路的一端连接，水雾管路的另一端连接水泵组的出口，水泵组的入口连接泡沫箱和水箱；

所述高空抬升组件包括底座、第一支臂、第一支撑油缸、第二支臂、第二辅助支臂、第三支臂、第二支撑油缸、第三辅助支臂、第四支臂、第五支臂、伸缩油缸、第一补偿油缸、第二补偿油缸、补偿平台和液压泵站；

底座设置于承载本体上，第一支臂斜向固定于底座上，第一支臂的顶端与第二支臂的底端铰接；第一支撑油缸的下端铰接于底座上，第一支撑油缸的上端铰接于第二支臂的中央偏后段下方；

第二支臂的顶端与第三支臂的底端铰接；第二辅助支臂的底端铰接于第一支臂的中间偏上的位置处，第二辅助支臂的顶端铰接于第三支臂的底端的凸起挂耳处；第三支臂的上端铰接于第四支臂的下端，第二支撑油缸的上端铰接于第四支臂中间偏下段的下端面处，第二支撑油缸的下端铰接于第三支臂的下端；第三辅助支臂与第四支臂平行设置，且第三辅助支臂的一端设置于第四支臂的下端侧面，第三辅助支臂的另一端与第一补偿油缸的顶端铰接，第一补偿油缸的底端与第三支臂连接；

第五支臂插接于第四支臂的内部，第五支臂的前端伸出部与伸缩油缸的前端连接，伸缩油缸的末端固定于第四支臂的末端；第五支臂的最前端与补偿平台的下端面铰接；第二补偿油缸的底端铰接于第五支臂上，第二补偿油缸的顶端铰接于补偿平台的下端面；第一补偿油缸和第二补偿油缸通过液压泵站联动，当第一补偿油缸压缩/伸长时，通过液压泵站的补偿作用，第二补偿油缸实现伸长/压缩，从而补偿由于第四支臂摆动导致的补偿平台角度改变量，保证补偿平台始终处于原始的俯仰状态；

所述云台组件包括垂向支架、水平回转机构、U形支架、垂向回转机构和水平支架，垂向支架与补偿平台连接，垂向支架的一端面与水平回转机构固定连接，水平回转机构的输出轴与U形支架固定连接，U形支架的侧面设置有垂向回转电机，垂向回转电机的输出轴固连水平支架；

所述观测传感系统包括高空观测组件、低空观测组件和后端观测组件；高空观测组件包括第一红外探测器、第一摄像机和第一气体传感器，低空观测组件包括升降组件、第二红外探测器、第二摄像机、第二气体传感器和第一灯光模块，后端观测组件包括第三摄像机和第二灯光模块；

所述干粉喷头和水雾喷头分别安装于水平支架的上端面，第一红外探测器和第一摄像机分别设置于水平支架的下端面，第一气体传感器设置于补偿平台的侧面；所述升降组件设置于承载本体上，第二红外探测器、第二摄像机和第二气体传感器分别排列于升降组件的上端，第一灯光模块设置于承载本体的最前端上端面上两侧；所述第三摄像机和第二灯光模块设置于承载本体的后方；

所述能源、通讯和控制模块包括能源供给系统、通讯系统、控制模组和电气盒；能源供给系统为锂电池组件；通讯系统与控制模组连接，通讯系统包括通讯模组和通讯天线；通讯模组设置于电气盒上，控制模组设置于电气盒中；

所述电磁阀、水泵组和液压泵站均与控制模组连接；所述第一支撑油缸、第二支撑油缸、第一补偿油缸和第二补偿油缸也分别通过油路与液压泵站连接；

所述第一补偿油缸与第二支撑油缸平行设置，第一补偿油缸的底端铰接于第三支臂的下端；

第二补偿油缸底端铰接于第五支臂前端偏后的上端面处，第二补偿油缸顶端铰接于补偿平台下端面的后方中央处，第五支臂的最前端与补偿平台下端面的前方中央处铰接；

所述消防水炮包括用以实现喷射角度变换的水平角度调整机构和垂向角度调整机构，以及用以实现喷射形态变换的喷射形态调整机构；

所述高空抬升组件还包括用以实时反馈提高控制精度的反馈传感器。