專利名稱：消防機械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于工業(yè)機械手領(lǐng)域。
目前，普通消防車對于超高層建筑物無法快速登高滅火，超長的云梯彎曲強度和剛度有限，另外，其功能單一，對于有毒、易爆炸火災(zāi)，消防人員的安全受到危脅。
本實用新型的目的在于克服上述已知技術(shù)的缺陷，從而提供一種可快速登高，強度高、安全可靠的消防機械手。
本實用新型的目的是通過如下措施達到的該裝置結(jié)構(gòu)包括本體、手臂、手腕、龍頭、斜拉機構(gòu)和登高機構(gòu)，其中本體轉(zhuǎn)筒(6)套在環(huán)形電機(5)(ZDJ)和環(huán)形通道(4)內(nèi)，用大螺母(1)將其安裝在底板(3)上，底板(3)與消防車相連，環(huán)形電機(5)帶動轉(zhuǎn)筒及整個機械手旋轉(zhuǎn)；手臂臂關(guān)節(jié)(15)上端與內(nèi)小套管(17)和外大套管(16)相連，兩邊用大圓螺母(13)與轉(zhuǎn)筒(6)上端相連，固定在轉(zhuǎn)筒(6)上的臂關(guān)節(jié)電機(14)(BDJ)利用花鍵軸使臂關(guān)節(jié)擺動，內(nèi)大套管(20)和外小套管(21)的上端都與腕連節(jié)(22)的下端相連，多個小套管套在一起組成一個單作用伸縮式油缸YG1，多個大小套管套裝在一起組成一節(jié)伸縮臂，多節(jié)伸縮臂加接時，伸縮臂的底節(jié)下端與臂關(guān)節(jié)相連，頂節(jié)的上端與腕連節(jié)相連，中間部分首尾相連；手腕腕連節(jié)(22)左右側(cè)面裝有兩個側(cè)面火警傳感器(37)(BCJ)，后側(cè)面裝有一個后火警傳感器(38)(BHJ)，左下和右下水平面上裝有兩個下火警傳感器(39)(BXJ)，腕連節(jié)(22)右端用小圓螺母(24)與腕關(guān)節(jié)(23)相連，固定在腕連節(jié)上的腕關(guān)節(jié)電機(25)(WDJ)通過花鍵軸使腕關(guān)節(jié)(23)上下擺動，腕關(guān)節(jié)右端與外筒(27)、內(nèi)小套管(26)的左端相連，內(nèi)外小套管(26)、(28)套裝在一起組成一個單作用伸縮式油缸YG2，內(nèi)外筒和內(nèi)外小套管套裝在一起組成一個伸縮腕，兩筒之間的空腔與其緊固件組成一個伸縮式油缸YG3；龍頭噴頭(32)左端與內(nèi)筒右端相連，固定在內(nèi)筒上的噴頭電機(36)(TDJ)驅(qū)動噴頭左右擺動，噴頭右端上下左右四個側(cè)面上裝有四個主火警傳感器(35)，依次表示為WSJ、WXJ、WZJ、WYJ，在噴頭中段下表面上裝一輔助火警傳感器(33)(WFJ)，噴頭內(nèi)腔設(shè)有兩個柱銷(34)，當機械手無法到達時，這兩個柱銷可以與帶快卸接頭的軟管快速連接，在噴頭上表面上還可安裝攝像機；斜拉機構(gòu)它由前斜拉索(12)、前絞車(7)，后斜拉索(41)、后絞車(42)、滑輪(10)和斜拉臂及臂頭(11)等組成，一個后斜拉臂固連在臂關(guān)節(jié)(15)上，兩個前斜拉臂固連在轉(zhuǎn)筒(6)上；當手臂伸縮時，前絞車(7)和后絞車(42)靠各自的伺服電機(SDJ，DDJ)控制收放斜拉索，使斜拉索和斜拉臂與手臂三者始終成三角錐體型，伸縮臂多節(jié)加接時，一方面要更換上具有相同數(shù)目滑輪的臂頭，另一方面要在前后絞車上增至相同數(shù)目的絞輪，這樣，有幾節(jié)伸縮臂加接，就組成幾個嵌套在一起的三角錐體，有幾個斜拉點都相當于幾個鉸支座，從而極大地增強了機械手的彎曲強度。
登高機構(gòu)它由吊籃(30)、吊鉤(31)、吊索(40)、卷揚機(43)、滑索(9)、滑索絞車(8)及滑輪等組成，卷揚機由電機GDJ驅(qū)動，滑索絞車由電機HDJ驅(qū)動。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點1.登高機構(gòu)的卷揚機和滑索絞車由電機驅(qū)動，登高迅速，適用于超高層建筑物使用。
2.斜拉索和斜拉臂與手臂始終成三角錐體型，極大增強了機械手的彎曲強度和剛度。
3.滅火方式多樣，并可實現(xiàn)自動控制，保障了消防隊員的人身安全。
以下結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述


圖1是本實用新型的主剖視圖圖2是
圖1的A－A剖視圖3是
圖1的C－C剖視圖4是本實用新型控制電路圖在
圖1中(1)大螺母；(2)軸承；(3)底板；(4)環(huán)形通道；(5)環(huán)形電機；(6)轉(zhuǎn)筒；(7)前絞車；(8)滑索絞車；(9)滑索；(10)滑輪；(11)臂頭；(12)前斜拉索；(13)大圓螺母；(14)臂關(guān)節(jié)電機；(15)臂關(guān)節(jié)；(16)大套管；(17)內(nèi)小套管；(18)套管；(19)中小套管；(20)內(nèi)大套管；(21)外小套管；(22)腕連節(jié)；(23)腕關(guān)節(jié)；(24)圓螺母；(25)腕關(guān)節(jié)電機；(26)內(nèi)小套管；(27)外筒；(28)外小套管；(29)內(nèi)筒；(30)吊籃；(31)吊鉤；(32)噴頭；(33)傳感器；(34)柱銷；(35)傳感器；(36)噴頭電機；(37)傳感器；(38)傳感器；(39)傳感器；(40)吊索；(41)后斜拉索；(42)后絞車；(43)卷揚機。
二、工作情況當裝有本機械手的消防車開進消防現(xiàn)場，并停在有利消防位置時，操作人員如果選擇自動消防滅火方式，按下自動按鈕AT1(見圖4)，動合觸點K1閉合，自鎖繼電J1將其自鎖，再按下啟動按鈕ATO，動合觸點KO閉合，自鎖繼電器JO將其自鎖。臂關(guān)節(jié)伺服電機BDJ得電，將手臂豎起，同時前斜拉索伺服電機SDJ得電，適當釋放兩根前斜拉索，保證手臂上擺時不受阻礙。手臂完全豎起時，位置開關(guān)XKO1的一個動斷觸點斷開，兩個動合觸點閉合，自鎖繼電器JO1將XKO1的三個觸點自鎖，動斷觸點斷開，BDJ和SDJ失電停止工作。一個動合觸點閉合，接通手控下行電路，隨時可對系統(tǒng)實施手動控制。另一個動合觸點閉合，系統(tǒng)進入自動工作狀態(tài)。手臂完全堅起的同時，位置開關(guān)XKO2的動合觸點閉合，此時，如果機械手未達到滅火高度，則各傳感器不參與工作，電流經(jīng)位置開關(guān)XKO2的動合觸點和BXK觸點分六路一路使氣電閥QF1得電，溝通氣瓶QP至氣液傳送器QY1的氣路，高壓氣體進入氣液傳送器QY1；一路使手臂液電閥YDF1得電，高壓液壓油從氣液傳送器QY1出來，經(jīng)單向閥DF、液電閥YDF1進入手臂油缸YG1，手臂伸出；另外兩路使前后斜拉索絞車伺服電機SDJ、DDJ得電適度釋放斜拉索，保證斜拉索與手臂的伸出同步動作；其余兩路使卷揚機電機GDJ和滑索電機HDJ得電釋放兩索，使手臂伸出時不受繩索阻礙。達到滅火高度時，安裝在腕連節(jié)左下或右下表面的火警傳感器得到火警信號，下火警繼電器BXJ得電，一方面BXK的動斷觸點斷開，QF1失電，閥處于中立位置，液壓油路保持原有壓力，YDF1失電，關(guān)死YG1的油路，手臂保持在一定高度，同時SDJ、DDJ、GDJ、HDJ失電，它們都處于剎車狀態(tài)；另一方面，BXK的動合觸點閉合，腕關(guān)節(jié)電機WDJ得電，將手腕上擺至水平位置或噴頭下傳感器接受到火警信號，火警繼電器WXJ得電，WXK的動斷觸點斷開，WDJ失電，同時WXK的動合觸點閉合，此時，如果噴頭是正好對正火源的，信號燈DZD亮，否則不亮。假如火源在手臂的左邊，安裝在腕連節(jié)左側(cè)面的傳感器一定有火警信號，或者左比右信號強，這時火警傳感器BCJ得電，將BZK的動合觸點閉合，環(huán)形電機ZDJ得電使機械手左轉(zhuǎn)，直至左側(cè)面無火警信號或左右信號強度相等，BCJ失電，BZK斷開，ZDJ失電，BCJ失電的同時，動斷觸點BCK閉合，對正信號燈亮，此時，若噴頭離火源太遠，可按下按鈕AT3，臂關(guān)節(jié)電機BDJ反向得電，手臂下擺，使噴頭更接近火源。如果此時噴頭正對火源，則安裝在噴頭四個側(cè)面上的火警傳感器都有火警信號，火警繼電器WQJ得電，延時觸點WQK延時閉合，稍時等待調(diào)整噴頭與火源的距離。WQK閉合后，滅火泵電機MDJ帶動滅火泵MYB工作，滅火液從MYB出來，經(jīng)消防機械手的內(nèi)腔通道噴向火源。同時，滅火工作燈MHD亮，當火源被撲滅時，噴頭四個側(cè)面上的傳感器都無火警信號，繼電器WQJ失電，WQK斷開，工作燈熄滅，滅火電機MDJ和滅火泵停止工作。
在滅火過程中控制系統(tǒng)可以自動調(diào)整噴射方向，當機械手剛到達到滅火高度時，假如噴頭左傳感器的火警信號比右側(cè)強，這時，左火警繼電器WZJ得電，WCK動合觸點閉合，繼電器3J得電，將ZYK自鎖在上合下斷的位置，噴頭電機TDJ得電，驅(qū)動噴頭左轉(zhuǎn)，到達終點時，如果左傳感器仍有火警信號，則TDJ繼續(xù)左轉(zhuǎn)，將位置開關(guān)XK2壓下閉合，環(huán)形電機ZDJ得電，驅(qū)動整個機械手左轉(zhuǎn)，直至左傳感器被遮蔽無火警信號，WZJ失電，自鎖繼電器3J失電，ZYK解除自鎖。此時火若尚未撲滅，右側(cè)傳感器一定有火警信號，右火警繼電器WYJ得電，WCK繼續(xù)閉合，ZYK的動斷觸點斷開，動合觸點閉合，自鎖繼電器4J得電，將ZYK自鎖在上斷下合位置上，噴頭電機TDJ反向得電，TDJ驅(qū)動噴頭右轉(zhuǎn)，到達終點時，若右傳感器仍有火警信號，TDJ繼續(xù)右轉(zhuǎn)，將位置開關(guān)XK1壓下閉合，環(huán)形電機ZDJ反向得電，驅(qū)動整個機械手右轉(zhuǎn)，直至右傳感器被遮蔽無火警信號。如此循環(huán)往復，每往復一次，滅火液所到之處若能將火撲滅，則噴頭下傳感器就接受不到火警信號，下火警繼電器WXJ失電，WXK的動斷觸點閉合，由于火焰是向上，所以自從噴頭對著火源之后，上火警傳感器始終能接受到火警信號，火警繼電器WSJ始終得電，動合觸點WSK始終是閉合的。當WXK的動斷觸點閉合后，腕關(guān)節(jié)電機WDJ得電，驅(qū)動手腕上擺，至下傳感器WXJ得電，WXK的動斷觸點斷開，WDJ失電，手腕不再上擺。噴頭與機械手的左右往復擺動與手腕的不斷上擺，就可以將滅火液噴遍整個火源，直到火源被撲滅，上下左右傳感器都接受不到火警信號，火警繼電器WQJ失電，WQK斷開，滅火泵停止工作，自動滅火程序結(jié)束。
遇到有毒，容易爆炸的火災(zāi)，在噴頭上安裝一臺攝相機，再配置一顯示器，就可以更直觀有效地實施遠距離遙控消防救護，從而能確保消防人員的安全。
遇到大跨度高層建筑物火災(zāi)，如大商場等場所，噴頭離火源很遠時，可以將帶有快卸接頭的軟管與噴頭內(nèi)的兩個柱銷快速連接，迅速實施人工滅火。
在滅火過程中，消防人員需要登高時，消防人員在吊籃中座好并系好安全帶后，按下按鈕AT12，動合觸點K12閉合，自鎖繼電器J12將其自鎖，卷揚機的伺服電機GDJ得電，將吊籃吊起，到達頂點時，位置開關(guān)XK4斷開，GDJ失電并保持在該高度。當消防人員需要走進建筑物時，按下按鈕AT13，動合觸點K13閉合，自鎖繼電器J13將其自鎖，一方面手腕液電閥YDF2得電，溝通手腕油缸YG2進YG3回的油路，手腕內(nèi)筒伸出，使吊籃靠近建筑物。另一方面卷揚機電機GDJ反向得電，隨內(nèi)筒的伸出適當釋放吊索，保證吊索不阻礙內(nèi)筒的伸出，內(nèi)筒完全伸出時，位置開關(guān)XK7斷開，或者需要停止時，再次按動按鈕AT13，使其彈起，K13斷開，YDF2、GDJ失電，內(nèi)筒停止伸出，GDJ處于剎車保持狀態(tài)。如果有被救人員需要送下時，被救人員在吊籃中座好并系好安全帶后，按下按鈕AT11，動合觸點K11閉合，自鎖繼電器J11將其自鎖，卷揚機電機GDJ反向得電，釋放吊索，將吊籃送下，到底時位置開關(guān)XK3斷開，GDJ失電，卷揚機停止工作。
當滅火和救護工作結(jié)束或需要返回時，按下返回按鈕AT16，動合觸點K16閉合，自鎖繼電器J16得電將其自鎖，此時，若手腕內(nèi)筒是伸出的，則手腕液電閥反向得電，溝通YD3進YD2回的油路，使內(nèi)筒縮回至終點，位置開關(guān)XK8的動斷觸點斷開，動合觸點閉合，YDF2失電。此時，假如手臂不是垂直的，XKO2的動斷觸點是閉合的，臂關(guān)節(jié)電機BDJ得電，將手臂擺至垂直，XKO2的動斷觸點斷開，BDJ失電，XKO2的動合觸點閉合，腕關(guān)節(jié)電機WDJ得電，將手腕下擺至終點，位置開關(guān)XK9的動斷觸點斷開，WDJ失電，XK9的動合觸點閉合，電流分成6路；一路使手臂氣電閥QF1得電，關(guān)住氣瓶QP氣路，打開氣液傳送器QY1氣室通大氣的氣路，放出高壓氣體，另一路使手臂液電閥YDF1得電，溝通油缸YG1經(jīng)限壓閥的回油路。另外兩路使前后絞車伺服電機SDJ、DDJ得電，將斜拉索卷回并下拉伸縮臂使其縮回，其余兩路使卷揚機電機GDJ和滑索電機HDJ得電，將繩索卷回。伸縮臂縮回終點時，位置開關(guān)XK10的動斷觸點斷開，動合觸點閉合，此時，如果機械手處在中立偏左的位置，則記憶繼電器1J已將動合觸點1K鎖在閉合位置，電流通過1K使環(huán)形電機ZDJ得電，驅(qū)動機械手右轉(zhuǎn)至中立位置，位置開關(guān)XK11的動斷觸點斷開，ZDJ失電，XK11的動合觸點閉合，使臂關(guān)節(jié)電機BDJ得電，將手臂下擺至水平終點位置，位置開關(guān)XK12斷開，至此消防滅火工作全部結(jié)束。
權(quán)利要求1.一種消防機械手，包括本體、手臂、手腕、龍頭、斜拉機構(gòu)和登高機構(gòu)，其特征在于本體轉(zhuǎn)筒(6)套在環(huán)形電機(5)(ZDJ)和環(huán)形通道(4)內(nèi)，用大螺母(1)將其安裝在底板(3)上，底板(3)與消防車相連，環(huán)形電機(5)帶動轉(zhuǎn)筒及整個機械手旋轉(zhuǎn)；手臂臂關(guān)節(jié)(15)上端與內(nèi)小套管(17)和外大套管(16)相連，兩邊用大圓螺母(13)與轉(zhuǎn)筒(6)上端相連，固定在轉(zhuǎn)筒(6)上的臂關(guān)節(jié)電機(14)(BDJ)利用花鍵軸使臂關(guān)節(jié)擺動，內(nèi)大套管(20)和外小套管(21)的上端都與腕連節(jié)(22)的下端相連，多個小套管套在一起組成一個單作用伸縮式油缸YG1，多個大小套管套裝在一起組成一節(jié)伸縮臂，多節(jié)伸縮臂加接時，伸縮臂的底節(jié)下端與臂關(guān)節(jié)相連，頂節(jié)的上端與腕連節(jié)相連，中間部分首尾相連；手腕腕連節(jié)(22)左右側(cè)面裝有兩個側(cè)面火警傳感器(37)(BCJ)，后側(cè)面裝有一個后火警傳感器(38)(BHJ)，左下和右下水平面上裝有兩個下火警傳感器(39)(BXJ)，腕連節(jié)(22)右端用小圓螺母(24)與腕關(guān)節(jié)(23)相連，固定在腕連節(jié)上的腕關(guān)節(jié)電機(25)(WDJ)通過花鍵軸使腕關(guān)節(jié)(23)上下擺動，腕關(guān)節(jié)右端與外筒(27)、內(nèi)小套管(26)的左端相連，內(nèi)外小套管(26)、(28)套裝在一起組成一個單作用伸縮式油缸YG2，內(nèi)外筒和內(nèi)外小套管套裝在一起組成一個伸縮腕，兩筒之間的空腔與其緊固件組成一個伸縮式油缸YG3；龍頭噴頭(32)左端與內(nèi)筒右端相連，固定在內(nèi)筒上的噴頭電機(36)(TDJ)驅(qū)動噴頭左右擺動，噴頭右端上下左右四個側(cè)面上裝有四個主火警傳感器(35)，依次表示為WSJ、WXJ、WZJ、WYJ，在噴頭中段下表面上裝一輔助火警傳感器(33)(WFJ)，噴頭內(nèi)腔設(shè)有兩個柱銷(34)，當機械手無法到達時，這兩個柱銷可以與帶快卸接頭的軟管快速連接，在噴頭上表面上還可安裝攝像機；斜拉機構(gòu)它由前斜拉索(12)、前絞車(7)，后斜拉索(41)、后絞車(42)、滑輪(10)和斜拉臂及臂頭(11)等組成，一個后斜拉臂固連在臂關(guān)節(jié)(15)上，兩個前斜拉臂固連在轉(zhuǎn)筒(6)上；登高機構(gòu)它由吊籃(30)、吊鉤(31)、吊索(40)、卷揚機(43)、滑索(9)、滑索絞車(8)及滑輪等組成，卷揚機由電機GDJ驅(qū)動，滑索絞車由電機HDJ驅(qū)動。
專利摘要本實用新型屬于工業(yè)機械手領(lǐng)域。
消防機械手是一個具有六自由度的空腔管道機械手，它安裝在消防車上。它由本體、手臂、手腕、龍頭、控制系統(tǒng)、斜拉機構(gòu)和登高機構(gòu)七部分組成。手臂不僅可以伸縮，還可以多節(jié)加接，三根斜拉索、斜拉臂與手臂組成的三角錐體形結(jié)構(gòu)，改變了機械手傳統(tǒng)的受力結(jié)構(gòu)。本實用新型對于有毒、易爆炸、火災(zāi)，以自動控制滅火方式，保障消防人員的人身安全。
文檔編號B25J11/00GK2180421SQ94200218
公開日1994年10月26日 申請日期1994年1月7日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月7日
發(fā)明者張平順, 張?zhí)斐?申請人:張平順, 張?zhí)斐?br>