消防炮是救灾灭火中国的关键辅助消防设备,现场使用需要近距离手动操作,其缺点是:设备沉重,需要消防队员搬运至合适地点,耗费了消防人员的体力,降低了救灾效率和质量;且救灾现场多为易爆、有毒、高温或高辐射等危险情况,近距离操作将严重威胁救灾人员人身安全。虽然现有较为成熟的消防机器人,但多位内燃机或电力驱动,价格昂贵且体积庞大,结构复杂。遥控为了弥补当前相仿炮的缺陷,进一步提高高危环境下的灭火效率,本团队设计了此消防机器人。
针对消防机器人应满足的功能要求,设计提出一种履带复合式行走系统,具有履带数和自由度;从复合的角度来看,它属于履轮复合行走系统。此系统所具有的独立的履带式摆臂如同四条腿,可以实现多种姿态,是的消防车具备较强的地形适应性、越障性和平稳性。
该行走系统在主动适应环境时,具备多种运动姿态。不同的环境、障碍对应不同的运动姿态变化过程。因此,可以归纳总结典型障碍对应的行走姿态变化,从而形成一系列工作范式,便于控制。
行走系统包括主体、主履带移动机构及车轮结构三个模块。主体模块位于机器人正中,和两边的主履带移动机构模块相连,形成一个整体,用于安装各种传感器、机械臂及电源。主履带移动机构模块用于实现机器人的前进及转向。机器人行走系统的三大模块对称分布,主体模块位于正中,主履带移动机构模块上下对称,机构模块上下、左右全对称。这样,机器人的重心在形心附近,有利于机器人平稳越障。