一种攀爬式灭火机器人

安全;消防;救生装置及其产品制造技术1.本技术涉及灭火机器人技术领域，特别涉及一种攀爬式灭火机器人。背景技术：2.随着近年来高层建筑逐渐增加，高层建筑内的火灾救援也日渐成为公众关注的焦点问题。目前，消防救援仍以人为救援主体，救援过程中消防人员也承担了极大的生命危险。随着机器人技术的快速发展和日趋成熟，机器人可代替消防人员在一些极端危险的环境中开展灭火工作，降低救援人员的伤亡。3.现有技术中的消防机器人沿管道进行攀爬，其适用环境单一，并且对管道有一定的要求，不能应对管道弯曲，分叉等问题。另外，目前的建筑已经很少采用在楼层外布置管道的设计方式，因而现有的消防机器人具有很大的局限性。4.因此，如何提供一种能够适应多种场景的消防机器人是本领域技术人员急需解决的技术问题。技术实现要素：5.本技术的目的是提供一种攀爬式灭火机器人，其在履带机构中设置了墙面攀附装置，墙面攀附装置能够产生负压，并与墙面吸附，从而实现攀爬式灭火机器人的爬壁功能。攀爬式灭火机器人可在地面和墙面等多种情景中行进，因而具有更高的通用性。6.为实现上述目的，本技术提供一种攀爬式灭火机器人，包括行进系统、安装在行进系统上的灭火系统以及蓄电池，行进系统包括底盘和履带机构，底盘中设有行进电机和输出轴，履带机构包括驱动齿轮、履带本体以及墙面攀附装置，行进电机与输出轴传动连接，输出轴与驱动齿轮传动连接，驱动齿轮设有用以带动履带本体的传动齿，墙面攀附装置包括可控式吸盘和真空发生器，可控式吸盘设置在履带本体中，且吸盘口朝向外侧用以吸附墙面，真空发生器与可控式吸盘相连以产生负压，行进电机和真空发生器均与蓄电池相连。7.在一些实施例中，履带机构为三角式履带装置，三角式履带装置包括三个驱动齿轮，其中一个驱动齿轮为主动齿轮，另外两个驱动齿轮为从动齿轮，三角式履带装置还包括三角板，三个驱动齿轮分别与三角板的三个端部可转动地连接，三角式履带装置还包括设置在三角板中央的固定轴，固定轴外周设有传动齿轮，传动齿轮与主动齿轮通过皮带传动，行进电机与传动齿轮传动连接。8.在一些实施例中，可控式吸盘远离吸盘口的一侧设有管状的气嘴，气嘴一端与吸盘本体相连，另一端与排气连接管中部的侧壁相连，墙面攀附装置还包括沿可控式吸盘排列方向设置的吸气软管，排气连接管的一端与吸气软管相连，另一端封闭，真空发生器包括真空泵，真空泵通过吸气软管与两个以上的可控式吸盘相连。9.在一些实施例中，履带本体远离驱动齿轮的一侧设有安装槽，吸盘本体设置于安装槽中，吸盘本体与安装槽之间设有压缩弹簧，压缩弹簧将吸盘本体推至不低于安装槽槽口的位置。10.在一些实施例中，底盘包括外壳和4根输出轴，外壳包括上底板、下底板以及位于二者之间的侧板，灭火系统设置在上底板上，外壳内设有2个齿轮箱，齿轮箱中设有减速齿轮组，2个齿轮箱分别设置在底盘的左右两侧，行进电机为2台，减速齿轮组的末级与1根输出轴相连，行进电机与减速齿轮组的首级相连。11.在一些实施例中，底盘中设有旋转通电机构，旋转通电机构的固定端与蓄电池电连接，输出轴为空心轴，空心轴中设有导电连杆，导电连杆的第一端与旋转通电机构的转动端相连，导电连杆的第二端穿过空心轴延伸至三角式履带装置外侧，导电连杆的第二端通过导线与真空泵相连。12.在一些实施例中，履带本体的侧壁设有向外延伸的出线管，空心轴的端部设有星形接线管，星形接线管包括插入空心轴中的主管和沿主管径向向外延伸的支管，支管和出线管之间设有伸缩管组件，主管与空心轴可转动地连接，导电连杆设置在主管中，导线穿过出线管、伸缩管组件以及支管与导电连杆相连。13.在一些实施例中，行进系统还包括用以清理可控式吸盘的吸盘口的除尘装置，除尘装置包括罩设于履带本体上方的安装罩，安装罩内部具有朝向履带本体的安装面，安装面上设有用以清理吸盘口的毛刷和用以吸附铁磁性杂物的磁性吸块。14.在一些实施例中，灭火系统包括灭火弹发射装置、喷水装置和集装箱，集装箱安装于底盘的上方，蓄电池设置在集装箱中，集装箱前侧设有发射孔，灭火弹发射装置设置在集装箱内、并与发射孔的位置相对应，喷水装置包括水枪和输水机构，水枪设置在集装箱的顶板上侧，集装箱后侧设有用以连接输水管的输水连接口，输水机构设置在集装箱内，输水机构的一端与输水连接口相连，另一端与水枪相连。15.在一些实施例中，灭火弹发射装置包括与发射孔相连的管状的发射滑道和与发射滑道中部相连的填充滑道，发射滑道后部设有推送机构。16.在一些实施例中，水枪为2个以上，输水机构包括输水软管、分流组件以及转动舵机，输水软管的出口与分流组件的入口相连，水枪与分流组件的出口一一对应、并采用可转动地连接，转动舵机与水枪的外侧相连、用以调整水枪的方向，分流组件的出口还设有流量调节阀、以调整水枪的水量。17.在一些实施例中，还包括烟尘吸附系统，烟尘吸附系统安装在底盘上，烟尘吸附系统包括风道，风道入口设有用以抽取烟气的吸烟装置，风道中设有用以吸收烟气中有害物质的净化装置，烟道末端设有用以排出清洁气体的排气装置。18.在一些实施例中，风道包括锥形的进风口，吸烟装置包括吸烟风机和用以将吸烟风机与风道靠近进风口一端相连的支撑架，吸烟装置还包括设置在吸烟风机与进风口之间的过滤网。19.在一些实施例中，净化装置包括物理吸附部、氧化吸附部、碱性吸附部以及毒性物质吸附部。20.在一些实施例中，排气装置包括集气外壳和安装在集气外壳中的鼓风机，鼓风机的离心叶轮设置在集气外壳中，集气外壳设置在风道的后端，集气外壳中央设有朝向净化装置、并与离心叶轮位置相对应的进气孔，集气外壳的出气孔穿过风道的侧壁、延伸至风道的外侧。21.在一些实施例中，烟尘吸附系统还包括降温装置，降温装置包括与输水连接口相连的水管、与水管远离输水连接口的一端相连的水雾发生器以及连接水雾发生器与集气外壳的出气孔的雾气喷头。22.在一些实施例中，还包括机械臂系统，机械臂系统包括安装底座、下端与安装底座相连的臂装置以及与臂装置上端相连的爪装置，安装底座中设有用以带动臂装置转动的底座舵机，臂装置包括下臂和上臂，下臂的下端与底座舵机相连，上臂通过下臂舵机与下臂相连，上臂中设有上臂舵机，爪装置与上臂舵机相连，爪装置中设有用以带动剪切破窗器开合的驱动部。23.在一些实施例中，还包括辅助识别系统，辅助识别系统包括识别装置，识别装置包括摄像头、热成像传感器以及星型安装座，星型安装座具有至少三条安装臂，摄像头和热成像传感器安装在安装臂的端部，安装臂沿星型安装座的周向均匀分布、以使摄像头和热成像传感器的拍摄区域覆盖360°的周围环境。24.在一些实施例中，辅助识别系统还包括辅助风扇，集装箱上方设有风扇安装座，辅助风扇为两台，两台辅助风扇分别设置于星型安装座两侧，辅助风扇通过转动杆与风扇安装座可转动地连接，风扇安装座上设有与转动杆相连、用以调整辅助风扇吹风方向的风扇舵机。25.本技术所提供的攀爬式灭火机器人，包括行进系统、安装在行进系统上的灭火系统以及蓄电池，行进系统包括底盘和履带机构，底盘中设有行进电机和输出轴，履带机构包括驱动齿轮、履带本体以及墙面攀附装置，行进电机与输出轴传动连接，输出轴与驱动齿轮传动连接，驱动齿轮设有用以带动履带本体的传动齿，墙面攀附装置包括可控式吸盘和真空发生器，可控式吸盘设置在履带本体中，且吸盘口朝向外侧用以吸附墙面，真空发生器与可控式吸盘相连以产生负压，行进电机和真空发生器均与蓄电池相连。26.攀爬式灭火机器人在常规地形中可通过履带机构行进，当需要爬壁时，真空发生器配合可控式吸盘产生负压吸附在墙面上，从而实现机器人爬壁。攀爬式灭火机器人的结构使其能够适应更多场景，提高了其通用性。附图说明27.为了更清楚地说明本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技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。28.图1为本发明所提供的攀爬式灭火机器人一种具体实施方式的结构示意图；29.图2为图1中攀爬式灭火机器人另一视角的结构示意图；30.图3为图1中行进系统的结构示意图；31.图4为图3中三角式履带的结构示意图；32.图5为图3中底盘内部的结构示意图；33.图6为图4中墙面攀附装置的结构示意图；34.图7为图6中吸盘的结构示意图；35.图8为图6中负压吸附装置的结构示意图；36.图9为图6中负压吸附装置连接电路的结构示意图；37.图10为图4中除尘装置的结构示意图；38.图11为图1中灭火系统内部的结构示意图；39.图12为图11中灭火弹发射装置的结构示意图；40.图13为图11中喷水装置的结构示意图；41.图14为图1中烟尘吸附系统的结构示意图；42.图15为图14中空气冷却排出部位的结构示意图；43.图16为图15中空气冷却部位的结构示意图；44.图17为图1中机械臂系统的爆炸图；45.图18为图17中爪装置的结构示意图；46.图19为图1中辅助风扇的结构示意图；47.图20为图19中辅助风扇的局部结构示意图；48.图21为图19中识别装置的结构示意图；49.图22为图21中摄像头与摄像头基座相连的结构示意图；50.图23为攀爬式灭火机器人控制过程的流程图；51.图24为攀爬式灭火机器人灭火过程的流程图。52.其中，图1至图22中的附图标记为：53.行进系统1、灭火系统2、烟尘吸附系统3、机械臂系统4、辅助识别系统5、控制系统6、底盘11、上底板111、下底板112、侧板113、齿轮箱114、长皮带轮115、短皮带轮116、轴承座117、双皮带轮118、支撑座119、电机固定座1110、行进电机1111、短皮带1112、、长皮带1113、输出轴1114、三角式履带装置12、传动齿轮121、主动齿轮122、从动齿轮123、履带本体124、三角板125、驱动皮带126、固定轴127、墙面攀附装置13、可控式吸盘131、吸盘口1311、气嘴1312、压缩弹簧1313、排气连接管1314、真空发生器132、排气口1321、进气管1322、真空泵1323、吸气软管133、防护管机构134、支管1341、出线管1342、伸缩管组件1343、主管1344、除尘装置14、安装罩141、毛刷142、磁性吸块143、灭火弹发射装置21、填充滑道211、发射滑道212、蓄能弹簧213、推送器214、推送电机215、推送齿条216、推送齿轮217、填充盖218、喷水装置22、水枪221、转动舵机222、输水软管223、分流组件224、流量调节阀225、集装箱23、散热孔231、发射孔232、输水连接口233、蓄电池24、吸烟装置31、吸烟叶轮311、吸烟电机312、支撑架313、过滤网314、发动机箱315、进风口316、风道317、净化装置32、物理吸附部321、氧化吸附部322、碱性吸附部323、毒性物质吸附部324、排气装置33、集气外壳331、鼓风机332、排气电机333、降温装置34、水雾发生器341、雾气喷头342、水管343、安装底座41、安装底板411、下臂转盘412、底座舵机413、臂装置42、下臂421、下臂下壳4211、下臂上壳4212、下臂舵机422、上臂423、上臂舵机424、前臂425、臂连接426、前臂转盘427、爪装置43、爪连接431、爪基板432、固定板433、支撑板434、剪切破窗器435、拉动杆436、中心轴437、推动杆438、组合舵机439、辅助风扇51、风扇舵机511、风扇叶轮512、固定件513、旋转轴514、风扇电机515、转动杆516、风扇基座517、扇叶保护壳518、识别装置52、摄像头521、热成像传感器522、安装臂523、固定螺栓524、双口基座525、星型安装座526、摄像头基座527、摄像头外壳528、双头卡扣529。具体实施方式54.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。55.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。56.请参考图1至图24。57.本技术所提供的攀爬式灭火机器人，结构如图1所示，包括行进系统1、灭火系统2以及蓄电池24。其中，行进系统1包括底盘11和履带机构，灭火系统2和蓄电池24均安装在底盘11上，蓄电池24与行进系统1相连，并为行进系统1供电。底盘11中设有行进电机1111和输出轴1114，履带机构包括驱动齿轮、履带本体124以及墙面攀附装置13。履带机构中的驱动齿轮为两个以上，履带本体124围绕在全部驱动齿轮外周，驱动齿轮将履带本体124张紧。行进电机1111与输出轴1114传动连接，输出轴1114与驱动齿轮传动连接，驱动齿轮在行进电机1111的带动下转动。驱动齿轮设有传动齿，传动齿与履带本体124配合，驱动齿轮转动时可带动履带本体124移动，进而驱动攀爬式灭火机器人行进。58.墙面攀附装置13包括可控式吸盘131和真空发生器132，真空发生器132与可控式吸盘131相连，真空发生器132抽出可控式吸盘131中的气体，使可控式吸盘131产生负压。可控式吸盘131设置在履带本体124中，且吸盘口1311朝向外侧。可控式吸盘131产生负压后与墙面吸附固定，履带本体124前进可实现攀爬式灭火机器人沿墙面移动。蓄电池24与真空发生器132相连，为真空发生器132供电。墙面攀附装置13中的真空发生器132可采用集中式抽气或分布式抽气。其中，集中式抽气的分布方式中，真空发生器132安装在底盘11上，并通过分气管路和旋转分气机构与各可控式吸盘131相连。旋转分气机构的结构可参考现有技术，在此不再赘述。分布式抽气的分布方式中，真空发生器132安装在履带本体124上，并通过旋转通电机构和导线与蓄电池24相连。旋转通电机构的结构可参考现有技术，在此不在赘述。59.在一些实施例中，履带机构为三角式履带装置12。如图3所示，底盘11设有4根输出轴1114，三角式履带装置12为4套，三角式履带装置12与输出轴1114一一对应，三角式履带装置12在输出轴1114的带动下运转。60.三角式履带装置12包括3个驱动齿轮和1个传动齿轮121。如图4所示，3个驱动齿轮呈三角形分布，传动齿轮121位于三角形的中央。三角式履带装置12还包括2块三角板125，2块三角板125之间设置有4根固定轴127，其中3根固定轴127分别位于三角板125的三个端部，3个驱动齿轮分别与套设在该3根固定轴127外周，从而与三角板125可转动地连接。另外一根固定轴127与远离底盘11一侧的三角板125的中央固定连接，传动齿轮121套设在该固定轴127的外周。靠近底盘11一侧的三角板125的中央设有沿厚度方向贯穿的过孔，传动轴穿过孔与传动齿轮121相连，传动轴与传动齿轮121之间的连接方式可参考过盈配合、销连接等。61.3个驱动齿轮中的1个为主动齿轮122，另外2个驱动齿轮为从动齿轮123，传动齿轮121与主动齿轮122通过驱动皮带126传动。如图4所示，驱动齿轮轴向上的中部设有让位槽，传动齿轮121轴向上的中部设有皮带安置槽，驱动皮带126设置在主动齿轮122的让位槽和传动齿轮121的皮带安置槽中。62.在一些实施例中，履带本体124的结构可参考现有技术中的橡胶履带，其横截面呈“匚”字形，履带本体124与驱动齿轮配合的一侧为履带本体124的底部。履带本体124形成安装槽，安装槽的槽口朝向远离驱动齿轮的方向。安装槽的侧壁可设置限位孔或限位槽，可控式吸盘131的外侧壁设有与限位孔或限位槽配合的限位凸起，限位凸起与安装槽的侧壁配合实现可控式吸盘131的限位，避免可控式吸盘131与履带本体124脱离。当然，用户也可根据需要采用其他方式将驱动齿轮与履带本体124相连，例如粘接、热熔焊等，在此不做限定。如图4所示，履带本体124的底部设有沿其中线延伸的条形的通孔，通孔的外周设有护壁，护壁的宽度小于驱动齿轮的让位槽的宽度，因而驱动齿轮转动时，护壁可插入让位槽中，避免护壁与驱动齿轮碰撞，保证三角式履带的正常运行。63.可控式吸盘131远离吸盘口1311的一侧设有气嘴1312，如图7所示，气嘴1312呈管状、并向远离吸盘口1311方向延伸。气嘴1312的一端连接在吸盘本体上，另一侧与排气连接管1314中部的侧壁相连。排气连接管1314的一端封闭，另一端开放，吸气软管133将多个排气连接管1314开放的一端连通。吸气软管133的两端封闭，吸气软管133将多个可控式吸盘131连通。图6所示的具体实施方式中，吸气软管133将3个可控式吸盘131连通，当然吸气软管133也可连通2个或4个以上的可控式吸盘131，在此不做限定。真空发生器132包括真空泵1323，真空泵1323设置在2个相邻的排气连接管1314之间，并固定在吸气软管133上。真空泵1323的轴向大致平行吸气软管133。如图8所示，真空泵1323的进气口通过进气管1322与吸气软管133相连，真空泵1323运转将可控式吸盘131中的气体吸入真空泵1323内，从而使可控式吸盘131产生负压，吸出的气体从真空泵1323的排气口1321排放至可控式吸盘131外侧。排气连接管1314、吸气软管133以及真空泵1323均位于履带本体124底部的护壁内侧，进而保证真空发生器132等不会与驱动齿轮发生碰撞。吸气软管133和可控式吸盘131可采用橡胶、硅胶等材质制成。攀爬式灭火机器人还包括控制系统6，真空泵1323与控制系统6相连，需要攀爬墙壁时，控制系统6可控制相应的真空泵1323运作，从而使相应的可控式吸盘131产生吸力与墙体固定。控制系统6可参考现有技术中的mcu微型控制器、plc控制器等。控制系统6对多个真空泵1323进行控制，控制真空泵1323的开关电路可设置在靠近真空泵1323的一端，控制系统6与开关电路即可。当然用户也可根据需要采用其他类型的电路对真空泵1323进行控制，在此不做限定。64.履带本体124中设有多个可控式吸盘131，图4所示的具体实施方式中，三角式履带装置12的一条侧边设有6个可控式吸盘131，4套三角式履带装置12共具有24个可控式吸盘131可用于与墙体吸附固定，保证了攀爬式灭火机器人攀爬功能的可实现性。当然，用户也可根据需要设置可控式吸盘131的数量、尺寸以及分布方式，仅需保证攀爬式灭火机器人攀爬功能即可，在此不做限定。65.在一些实施例中，吸盘本体的高度小于安装槽的深度，吸盘本体远离吸盘口1311的一侧设有弹簧槽，弹簧槽中设有压缩弹簧1313。压缩弹簧1313的两端分别连接吸盘本体和履带本体124的底部，且压缩弹簧1313处于伸长状态。履带本体124的安装槽侧壁的限位槽或限位孔均呈条状、且垂直履带本体124的底部，可控式吸盘131可沿靠近和远离履带本体124底部的方向移动。压缩弹簧1313将吸盘本体推向安装槽的槽口，需要进行攀爬时，在压缩弹簧1313的推动下，吸盘口1311直接与墙体贴合，真空发生器132产生的负压使可控式吸盘131与墙体吸附固定；攀爬式灭火机器人正常行进、不需要攀爬时，可控式吸盘131可沿限位槽或限位孔向安装槽内移动，同时挤压压缩弹簧1313。吸盘本体缩回安装槽内可减少自身受力，从而延长可控式吸盘131的使用寿命。66.在一些实施例中，底盘11包括外壳和驱动组件。如图5所示，外壳包括上底板111、下底板112以及位于二者之间的侧板113，驱动组件位于外壳内。灭火系统2设置在上底板111上，驱动组件包括2个齿轮箱114，2个齿轮箱114分别设置在底盘11的左后侧和右前侧。底盘11左后侧和右前侧的输出轴1114分别与两个齿轮箱114中减速齿轮组的末级相连。行进电机1111为2台，二者分别与两个齿轮箱114中减速齿轮组的首级相连。下底板112设有2个用于支撑行进电机1111的电机固定座1110，电机固定座1110与行进电机1111远离轴承箱的一端相连，对行进电机1111进行支撑。左后侧和右前侧的输出轴1114为动力轴。底盘11左前侧和右后侧设有轴承座117，底盘11左前侧和右后侧的输出轴1114分别设置在两个轴承座117中。左前侧和右后侧的输出轴1114为从动轴。下底板112的中部还设有2个支撑座119，支撑座119用于安装双皮带轮118。从动轴安装有短皮带1112轮116，双皮带轮118与短皮带1112轮116之间通过短皮带1112传动；减速齿轮末级安装有长皮带1113轮115，双皮带轮118与长皮带1113轮115之间通过长皮带1113传动。动力轴与同侧的从动轴之间通过皮带传动，实现同侧的输出轴1114的同步转动。当需要转弯时，两台行进电机1111以不同的转速运行，从而使底盘11左右两侧的三角式履带装置12差速运行，实现攀爬式灭火机器转弯。当然，用户也可根据需要采用现有技术中其他形式的驱动组件，在此不做限定。67.在一些实施例中，真空发生器132可采用分布式抽气，底盘11中设有旋转通电机构，旋转通电机构的固定端与蓄电池24电连接，旋转通电机构的固定端与真空泵1323相连。输出轴1114为空心轴，空心轴中设有导电连杆，导电连杆可通过轴承与输出轴1114相连，导电连杆与轴承的内圈固定连接，输出轴1114的内侧与轴承的外圈固定连接。三角式履带装置12中用于安装传动齿轮121的固定轴127也具有过孔，导电连杆的第一端与旋转通电机构的转动端相连，导电连杆的第二端穿过空心轴和固定轴127的过孔延伸至三角式履带装置12外侧。履带本体124远离底盘11的侧壁设有走线孔，真空泵1323的导线穿过走线孔与导电连杆的第二端相连。旋转通电机构可参考现有技术中的电刷、滑环等。三角式履带装置12行进过程中，履带本体124在驱动齿轮的带动下绕输出轴1114移动，真空泵1323也随之移动，真空泵1323的导线绕输出轴1114转动，导线转动的同时带动导电连杆转动。另外，为提高导线与导电连杆之间的连接强度，导电连杆的第二端可设置沿径向延伸的连接端，连接端呈杆状，并与导线一一对应地连接。连接端与导电连杆之间采用焊接或一体成型的方式进行连接。真空泵1323与蓄电池24之间还可采用现有技术中其他的连接方式相连，在此不做限定。68.在一些实施例中，为避免导线损坏，三角式履带装置12还包括防护管机构134。防护管机构134包括星形接线管、伸缩管组件1343和出线管1342。其中，出线管1342设置在出线孔外周，并向远离安装槽的方向延伸。星形接线管包括主管1344和支管1341，其中支管1341沿主管1344的径向向外延伸。主管1344插入空心轴的过孔中，导电连杆插入主管1344内，导电连杆的连接端插入支管1341内。伸缩管组件1343的两端分别与支管1341和出线管1342相连，导线由出线管1342伸出，穿过伸缩管组件1343与导电连杆的连接端相连。需要说明的是，可在导线与连接端相连将星形连接管的支管1341与主管1344通过粘接或焊接等方式相连。行进过程中，伸缩管组件1343可自动调整出线管1342与星形连接管之间的距离。防护管机构134在攀爬式灭火机器工作过程中对导线进行保护，防止导线因碰撞或刮碰等原因损坏。真空泵1323的控制线路也可参考导线的布置方式，在此不再赘述，二者的部分结构可共用，例如空心轴、防护管机构134等，从而简化电路结构。69.在一些实施例中，行进系统1还包括除尘装置14，除尘装置14用于清理可控式吸盘131的吸盘口1311，使吸盘口1311保持清洁，从而保证可控式吸盘131始终具有可靠的密封性。如图10所示，除尘装置14包括安装罩141和侧护板，安装罩141为槽状结构，安装罩141的中部具有折弯角，折弯角与履带本体124上部形成的角度相等。安装罩141设置在履带本体124的上方，安装罩141的两端和与其相对的履带本体124的距离相等，安装罩141朝向履带本体124的一侧为安装面，安装面上设有毛刷142和磁性吸块143。毛刷142与可控式吸盘131的吸盘口1311相接触，履带移动过程中毛刷142可清除吸盘口1311附着的杂物。磁性吸块143也朝向吸盘口1311，并通过磁力清除吸盘口1311附着的铁磁性杂物。侧护板与三角板125远离驱动齿轮的一侧固定连接，靠近底盘11一侧的侧护板与安装罩141可采用一体成型结构件，远离底盘11一侧的侧护板与安装罩141之间形成让位通道，走线管可从让位通道中通过。当然，用户也可根据需要将防护管机构设置在侧护板的内侧，在此不做限定。70.本实施例中，行进系统1采用三角式履带装置12与可控式吸盘131结合的结构。正常行进过程中，行进电机1111带动履带本体124移动。底盘11中设置了两台行进电机1111，分别控制底盘11两侧的三角式履带装置12，两侧的三角式履带装置12差速运行实现攀爬式灭火机器人转弯。可控式吸盘131可与墙体吸附，从而使三角式履带装置12与墙体固定，履带本体124继续移动即可实现攀爬式灭火机器人的攀爬功能。71.在一些实施例中，灭火系统2包括灭火弹发射装置21、喷水装置22和集装箱23。其中，集装箱23安装于底盘11的上方，如图11所示，蓄电池24设置在集装箱23的下部，蓄电池24的外周设有防水外壳，防水外壳的结构可参考现有技术，在此不在赘述。集装箱23的前侧设有发射孔232，灭火弹发射装置21设置在集装箱23内、并与发射孔232的位置相对应，集装箱23的顶板设有与发射装置位置对应的填充孔，灭火弹由填充孔填入，再由灭火弹发射装置21由发射孔232射出。喷水装置22包括水枪221和输水机构，水枪221设置在集装箱23顶板的前侧，集装箱23后侧设有输水连接口233。输水机构设置在集装箱23内，输水机构的一端与输水连接口233相连，另一端与水枪221相连，输水管343在集装箱23的外侧与输水连接口233相连。消防水沿输水连接管、输水机构输送至水枪221，再由水枪221喷射向着火点。集装箱23的后侧还设有散热孔231，蓄电池24的发热可由散热孔231进行发散。72.在一些实施例中，灭火弹发射装置21包括发射滑道212和填充滑道211。如图12所示，发射滑道212和填充滑道211均呈管状，发射滑道212沿水平方向设置，填充滑道211沿竖直方向设置。填充滑道211的上端与填充孔的外周相连，填充滑道211的下端与发射滑道212的中部相连，发射滑道212的前端与发射孔232相连，发射滑道212和填充滑道211的内部连通。灭火弹由填充孔装入，沿填充滑道211向下落入发射滑道212中，发射滑道212的后部设有推送机构，推送机构向前将灭火弹由发射孔232射出。推送机构可采用气力推送或机械推送等方式推送灭火弹。73.本技术的一种具体实施方式中，推送机构采用机械推送，其包括管状的推送器214，推送器214可插入发射滑道212中，并与发射滑道212间隙配合。推送器214的前端设有垂直其轴向的推板，发射滑道212的一侧设有条形的轨道孔，轨道孔平行发射滑道212的轴向。推送器214一侧设有位于轨道孔外侧的推送齿条216，发射滑道212的一侧设有推送电机215，推送电机215的机轴设有与推送齿条216配合的推送齿轮217。电机带动推送齿轮217转动，推送齿轮217与推送齿条216配合推动推送器214沿轨道孔移动。推送器214移动的过程中，推板推动灭火弹由发射孔232射出。推板具有沿厚度方向贯穿的减阻孔，推送过程中，空气可穿过减阻孔，从而减小推送器214的空气阻力。填充孔上方设有填充盖218，填充完成后填充盖218对填充孔进行封闭。填充滑道211设有通气孔，通气孔平行发射滑道212的轴向。推送过程中，空气可由通气孔进入填充滑道211内，避免推送器214在填充滑道211移动时产生负压，进一步降低推送器214的移动阻力。74.发射滑道212和填充滑道211均为两条，集装箱23的前侧设有两个发射孔232。两条发射滑道212平行设置，且分别与两个发射孔232相连。两条发射滑道212的轨道孔相对设置，两发射滑道212之间通过连接杆进行连接。两条发射滑道212之间还设有安装板，推送电机215设置在安装板上。连接杆位于发射滑道212的后端，推送齿条216与连接杆之间设有蓄能弹簧213。发射灭火弹前，发射电机带动推送器214向后移动。当推送器214移动至填充滑道211后方时，灭火弹由填充滑道211落入发射滑道212中，此时蓄能弹簧213被压缩；随后发射电机反向转动，灭火弹沿发射滑道212发射向着火点。当然，推送电机215也可采用槽轮机构等传动结构实现推送齿轮217与推送齿条216的间歇传动，传动间歇蓄能弹簧213的弹簧力可推动推送器214实现灭火弹的发射。75.在一些实施例中，水枪221为2个以上。如图13所示，喷水装置22包括2个水枪221，输水机构包括输水软管223、分流组件224以及转动舵机222。集装箱23顶板的前部设有2个安装孔，分流组件224位于安装孔下方，并与顶板固定连接。分流组件224具有2个分流出口，二者与两个安装孔的位置一一对应。2个水枪221分别穿过2个安装孔中与安装孔下方的分流出口相连。水枪221与分流出口之间采用可转动的连接方式，具体的连接结构可参考现有技术，在此不再赘述。输水软管223的入口与输水连接口233相连，输水软管223的出口与分流组件224的入口相连。消防水沿输水软管223和分流组件224流入水枪221中。分流出口与水枪221之间还设有流量调节阀225，控制流量调节阀225的开度可控制水枪221的喷水压力，进而控制喷射距离。转动舵机222设置在集装箱23顶板前部的下方，转动舵机222与顶板固定连接，同时舵机具有推杆，推杆与水枪221通过连杆相连，连杆的两端分别与推杆和水枪221铰接。转动舵机222的推杆摆动的同时通过连杆带动水枪221转动，从而调节水枪221的喷水角度。流量调节阀225可采用电磁阀，流量调节阀225和转动舵机222均与控制系统6相连，控制系统6通过流量调节阀225控制水枪221喷水的距离，通过转动舵机222控制水枪221喷水的角度，从而保证消防水能够命中着火点。76.本实施例中，灭火系统2包括灭火弹发射装置21和喷水装置22，喷水装置22可处理常规着火点。当面对油火或电火等无法用水扑救的火灾时，灭火弹发射装置21可向着火点发射灭火弹进行扑救。因此提高了攀爬式灭火机器人对火灾环境的适用性。77.在一些实施例中，攀爬式灭火机器人还包括烟尘吸附系统3，烟尘吸附系统3可抽取烟尘进行净化，减少烟尘中有害物质对火灾建筑内人员的伤害。烟尘吸附系统3安装在底盘11上，如图14所示，烟尘吸附系统3包括风道317、吸烟装置31和净化装置32。风道317为l型的管状结构，其下部为净化段，水平段沿水平方向设置，并固定在底盘11的上底板111上。风道317的上部为烟气吸取段，烟气吸取段沿竖直方向向上延伸。吸烟装置31设置在风道317入口，净化装置32设置在净化段，净化段的末端设有排风口。风道317入口向上延伸，通常可插入浓烟中，吸烟装置31运转将浓烟吸入风道317。浓烟沿风道317流动，经过净化装置32时，净化装置32通过物理过滤、化学吸附等方式去除浓烟中的颗粒和有害物质。净化后的洁净的空气从风道317的排风口排出。78.在一些实施例中，风道317包括锥形的进风口316，如图14所示，进风口316的直径由上向下逐渐缩小。吸烟装置31包括吸烟风机和支撑架313，支撑架313安装在进风口316的后方，吸烟风机通过支撑架313与风道317固定连接，吸烟风机的吸烟叶轮311位于支撑架313内侧。吸烟风机的吸烟电机312位于支撑架313远离进风口316的一侧。吸烟风机和支撑架313的结构可参考现有技术中的排风扇。吸烟装置31还包括过滤网314，过滤网314设置在吸烟风机与进风口316之间，用于阻挡浓烟中较大的杂物。另外，风道317内还设有发动机箱315，发动机箱315与支撑架313相连，吸烟电机312设置在发动机箱315内。发动机箱315侧壁设有隔热层，避免吸烟电机312直接与高温的浓烟接触，延长吸烟电机312的使用寿命。79.在一些实施例中，净化装置32与净化段的侧壁密封连接，浓烟在风道317中相排风口流动时需经过净化装置32，净化装置32吸附浓烟中有害物质，达到过滤空气、减少危害的目的。净化装置32包括物理吸附部321、氧化吸附部322、碱性吸附部323以及毒性物质吸附部324。其中，物理吸附部321中可填充无纺布、合成纤维过滤棉、活性炭过滤棉等作为吸附剂，用于吸附烟气中的固体颗粒；氧化吸附部322中可填充氧化性物质如kmno4、k2cr2o7等作为吸附剂，用于吸附烟气中的醛类有机物等还原性物质；碱性吸附部323中可填充氧化钙等碱性物质作为吸附剂，用于吸收烟气中的硫化氢、氰化氢等酸性有毒气体；毒性物质吸附部324中可放置多种物质如氢氧化钙、活性炭等用于再次吸收烟气中剩余的二噁英、氯气等物质。当然，用户也可根据需要选用其他过滤材料作为净化装置32的滤材，净化装置32也可采用其他分部方式，具体结构可参考现有技术中防毒面具的过滤件。80.在一些实施例中，烟尘吸附系统3还包括排气装置33，排气装置33设置在净化段的末端。如图15所示，排气装置33包括集气外壳331和鼓风机332，集气外壳331的结构可参考现有技术中离心风机的机壳，集气外壳331安装在净化段的末端，集气外壳331的出口由排风口伸出。鼓风机332的离心叶轮设置在集气外壳331中，集气外壳331中央设有朝向净化装置32一侧设有进气孔，进气孔与离心叶轮位置相对应。鼓风机332的排气电机333位于风道317的外侧，并与离心叶轮传动连接。离心叶轮转动产生离心力，将净化后的空气从排风口处甩出，同时在进气口处产生负压，使风道317内的空气流入排气装置33。排气装置33可提高风道317内空气的流量，从而提高净化速度。81.在一些实施例中，烟尘吸附系统3还包括降温装置34，降温装置34能够对排风口排出的空气进行降温，避免火灾现场的人员受到高温空气灼伤。如图16所示，降温装置34包括水管343、水雾发生器341和雾气喷头342。其中，排气装置33的集气外壳331具有管状的出口，雾气喷头342插入集气外壳331的出口中。水雾发生器341安装在集气外壳331出口的外侧壁，并与雾气喷头342的位置相对应。风道317的末端靠近集装箱23的输水连接口233，降温装置34的水管343一端与输水连接口233相连的水管343，另一端与水雾发生器341的入口相连。水沿水管343流入水雾发生器341中，水雾发生器341将水转化为水雾，并由雾气喷头342向集气外壳331的出口喷出，水雾混入风道317排出的空气中，并在空气中蒸发吸热，降低空气的温度。水雾发生器341的结构可参考现有技术，在此不在赘述，另外雾气喷头342可沿竖直方向设置多个喷口，多个喷口同时喷出水雾，能最大限度地降低空气温度，当然，用户也可根据需要采用其他结构的雾气喷头342，在此不做限定。82.本实施例中，攀爬式灭火机器人设置了烟尘吸附系统3，烟尘吸附系统3能够抽取火灾现场的浓烟，并通过净化装置32将浓烟净化为可供呼吸的空气，再由排风口排回火灾现场。烟尘吸附系统3能够增加火灾现场可呼吸的空气量，从而提高现场人员的生存率。另外，烟尘吸附系统3还设置了降温装置34，降温装置34通过向排风口喷洒水雾降低排风温度，降低空气温度，避免空气灼伤现场人员。83.在一些实施例中，攀爬式灭火机器人需要沿建筑外侧攀爬，破窗后进入建筑内部。因而，攀爬式灭火机器人还包括机械臂系统4，机械臂系统4设有破窗装置，破窗装置能够破坏窗户，方便攀爬式灭火机器人进入建筑内部。如图17所示，机械臂系统4包括安装底座41、臂装置42以及爪装置43。本技术的一种具体实施方式中，机械臂系统4为两套，分别安装在集装箱23左右两侧的侧壁上。安装底座41与集装箱23的侧壁固定连接，臂装置42的下端与安装底座41相连，爪装置43与臂装置42的上端相连。安装底座41中设有底座舵机413，底座舵机413用于带动臂装置42在平行集装箱23侧壁的竖直平面内转动。臂装置42包括下臂421和上臂423，下臂421的下端与底座舵机413相连，上臂423和下臂421之间通过下臂舵机422相连，下臂舵机422能够带动上臂423在平行集装箱23侧壁的竖直平面内转动。上臂423中设有上臂舵机424，爪装置43与上臂舵机424相连，上臂舵机424能够带动爪装置43转动，转轴平行集装箱23的侧壁。需要说明的是，爪装置43转轴位置与上臂423的位置相关，会随上臂423摆动而摆动。爪装置43中设有剪切破窗器435和驱动部，驱动部能够带动剪切破窗器435开合，实现破窗操作。破窗前，机械臂系统4通过控制下臂421和上臂423的角度调整剪切破窗器435的位置，通过上臂舵机424控制剪切破窗器435的角度，剪切破窗器435对窗户进行破坏，使攀爬式灭火机器人进入建筑内部。84.安装底座41包括安装底板411、安装筒和下臂转盘412，安装筒垂直安装底板411、并与安装底板411远离集装箱23的侧面固定连接。安装筒内部形成安装腔，底座舵机413固定在安装腔内，下臂转盘412与底座舵机413的舵盘相连，并在底座舵机413的带动下转动。下臂421可由2个壳体下臂下壳4211与下臂上壳4212拼合形成，下臂舵机422安装在远离下臂转盘412的一端。上臂423和下臂421之间通过臂连接426相连，臂连接426用于与上臂423相连的侧面垂直用于与下臂421相连的侧面，下臂舵机422的舵盘与臂连接426相连，臂连接426与下臂421相连的侧面平行下臂转盘412。上臂423大致呈管状，其轴线平行下臂转盘412。上臂423的内部具有舵机槽，舵机槽的轴线平行上臂423轴线，上臂舵机424安装在舵机槽中。上臂423远离臂连接426的一端设有前臂转盘427，前臂转盘427所在平面垂直上臂423的轴线，上臂423转盘远离上臂423的一侧设有前臂425，前臂425具有连接槽，爪装置43的后端通过中心轴437与连接槽相连，中心轴437平行上臂423转盘。85.爪装置43的结构如图18所示，爪装置43后部设有爪连接431，爪连接431与前臂425通过中心轴437相连。剪切破窗器435包括两个剪切臂，爪装置43还包括拉动杆436，两个剪切臂的后端均与拉动杆436铰接，从而形成可开合的结构。爪连接431的前端设有爪基板432，爪连接431的前部设有插装孔，插装孔垂直爪基板432，拉动杆436的后端穿过插装孔插入爪连接431内部、并与插装孔间隙配合。爪基板432的两端均设有固定垂直爪基板432、并向远离爪连接431方向延伸的固定板433，拉动杆436中具有平行爪基板432长度方向的滑动孔。两块固定板433之间设有支撑板434，支撑板434的中部穿过滑动孔，支撑板434的两端分别与两块固定板433相连，支撑板434的两端部分别与两个剪切臂位置相对应，支撑板434的端部与其对应的剪切臂之间通过推动杆438相连，剪切臂与推动杆438的连接位置位于剪切臂与拉动杆436的连接位置的外侧。86.爪连接431内部具有内腔，内腔中设有与拉动杆436后端相连的推拉机构，剪切破窗器435的驱动部为推拉机构，推拉机构能够推动拉动杆436前后移动。当拉动杆436向前移动时，其前端推动两剪切臂绕剪切臂与推动杆438的连接点转动，从而使剪切破窗器435张开；当拉动杆436向后移动时，可使剪切破窗器435闭合。另外，为提高剪切破窗器435闭合时的剪切力，剪切臂与推动杆438的连接处设有扭簧，扭簧可推动两个剪切臂闭合。当然，用户也可通过弹簧提高提高剪切破窗器435闭合时的剪切力，在此不做限定。87.推拉机构为组合舵机439，组合舵机439固定在爪连接431内部，组合舵机439的舵臂与拉动杆436的后端通过条形孔相连，组合舵机439的舵臂摆动能够推拉拉动杆436在插装孔内移动。当然用户也可采用凸轮机构等作为推拉机构，在此不做限定。另外，爪连接431的内腔中还可设置位姿舵机，位姿舵机的舵盘与中心轴437相连，位姿舵机动作可带动爪装置43绕中心轴437转动，从而调整爪装置43的位置和角度。当然，用户也可采用其他机构调整爪装置43的角度，例如电机齿轮配合的传动机构等，在此不做限定。88.两个剪切臂的前端设有锥形的破窗锥刺，机械臂系统4可通过剪切破窗器435敲击玻璃等部位，以便打破窗户。两个剪切臂相对的侧面设有剪切锯齿，剪切破窗器435通过剪切锯齿可切断窗框等部位，从而为攀爬式灭火机器人打开行进通道。89.本实施例中，攀爬式灭火机器人设置了机械臂系统4，机械臂系统4通过上臂423和下臂421调整剪切破窗器435的位置和角度。剪切破窗器435可用于打破窗户，为攀爬式灭火机器人创造行进通道；也可用于清理阻挡攀爬式灭火机器人行进的障碍物，保证攀爬式灭火机器人顺利行进。90.在一些实施例中，攀爬式灭火机器人还包括辅助识别系统5，辅助识别系统5包括识别装置52，识别装置52安装在集装箱23的顶板上，用于观测攀爬式灭火机器人周围环境。如图19所示，识别装置52包括摄像头521、热成像传感器以及星型安装座526，星型安装座526具有至少三条安装臂523，三条安装臂523位于同一平面内，相邻两条安装臂523的夹角为120°。摄像头521和热成像传感器安装在安装臂523的端部，且朝向远离星型安装座526中心的方向。摄像头521和热成像传感器的拍摄角度不小于120°，因而识别装置52可监测攀爬式灭火机器人周围360°范围内的状况。91.安装臂523的端部设有双口基座525，如图21所示，双口基座525具有两个安装口，二者均朝向远离星型安装座526中心的方向。摄像头基座527和传感器基座通过螺栓连接等方式分别安装在两个安装口的底部。摄像头基座527通过双头卡接柱529与摄像头外壳528相连，双头卡接柱529的连接方式可参考现有技术中的卡扣。摄像头外壳528的前端通过固定螺栓524与安装臂523固定连接。热成像传感器与双口基座525的连接方式可参考摄像头521，在此不再赘述。92.在一些实施例中，辅助识别还包括辅助风扇51，辅助风扇51可吹散识别装置52附近的烟雾，保证识别装置52具有较好的视野。如图19所示，集装箱23上方设有防护罩壳，防护罩壳罩设在识别装置52上方。同时防护罩壳可作为风扇安装座使用。防护罩壳内设有风扇舵机511和沿攀爬式灭火机器人左右方向设置的转动杆516，风扇舵机511可带动转动杆516转动。辅助风扇51为两台，两台辅助风扇51分别安装在转动杆516的两端。具体的，如图20所述，转动杆516的端部设有风扇基座517，风扇电机515安装在风扇基座517中。电机的旋转轴514与风扇叶轮512通过固定件513相连。安装完成后，两台辅助风扇51设置于星型安装座526两侧，辅助风扇51通过转动杆516与风扇安装座可转动地连接，风扇舵机511动作可调整辅助风扇51的吹风方向，以便更好地清除烟雾。另外，风扇叶轮512外周还设有环形的扇叶保护壳518，扇叶的端部与扇叶保护壳518相连，辅助风扇51运行过程中，扇叶保护壳518可避免扇叶与建筑内的杂物发生碰撞，从而延长辅助风扇51的使用寿命。93.本实施例中，攀爬式灭火机器人设置了辅助风扇51和识别装置52，攀爬式灭火机器人可采用远程控制或自动控制等方式运行，识别装置52可用于观察建筑内部环境、识别着火点等。当建筑内烟雾较大，影响识别装置52视野时，可启动辅助风扇51吹散烟雾。同时辅助风扇51还可吹落摄像头521和热成像传感器表面的蒙尘。94.攀爬式灭火机器人启动后，控制系统6对各部位系统实现初始化，识别装置52中的摄像头521进行数据采集并将数据实时传回控制系统6。首先，控制系统6可根据数据判断前方是否存在火源，若不存在，则清除控制系统6内温度数据进行数据重新采集；若存在，则启用灭火功能，在灭火完成后对火源进行的二次检测。其次，控制系统6通过实时影像判断现场烟雾是否过大，以及识别装置52是否蒙尘，若是，则辅助风扇51开启；若否，则辅助风扇51关闭。再次，控制系统6实时检测环境烟尘，若烟尘浓度达到预设值，则启用烟尘吸附系统3；若低于预设值，则烟尘吸附系统3处于关闭状态。另外，控制系统6还可根据图像判断前方是否存在障碍物，若不存在，则控制系统6清除距离数据并重新采集数据；若存在，则判断该障碍物是否为墙体。若不为墙体，则启用机械臂对障碍物进行清除，清除之后若不能通过则再次执行障碍清除命令；若能通过则关闭机械臂系统4。若为墙体，则利用数据判断距离是否小于1米，当距离满足小于对于1米后，控制系统6进行遇墙提醒、并判断当前攀爬式灭火机器人所处状态是否为自动控制状态。若为自动控制状态，则立即启用攀爬功能；若为手动控制，则将实时图像传回控制界面，由操作人员控制攀爬系统的启用。在攀爬系统启用后，启用辅助风扇51进行重心调整，控制系统6执行窗户检测命令。若存在窗户，则启用机械臂，并执行破窗命令，随后机械臂尝试辅助通过窗户；若不存在窗户，则控制系统6重新检测窗户的存在与否。机械臂尝试辅助通过窗户后，若不能通过窗户，则机械臂再次执行破窗命令，并尝试辅助通过窗户；若能通过窗户，则控制系统6执行地面检测命令，判断是否抵达地面。若未抵达，则重新检测；若抵达，则启用机械臂以调整姿态并关闭攀爬系统。95.灭火过程中，控制系统6检测到火源后，传入火源相关数据并先判断机械臂是否启用。其中，控制系统6在检测到电器起火时，首先控制机械臂进行电源的断开；在检测到存在潜在的着火源时，控制机械臂移开着火源。若机械臂可启用，则先启动机械臂进行工作，同时检测燃烧程度。若机械臂可不启用，则立即检测燃烧程度。若燃烧程度剧烈，则会计算灭火弹可达距离及使用数量，然后根据判断的距离将灭火弹发射调整为相应的发射挡位，再进行灭火弹的发射。发射后首先判断剩余灭火弹的数量是否为0，若不为0，则再次判断燃烧是否剧烈，若仍然剧烈，则再次进行上述路径的循环。若灭火弹的数量为0，则先进行水压检测，并计算水枪221可达距离，然后该灭火机器人移动到水基灭火位并且计算灭火所需水源当量，再启动水基灭火，灭火的同时控制系统6会实时进行火源的检测，以判断火源是否熄灭，若熄灭，则停止水基灭火；若仍未熄灭，则再次执行水基灭火及以下路径。若燃烧程度未达剧烈程度，所执行路径与检测到灭火弹数量为0的路径一致。灭火弹的数量可通过红外线传感器或霍尔传感器等进行检测。96.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。97.以上对本技术所提供的攀爬式灭火机器人进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。









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