[發明專利]一種超高壓水射流機器人

無效

• 申請號: 201210038471.2
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN103252767A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 張興會;鄧三鵬;何勇;齊永健;祁宇明
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學;天津市通潔高壓泵制造有限公司;何勇
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種災害環境下應用的超高壓水射流機器人。

背景技術

隨著社會經濟的迅猛發展，高層建筑和各種大型石油化工企業、隧道、地鐵等不斷增多，導致化學危險品和放射性物質泄漏以及燃燒、爆炸、隧道、地鐵坍塌等災害隱患增加，恐怖活動亦時有發生，嚴重威脅人民的生命財產安全，此類災害具有突發性強、處置過程復雜、危害巨大、防治困難等特點，超高壓水射流機器人作為特種機器人的一種，在滅火、搶險救援和反恐中愈加發揮舉足輕重的作用，超高壓水射流機器人可代替人員進入災害事故現場進行偵檢，滅火，清洗，切割危險物品等，超高壓水射流機器人可實現災害現場的快速響應，將為減少滅火救援人員的傷亡和國家財產損失起到重要作用。

發明內容

本發明提供一種超高壓水射流機器人，其特征是：包括輕型卡車、蓄水箱、超高壓水泵站、超高壓水管自動卷纜盤、超高壓水射流噴射槍、機器人、遠程無線控制臺和無線偵檢模塊；超高壓水射流噴射槍與機器人用螺栓連接；遠程無線控制臺、蓄水箱、超高壓水管自動卷纜盤和超高壓水泵用螺栓固定在輕型卡車上；偵檢模塊用螺栓固定在機器人上，機器人運輸時停放在輕型卡車上，執行任務時自主或遠控進入災害環境進行工作。

上述超高壓水泵站包括超高壓水泵體、驅動電機、泄壓閥、流量計、壓力表和超高壓水管；超高壓水泵體與驅動電機通過聯軸器連接；超高壓水泵體、泄壓閥、流量計、壓力表通過超高壓水管相連；超高壓水泵出水口通過超高壓水管與超高壓水射流噴射槍以及自動噴淋降溫裝置連接；超高壓水泵壓力通過遠程控制臺進行調節，最高工作壓力達275Mpa，流量為5L/s，有效射程50m；超高壓水管纏繞在超高壓水管自動卷纜盤上。

上述機器人包括機器人控制通信模塊、自動噴淋降溫裝置、云臺、無線偵檢模塊、超高壓水射流噴射槍、機器人運動平臺、防火耐高溫履帶以及防護罩；機器人運動平臺及其電源、驅動電機、機器人控制通信模塊通過隔爆防護罩封裝在機器人防護罩內部；履帶及防護罩涂有耐高溫防火隔熱材料；云臺安裝在機器人運動平臺上，可更換的超高壓水射流噴射槍與云臺用螺栓連接。

上述遠程控制臺包括機器人和超高壓泵站的控制操作臺、視頻監視器、無線通信模塊。

上述無線偵檢模塊包括溫度、濕度、粉塵、有毒氣體及生命體征檢測傳感器，攝像頭和基于COFDM的小功率遠程雙向無線通信裝置。

本發明可用于人不便進入或惡劣環境的偵檢、滅火救援、清洗、切割危險物品等；機器人不帶超高壓水管時，可用于未知惡劣環境的偵檢，有利于現場指揮人員及時對災情作出科學判斷；應用本發明可實現火災事故現場的快速響應，為減少滅火救援人員的傷亡和國家財產損失具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發明的組成簡圖；

圖2為本發明的機器人組成簡圖；

圖3為本發明的機器人工作示意圖；

圖4為本發明的現場工作示意圖。

圖1中：1-輕型卡車??2-蓄水箱??3-超高壓水泵站??4-超高壓水管自動卷纜盤??5-超高壓水射流噴射槍??6-機器人??7-遠程無線控制臺

圖2中：8-機器人控制通信模塊??9-自動噴淋降溫裝置??10-云臺??11-無線偵檢模塊12-機器人運動平臺??13-防火耐高溫履帶??14-防護罩。

具體實施方式

參見圖3～4，超高壓水射流機器人由輕型卡車1搭載機器人進入災害現場，通過遠程控制臺7操控機器人6迅速下車并進入現場、進行偵檢、滅火救援、清洗、切割危險物品等工作。超高壓水射流機器人所用蓄水箱2、超高壓水泵站3、超高壓水管自動卷纜盤4以及遠程控制臺7由輕型卡車1搭載，并用螺栓固定擺放。機器人進入火災事故現場后，其超高壓水源與噴淋降溫水源由車載蓄水罐與超高壓水泵站3提供，并受遠程控制臺7控制。

超高壓水泵站3包括超高壓水泵體、驅動電機、泄壓閥、壓力表和超高壓水管，超高壓水泵體與驅動電機通過聯軸器連接；超高壓水泵體、泄壓閥、壓力表通過超高壓水管相連；超高壓水泵出水口通過超高壓水管與超高壓水射流噴射槍以及自動噴淋降溫裝置連接；超高壓水管纏繞在超高壓水管自動卷纜盤4上；超高壓水泵的壓力可通過遠程控制臺進行調節，最高工作壓力達275Mpa，流量為5L/s，有效射程50m。

參見圖2，機器人6采用模塊化設計，包括機器人控制通信模塊8、自動噴淋降溫裝置9、云臺10、無線偵檢模塊11、超高壓水射流噴射槍5、機器人運動平臺12、防火耐高溫履帶13以及防護罩14；自動噴淋降溫裝置9可為機器人自動噴灑水降溫；機器人6、履帶13及防護罩14涂有耐高溫防火隔熱材料，具有防水、防爆、防塵、防火、耐高溫特點，進入復雜災害現場后，可完成越障、涉水、爬樓梯等動作，并實時收集現場環境信息。云臺10安裝在機器人運動平臺12上，可進行回轉和俯仰動作；超高壓水射流噴射槍5與云臺10用螺栓連接，可隨云臺10進行水平方向旋轉運動與俯仰運動；云臺10與超高壓水射流噴射槍5連接部件可根據需要更換。無線車載偵檢模塊11搭載于機器人6上，包括溫度、濕度、粉塵、有毒氣體及生命體征檢測等傳感器，攝像頭和基于COFDM的小功率遠程雙向無線通信裝置。環境信息數據、生命體征以及圖像信息通過無線通信系統實時反饋至遠程控制臺7。遠程控制臺7包括機器人控制操作臺、視頻監視器、無線通信模塊，可遠程控制機器人的前進、后退、差速轉彎、云臺的俯仰與旋轉運動，以實現機器人火場空間全方位定點滅火工作與信息收集工作，機器人亦可自主運動進行工作。