[实用新型]一种基于超高压水射流的快速响应消防机器人系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种消防机器人系统，尤其是涉及一种灾害环境下应用的基于超高压水射流的快速响应消防机器人系统。 

背景技术

随着社会经济的迅猛发展，高层建筑和各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多，导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患增加，火灾事故发生的概率也相应提高。此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点，消防机器人作为特种机器人的一种，在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用，消防机器人可代替消防救援人员进入灾害事故现场进行灭火以及火场侦查，有利于现场指挥人员及时对灾情作出科学判断，超高压水射流消防机器人可以实现火灾事故现场的快速响应，将为减少灭火救援人员的伤亡和国家财产损失产生重要作用。 

发明内容

本实用新型提供一种基于超高压水射流的快速响应消防机器人系统，其特征是：包括轻型卡车、蓄水箱、超高压水泵站、超高压水管自动卷缆盘、超高压水射流喷射枪、机器人、远程无线控制台和无线侦检模块；超高压水射流喷射枪与机器人用螺栓连接；远程无线控制台、蓄水箱、超高压水管自动卷缆盘和超高压水泵站用螺栓固定在轻型卡车上；侦检模块用螺栓固定在机器人上，机器人运输时停放在轻型卡车上，执行任务时自主或远控进入灾害环境进行侦检或灭火。 

上述超高压水泵站包括超高压水泵体、驱动电机、泄压阀、流量计、压力表和超高压水管；超高压水泵体与驱动电机通过联轴器连接；超高压水泵体、泄压阀、流量计、压力表通过超高压水管相连；超高压水泵出水口通过超高压水管与超高压水射流喷射枪以及自动喷淋降温装置连接；超高压水泵压力通过远程控制台进行调节，最高工作压力达275Mpa，流量为5L/s，有效消防射程50m；超高压水管缠绕在超高压水管自动卷缆盘上。 

上述机器人包括机器人控制通信模块、自动喷淋降温装置、云台、无线侦检模块、超高压水射流喷射枪、机器人运动平台、防火耐高温履带以及防护罩；机器人运动平台及其电源、驱动电机、机器人控制通信模块通过隔爆防护罩封装在机器人防护罩内部； 履带及防护罩涂有耐高温防火隔热材料；云台安装在机器人运动平台上，可更换的超高压水射流喷射枪与云台用螺栓连接。 

上述远程控制台包括机器人和超高压泵站的控制操作台、视频监视器、无线通信模块。 

上述无线侦检模块包括温度、湿度、粉尘、有毒气体及生命体征检测传感器，摄像头和基于COFDM的小功率远程双向无线通信装置。 

本实用新型可用于人不便进入或恶劣环境的侦检和灭火救援；机器人不带超高压水管时，可用于未知恶劣环境的侦检，有利于现场指挥人员及时对灾情作出科学判断；应用本实用新型可实现火灾事故现场的快速响应，为减少灭火救援人员的伤亡和国家财产损失具有重要意义。 

附图说明

图1为本实用新型的组成简图； 

图2为本实用新型的机器人组成简图； 

图3为本实用新型的机器人工作示意图； 

图4为本实用新型的现场工作示意图。 

图1中：1-轻型卡车  2-蓄水箱  3-超高压水泵站  4-超高压水管自动卷缆盘  5-超高压水射流喷射枪  6-机器人  7-远程无线控制台 

图2中：8-机器人控制通信模块  9-自动喷淋降温装置  10-云台  11-无线侦检模块12-机器人运动平台  13-防火耐高温履带  14-防护罩。 

具体实施方式

参见图3～4，基于超高压水射流的快速响应消防机器人系统由轻型卡车1搭载机器人进入火灾事故现场，通过远程控制台7操控机器人6迅速下车并进入火场、进行信息采集与喷水灭火等工作。超高压水射流消防机器人所用蓄水箱2、超高压水泵站3、超高压水管自动卷缆盘4以及远程控制台7由轻型卡车1搭载，并用螺栓固定摆放。消防机器人进入火灾事故现场后，其超高压消防水源与喷淋降温水源由车载蓄水罐与超高压水泵站3提供，并受远程控制台7控制。 

超高压水泵站3包括超高压水泵体、驱动电机、泄压阀、压力表和超高压水管，超高压水泵体与驱动电机通过联轴器连接；超高压水泵体、泄压阀、压力表通过超高压水管相连；超高压水泵出水口通过超高压水管与超高压水射流喷射枪以及自动喷淋降温装 置连接；超高压水管缠绕在超高压水管自动卷缆盘4上；超高压水泵的压力可通过远程控制台进行调节，最高工作压力达275Mpa，流量为5L/s，有效消防射程50m。 

参见图2，机器人6采用模块化设计，包括机器人控制通信模块8、自动喷淋降温装置9、云台10、无线侦检模块11、超高压水射流喷射枪5、机器人运动平台12、防火耐高温履带13以及防护罩14；自动喷淋降温装置9可为机器人自动喷洒消防水降温；机器人6、防火耐高温履带13及防护罩14涂有耐高温防火隔热材料，具有防水、防爆、防尘、防火、耐高温特点，进入复杂火场后，可完成越障、涉水、爬楼梯等动作，并实时收集现场环境信息，寻找火源并进行灭火或有效抑制火情复发。云台10安装在机器人运动平台12上，可进行回转和俯仰动作；超高压水射流喷射枪5与云台10用螺栓连接，可随云台10进行水平方向旋转运动与俯仰运动；云台10与超高压水射流喷射枪5连接部件可根据需要更换。无线车载侦检模块11搭载于机器人6上，包括温度、湿度、粉尘、有毒气体及生命体征检测等传感器，摄像头和基于COFDM的小功率远程双向无线通信装置。环境信息数据、生命体征以及图像信息通过无线通信系统实时反馈至远程控制台7。远程控制台7包括机器人控制操作台、视频监视器、无线通信模块，可远程控制机器人的前进、后退、差速转弯、云台的俯仰与旋转运动，以实现机器人火场空间全方位定点灭火工作与信息收集工作，机器人亦可自主运动进行工作。