一种化工厂泄露事故洗消机器人的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种消防机器人，具体涉及一种用于在危险化学品发生泄漏时代替工 作人员进行洗消操作的机器人。
【背景技术】
[0002] 近年来，化工厂泄露事故频发，造成了重大的人员伤亡和财产损失。化工生产中的 三种主要事故：火灾、毒气泄露和腐蚀都可能会产生人无法靠近的环境，并且可能对环境造 成永久的损坏，这时需要工作人员穿着防化服或者其他防化措施靠近现场进行洗消作业以 消除环境的危害。
[0003] 所谓洗消，是指消除染毒体和污染区毒性危害的主要措施，因此危险化学品灾害 事故处置中洗消是个非常重要的必不可少的环节。消洗包括物理方法和化学方法，无论是 物理方法还是化学方法，都需要工作人员手持相应设备进入危险环境实施洗消作业，这样 无疑增加了对人员产生二次伤害的可能性。如果此时有一台机器人能替代洗消过程中人的 工作，将大大降低人员产生伤亡的可能性，机器人可以深入最危险的区域、携带更多的洗消 齐IJ，其工作效率可以远远大于人工，并且机器人准备时间短，能迅速进入事故现场，尽可能 早的投入救援或洗消。
[0004] 近年来随着材料科学、传感技术、大规模集成电路的发展，机器人技术已经日臻完 善，机器人的应用也越来越广泛。由于机器人可适用于对人有害的场合，能突破人类体质的 局限等优点，使得其在灾难救援异域拥有人类无可比拟的优势，并且必将拥有广阔的前景。
[0005] 与此同时，随着国民经济的发展，对各种生活必需品需求量的激增，各类化工厂遍 布全国。大部分化工厂都存在高温高压、有毒有害环境以及发生事故的隐患。无数的事故 案例表明，我国的化工安全不容乐观。在很多的化工厂，例如氯碱厂、化肥生产厂等，经常会 发生有毒有害气体泄漏的情况。针对这种情况，尚无安全的处理方案。例如某化肥生产企 业2011年发生氨气阀门泄漏事故，最后是以为工段长穿着防化服冲进泄漏车间堵上阀门， 最终导致该工段长呼吸道严重烧伤，永远的失声。
[0006] 综合以上背景，一款能在危险化学品发生泄漏时代替人到达最接近现场的地方利 用细水雾系统进行洗消操作，甚至是用机械手完成简单的如关闭阀门等任务的机器人十分 有必要。它势必能冲在最危险的前线，最大程度的减少人员伤亡和财产损失。
[0007] 国际上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联，稍后英国、日本、法国、德国 等国家也纷纷开始研究该类技术。目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。 由于日本灾难频发，因此比较重视消防机器人的研发。例如子母车消防机器人，使用内燃机 为动力，用四个橡胶轮驱动，装有大流量喷射水炮，最远喷射距离可达150m，同时该机器人 装备的有气体检测仪和电视监视设备。除了日本，美国、法国、前苏联等国家也有消防机器 人投入使用。我国的公安部上海消防科学研究所在公安部的支持下也研发了多种自动消防 设施和消防机器人。其中包括"自行式消防炮"（六轮消防灭火机器人），该机器人有独立 悬挂的六个轮子，装备有远控消防炮和水、泡沫双供给系统。控制方面，该机器内装有环境 与车体内部温度探测系统，远程视频监控系统和有线电力供应及控制系统，可在消防员的 操作下深入火场，进行灭火和化学洗消。
[0008] 总体上来说，消防机器人包括以下几部分：（1)运动部分，即由内燃机或电机驱动 的有一定越障能力的底盘，有的使用履带，有的使用轮子。（2)消防装置，通常包括储水装 置(有的直接连接到消防车或其他水源，可以无此装置)、管道、喷枪、泵、喷枪位置调节装置 等。（3)控制部分，有的采用无线控制，有的用电缆进行有线控制。通常有无线视频监控、各 种传感器辅助操作者对机器人进行操控。
[0009] 现有技术中，虽然有很多类型的机器人，但是暂未发现可以专门用于洗消作业的 机器人。洗消机器人的组成和通用的消防机器人十分类似，但又有其特殊之处。由于所携 带的洗消液有可能会带有腐蚀性，并且泄漏现场很有可能高温高湿、有毒有害、烟雾弥漫， 这都对洗消机器人的防护措施以及探测措施提出了更高要求。
【发明内容】
[0010] 本发明提出一种化工厂泄露事故洗消机器人，能够在危险化学品发生泄漏的时候 替代工作人员、到达最接近现场的地方，可以利用细水雾系统进行洗消操作，防止工人进入 现场作业导致的二次伤害。
[0011] 本发明的技术方案是这样实现的：一种化工厂泄露事故洗消机器人，包括控制机 构、底盘框架、承重轮机构和细水雾系统，承重轮机构设置在底盘框架底部，细水雾系统设 置在底盘框架上部，底盘框架和承重轮机构外包覆有履带，所述承重轮机构包括支撑轮，支 撑轮与支撑轮轴相连，支撑轮轴与支撑杆相连，支撑杆与减震底座、带座轴承相连，减震底 座与减震杆相连，减震杆上设有调节圈，弹簧套设在减震杆上且弹簧底座由调节圈限位，减 震杆顶部的挡圈与钢轴相连，带座轴承上也连有一个钢轴，钢轴两端连有钢轴夹。
[0012] 所述底盘框架包括驱动部分、上横杆、下横杆、上坚杆、下坚杆，上横杆、下横杆通 过连接杆相连，上横杆与上坚杆垂直连接，下横杆与下坚杆垂直连接，带座轴承两端的钢轴 夹与下坚杆相连，减震杆顶部的两个钢轴夹与上坚杆相连。
[0013] 所述驱动部分包括电机，电机设置在电机支架上，电机通过主动链轮、从动链轮带 动驱动轮转动，驱动轮的驱动轮轴通过带座轴承与上坚杆相连。
[0014] 所述细水雾系统包括水箱，水箱与比例混合阀相连，比例混合阀另一个入口与洗 消剂储罐相连，比例混合阀的出水口与高压柱塞泵相连，高压柱塞泵与动力源相连，高压柱 塞泵的出水口与压力表、喷枪相连。
[0015] 高压柱塞泵与压力表之间的软管上还连有溢流减压阀，溢流减压阀还连接到比例 混合阀、高压柱塞泵之间的软管上。
[0016] 还包括监控系统，监控系统包括固定在底盘框架上的锂电池和电动推杆，电动推 杆与摄像头相连，锂电池外包覆有一层铝壳。
[0017] 所述电动推杆顶部穿过连接孔之后与摄像头底部基座相连，连接孔设置在上连接 板上，上连接板与中间连接板垂直相连，中间连接板与L型的下连接板垂直相连。
[0018] 本发明的机器人有一定的越障能力，可以远程无线控制，携带尽可能多的洗消液， 采用细水雾系统进行洗消作业，喷头的高度、朝向可以调节，洗消液流量也可以调节。本发 明替代工作人员进入洗消现场，能够防止现场的毒、雾等有害物质损伤工作人员。
【附图说明】
[0019] 为了更清楚地说明本发明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 发明的一些实施例，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 根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1为本发明的主视示意图。
[0021] 图2为图1的右视示意图。
[0022] 图3为图1的俯视示意图。
[0023] 图4为承重轮结构的结构示意图。
[0024] 图5为底盘框架与承重轮结构连接状态示意图。
[0025] 图6为图5中仰视示意图。
[0026] 图7为图5的俯视示意图。
[0027] 图8为图5的左视示意图。
[0028] 图9为承重轮结构连接原理图。
[0029] 图10为转接台的结构示意图。
[0030] 图11为细水雾系统的原理框图。
[0031] 图12为下位机控制部分的原理框图。
[0032] 其中：1?底盘框架，1-1?驱动轮，1-2?从动链轮，1-3.链条，1-4?上横杆， 1-5.电机支架，1-6.电机，1-7?上坚杆，1-8?驱动轮轴，1-9?下横杆，1-10.主动链轮， 1- 11.轴承挡圈，1-12.下坚杆，1-13.连接杆，2.承重轮机构，2-1.钢轴，2-2.挡圈， 2- 3.钢轴夹，2-4.弹簧，2-5?调节圈，2-6?带座轴承，2-7?支撑杆，2-8?减震底座， 2-9.支撑轮，2-10.支撑轮轴，2-11.减震杆，3.细水雾系统，3-1.水箱，3-2.洗消剂储 罐，3-3.比例混合阀，3-4.高压柱塞泵，3-5.溢流减压阀，3-6.压力表，3-7.喷枪，3-8. 动力源，4.履带，5.电动推杆，6.摄像头，7.水泵，8.锂电池，9.上方支撑架，10.转接 台，10-1.连接孔，10-2，上连接板，10-3.中间连接板，10-4.下连接板。
【具体实施方式】
[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034] 如附图1~10所示，一种化工厂泄露事故洗消机器人，包括控制机构、底盘框架1、 承重轮机构2和细水雾系统3,承重轮机构2设置在底盘框架1底部，细水雾系统3设置在 底盘框架1上部，底盘框架1和承重轮机构2外包覆有履带4,所述承重轮机构2包括支撑 轮2-9,支撑轮2-9与支撑轮轴2-10相连，支撑轮轴2-10与支撑杆2-7相连，支撑杆2-7与 减震底座2-8、带座轴承2-6相连，减震底座2-8与减震杆2-11相连，减震杆2-11上设有调 节圈2-5,弹簧2-4套设在减震杆2-11上且弹簧2-4底部由调节圈2-5限位，减震杆2-11 顶部的挡圈2-2与钢轴2-1相连，带座轴承2-6上也连有一个钢轴2-1，钢轴2-1两端连有 钢轴夹2-3。
[0035] 本发明中，每个承重轮机构2左右两侧各设置一个支撑轮2-9,底盘框架1底部左 右两侧各连有四组或者更多的承重轮机构2,减震杆2-11、弹簧2-4和减震底座2-8起到减 震作用，承重轮机构由钢轴夹2-3固定在底盘框架上，整个承重轮机构形成一个三角形结 构，其中减震杆2-11所在的边长、短会变化，起到主要的减震作用。
[0036] 作为优选，所述底盘框架1包括驱动部分、上横杆1-4、下横杆1-9、上坚杆1-7、下 坚杆1-12,上横杆1-4、下横杆1-9通过连接杆1-13相连，上横杆1-4与上坚杆1-7垂直连 接，下横杆1-9与下坚杆1-12垂直连接，带座轴承2-6两端的钢轴夹2-3与下坚杆1-12相 连，减震杆2-11顶部的两个钢轴夹2-3与上坚杆1-7相连。所述驱动部分包括电机1-6,电 机1-6设置在电机支架1-5上，电机1-6通