本实用新型属于排爆机器人技术领域，具体涉及一种排爆机器人系统。
背景技术：
排爆机器人的关键在于能自主获取、处理和识别目标物信息，具有一定的自主分析能力，能够自主完成较为复杂的操作任务，比一般的工业机器人具有更大的灵活性。它们一般体积不大，转向灵活，便于在狭窄的地方工作，操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。因此，排爆机器人被普遍用于火场侦察、反恐反爆、军事事业、核设施的检查与维修等多种领域。
但目前市场上的同类产品普遍存在体积、灵活性及地面摩擦力相互不匹配的问题，主要体现在体积越大灵活性越差，整体动力配备不够完善；地面附着力较小、爬坡角度小，易造成侧翻打滑等现象；很难适用于复杂的城市环境及山区道路；整体前进速度可控性不强，控制系统复杂，在人员操作过程中极难控制机器人的行进速度；且对机器人的操控是通过按键式操作方式来操控，操作复杂、不连贯、不灵敏、不方便。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的排爆机器人系统。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种排爆机器人系统，包括无线连接的机器人和控制箱16，机器人包括车体1、万向双节丝杠臂2、连接件3、旋转腕臂4、机械手5、水枪炮6、两个第一天线9、旋转腰盘15、电气及液压系统、第一中央处理器和驱动装置，其中：
所述第一中央处理器和所述电气及液压系统设置在所述车体1的内部，所述第一中央处理器与所述电气及液压系统相连接；
所述驱动装置设置在所述车体1的底部两侧，且与所述电气及液压系统相连接；
所述旋转腰盘15设置在所述车体1的后端，并与所述电气及液压系统相连接；
所述万向双节丝杠臂2设置在所述旋转腰盘15上，并与所述电气及液压系统相连接；
所述连接件3设置在所述万向双节丝杠臂2的一端；
所述旋转腕臂4与所述连接件3相连接；
所述机械手5与所述旋转腕臂4相连接；
所述水枪炮6设置在所述连接件3上；
所述两个第一天线9设置在所述车体1上，均与所述第一中央处理器相连接；
所述控制箱16包括箱体22和箱盖18，箱体22内设置有互相连接的第二中央处理器和控制面板29，第二中央处理器位于控制面板29下面，箱盖18内侧设置有显示屏19，控制面板29上设置有第二天线17、第三天线21和两个操作手柄24，第二天线17、第三天线21分别与两个第一天线9无线连接。
进一步地，机器人还包括水刀装置总成25，水刀装置总成25设置在车体1上。
进一步地，水刀装置总成25包括水刀切割排爆机构58、壳体30以及设置在壳体30内的水射流发生装置；其中：
所述水射流发生装置包括蓄水罐41、高压柱塞泵42、磨料罐43，以及为高压柱塞泵42提供动力的汽油机45，所述高压柱塞泵42的进水口通过第一输水管47与蓄水罐41的出水口连接，所述磨料罐43的进水口通过第二输水管48以及设置在第二输水管48上的安全阀49、调压阀50和压力表51与高压柱塞泵42的出水口连接，所述高压柱塞泵42通过功率匹配器46与汽油机45连接，所述磨料罐43上设置有磨料开关44；
所述水刀切割排爆机构58包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构和喷嘴31，所述X轴运动机构包括安装在机架上的X轴运动电机32和与X轴运动电机32的输出轴固定连接的X轴丝杠33，所述X轴丝杠33上螺纹连接有X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠螺母上固定连接有第一连接板36，所述Z轴运动机构包括安装在第一连接板36上的Z轴运动电机38和与Z轴运动电机38 的输出轴固定连接的Z轴丝杠39，所述Z轴丝杠39上螺纹连接有Z轴丝杠螺母，所述Z轴丝杠螺母上连接有第二连接板40，所述Y轴运动机构包括安装在第二连接板40上的Y轴运动电机34和与Y轴运动电机34的输出轴固定连接的Y轴丝杠35，所述Y轴丝杠35上螺纹连接有Y轴丝杠螺母，所述Y轴丝杠螺母上连接有第三连接块37，所述喷嘴31安装在第三连接块37上，所述喷嘴31的进水口通过第三输水管52与磨料罐43的出水口连接。
进一步地，所述排爆机器人还包括第一摄像头11、第二摄像头12、第三摄像头13和支撑杆14，其中：
所述第一摄像头11设置在所述机械手5上；
所述第二摄像头12设置在所述水枪炮6上；
所述第三摄像头13通过所述支撑杆14设置在所述车体1上。
进一步地，所述驱动装置由驱动电机、六个驱动轮7和两条履带8组成，所述驱动电机设置在所述车体1的内部，与所述第一中央处理器和所述六个驱动轮7相连接，每三个所述驱动轮7设置在所述车体1的一侧，每条履带8设置在每三个所述驱动轮7上。
进一步地，所述万向双节丝杠臂2由齿轮组53、电机54、旋转丝杠55、万向旋转头56和臂壳57组成，其中：
所述旋转丝杠55设置在所述臂壳57的内部；
所述齿轮组53设置在所述臂壳57的一端，与所述旋转丝杠55相连接；
所述电机54与所述齿轮组53相连接；
所述万向旋转头56设置在所述旋转丝杠55的另一端。
进一步地，所述机械手上设置有与所述第一中央处理器相连接的第一霍尔传感器。
进一步地，所述两条履带6为聚丁二烯橡胶合成履带。
进一步地，所述操作手柄24内设置有第二霍尔传感器。
进一步地，所述水枪炮6包括底座60、消音器61、枪管62，枪管62安装在底座60上，在枪管62内靠近底座60的一端放置有水弹，消音器61安装在枪管62的另一端。
本实用新型提供的排爆机器人系统，其机器人可以适应多种地形，操作更方便简单快捷，既有大型机器人的拖拽能力，也兼具小型机器人的速度和爬坡能力，能够迅速接近目标，操作灵活快捷，可以独立完成侦查、可疑物抓取和销毁等功能；控制箱上设置有两个操作手柄，为摇杆式操作手柄，只需两手握住两个操作手柄就能完全控制机器人的运动，操作简单、连贯、灵敏、方便，可以很好地满足实际应用的需要。
附图说明
图1为实施例1的机器人的结构示意图；
图2为实施例1的万向双节丝杠臂的透视结构示意图；
图3为实施例1的控制箱的结构示意图；
图4为实施例2的机器人的结构示意图；
图5为实施例2的水刀装置总成的结构示意图；
图6为实施例2的水射流发生装置的结构示意图；
图7为实施例2的水射流发生装置的另一角度的结构示意图；
图8为实施例2的水射流发生装置的连接关系示意图；
图9为实施例2的水刀切割排爆机构的结构示意图；
图10为实施例1的水枪炮的结构示意图；
图中，1-车体，2-万向双节丝杠臂，3-连接件，4-旋转腕臂，5-机械手，6-水枪炮，7-驱动轮，8-履带，9-第一天线，10-支撑架，11-第一摄像头，12-第二摄像头，13-第三摄像头，14-支撑杆，15-旋转腰盘，16-控制箱，17-第二天线，18-箱盖，19-显示屏，20-显示屏开关，21-第三天线，22-箱体，23-水枪炮启爆开关，24-操作手柄，25-水刀装置总成，26-支架，27-电源开关，28-电量显示屏，29-控制面板，30-壳体，31-喷嘴，32-X轴运动电机，33-X轴丝杠，34-Y轴运动电机，35-Y轴丝杠，36-第一连接板，37-第三连接块，38-Z轴运动电机，39-Z轴丝杠，40-第二连接板，41-蓄水罐，42-高压柱塞泵，43-磨料罐，44-磨料开关，45-汽油机，46-功率匹配器，47-第一输水管，48-第二输水管，49-安全阀，50-调压阀，51-压力表，52-第三输水管，53-齿轮组，54-电机，55-旋转丝杠，56-万向旋转头，57-臂壳，58-水刀切割排爆机构，59-测距仪，60-底座，61-消音器，62-枪管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
实施例1
如图1所示，一种排爆机器人系统，包括无线连接的机器人和控制箱16(如图3所示)，机器人由车体1、万向双节丝杠臂2、连接件3、旋转腕臂4、机械手5、水枪炮6、两个第一天线9、电气及液压系统、第一中央处理器和驱动装置组成，其中：所述第一中央处理器和所述电气及液压系统设置在所述车体1的内部，所述第一中央处理器与所述电气及液压系统相连接；所述驱动装置设置在所述车体1的底部两侧，且与所述电气及液压系统相连接；所述旋转腰盘15设置在所述车体1的后端并与所述电气及液压系统相连接，旋转腰盘15可360度旋转；所述万向双节丝杠臂2设置在所述旋转腰盘15上，并与所述电气及液压系统相连接；支撑架10设置在旋转腰盘15上并与万向双节丝杠臂2相连接，可以支撑万向双节丝杠臂2的运动；所述连接件3设置在所述万向双节丝杠臂2的一端；所述旋转腕臂4与所述连接件3相连接；所述机械手5与所述旋转腕臂4相连接；所述水枪炮6设置在所述连接件3上；所述两个第一天线9设置在所述车体1上，均与所述第一中央处理器相连接，用于收发无线信号；如图3所示，所述控制箱16包括箱体22和箱盖18，箱体22内设置有互相连接的第二中央处理器和控制面板29，第二中央处理器在箱体22内、位于控制面板29下面、被控制面板29盖住，箱盖18内侧设置有与第二中央处理器相连接的显示屏19、显示屏开关20，控制面板29上设置有第二天线17、第三天线21、两个水枪炮启爆开关23、两个操作手柄24、电源开关27和电量显示屏28，第二天线17、第三天线21分别与两个第一天线9无线连接。所述操作手柄24内设置有第二霍尔传感器。第二天线17用于接收视频信号，第三天线21用于发送控制信号。
水枪炮6可以通过两个水枪炮启爆开关23中的任意一个电子起爆。如图10所示，水枪炮6由底座60、消音器61、枪管62组成，枪管62安装在底座60上，在枪管62内靠近底座60的一端放置有水弹，消音器61安装在枪管62的另一端，枪管62为金属枪管，起爆水枪炮6后，水弹从枪管62喷出，可以销毁爆炸物，消音器61用于消除水枪炮6起爆时的声音。
所述机械手5上设置有与所述第一中央处理器相连接的第一霍尔传感器，第一霍尔传感器将传感信号输入到第一中央处理器；第一霍尔传感器将位置信号转换为电流信号，通过电阻产生不同的电压，电压和位移或者角度有一个比例关系，把电压输入第一中央处理器来进行识别机械手5走过的位移或者角度，以便更理想地达到多元化的操作过程，使机械手5的操作更加方便、易控。
所述排爆机器人系统还包括第一摄像头11、第二摄像头12、第三摄像头13和支撑杆14，其中：所述第一摄像头11设置在所述机械手5上；所述第二摄像头12设置在所述水枪炮6上；所述第三摄像头13通过所述支撑杆14设置在所述车体1上。第一摄像头11、第二摄像头12、第三摄像头13所拍摄的影像传输到第一中央处理器，第一中央处理器再将影像信号通过两个第一天线9无线发送出去，由第二天线17接收后在显示屏19上显示出来。
所述驱动装置由驱动电机、六个驱动轮7和两条履带8组成，所述驱动电机设置在所述车体1的内部，与所述第一中央处理器和所述六个驱动轮7相连接，每三个所述驱动轮7设置在所述车体1的一侧，每条履带8设置在每三个所述驱动轮7上。所述两条履带8为聚丁二烯橡胶合成履带，极大地提高了机器人的爬坡角度及行进的平稳性。驱动电机采用原装进口大功率空心杯电机，从以下四个方面来实现整机的动力、速度、体积的整体配合：1)节能特性：能量转换效率很高；2)控制特性：起动、制动迅速，响应极快，机械时间常数小于28毫秒，部分产品可以达到10毫秒以内(铁芯电动机一般在100毫秒以上)，在推荐运行区域内的高速运转状态下，可以方便地对转速进行灵敏的调节；3)拖动特性：运行稳定性十分可靠，转速的波动很小，作为微型电动机其转速波动能够很容易地控制在2％以内；4)重量、体积、能量密度大幅度提高，与同等功率的铁芯电动机相比，其重量、体积减轻了1/3-1/2。
第一中央处理器通过两个第一天线9与控制箱16进行无线通信，可以将第一摄像头11、第二摄像头12、第三摄像头13传入的影像信号无线发送到第二天线17，第二天线17接收影像信号后在显示屏19上显示出来。工作人员可以通过控制箱16对机器人进行遥控操作及监控，且两个操作手柄24为摇杆式操作手柄，操作手柄24为双变速手柄，操作手柄24内设置有第二霍尔传感器，只需两手握住两个操作手柄24就能完全控制机器人的所有动作，无需观察操作按钮，采用双变速手柄进行无极调速，操作更加轻松便捷，克服了传统控制面板按键操作的复杂、不连贯等缺点。
如图2所示，所述万向双节丝杠臂2由齿轮组53、电机54、旋转丝杠55、万向旋转头56和臂壳57组成，其中：所述旋转丝杠55设置在所述臂壳57的内部；所述齿轮组53设置在所述臂壳57的一端，与所述旋转丝杠55相连接；所述电机54与所述齿轮组53相连接；所述万向旋转头56设置在所述旋转丝杠55的另一端。旋转丝杠55与万向旋转头56之间设置有弹簧减震装置，弹簧减震装置的作用是在重力过载的情况下减缓旋转丝杠的下沉速度，以便更好地达到万向双节丝杠臂2的直线运动效果。万向双节丝杠臂2整体运行过程是由电机54正反旋转带动齿轮组53旋转产生力，产生的力再经旋转丝杠55传输，再经万向旋转头56消除前抓举物的下坠力量，使整体的受力点落于万向双节丝杠臂2的支撑点上，有效地利用了旋转丝杠55的平稳性，并合理地做到了力量的整合，实现了整体的平衡。机器人采用将旋转腰盘15后置的设置方式，万向双节丝杠臂2通过旋转腰盘15设置在车体1的后端，有效缩小了机器人的整体体积，可使机器人在抓取物品时增加其自身的平衡性及稳定性，更便于在狭小的空间内工作，且更具灵活性。
实施例2
如图4所示，实施例2与实施例1的不同之处在于，实施例2的机器人还包括水刀装置总成25和支架26上，支架26固定在车体1上表面，水刀装置总成25固定在支架26上，位于车体1的一侧。如图5所示，水刀装置总成25包括水刀切割排爆机构58、壳体30以及设置在壳体30内的水射流发生装置；其中：如图6-8所示，所述水射流发生装置包括蓄水罐41、高压柱塞泵42、磨料罐43，以及为高压柱塞泵42提供动力的汽油机45，所述高压柱塞泵42的进水口通过第一输水管47与蓄水罐41的出水口连接，所述高压柱塞泵42通过功率匹配器46与汽油机45连接，所述磨料罐43的进水口通过第二输水管48以及设置在第二输水管48上的安全阀49、调压阀50和压力表51与高压柱塞泵42的出水口连接，所述磨料罐43上设置有磨料开关44；通过设置安全阀49和调压阀50，使得高压柱塞泵42具有可靠的过载保护，当高压柱塞泵42出现故障或喷嘴31出现堵塞时，能够及时泻压处理，并能方便地进行调压；具体实施时，所述蓄水罐41的容积为0.1m3，并在蓄水罐41中配有液位计；如图4所示，车体1前端还安装有与第一中央处理器相连接的测距仪59，用于检测车体1与道路上的障碍物之间的距离，以便机器人在行进时能有效避开障碍物。
如图9所示，所述水刀切割排爆机构58包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构和喷嘴31，所述X轴运动机构包括安装在机架上的X轴运动电机32和与X轴运动电机32的输出轴固定连接的X轴丝杠33，所述X轴丝杠33上螺纹连接有X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠螺母上固定连接有第一连接板36，所述Z轴运动机构包括安装在第一连接板36上的Z轴运动电机38和与Z轴运动电机38的输出轴固定连接的Z轴丝杠39，所述Z轴丝杠39上螺纹连接有Z轴丝杠螺母，所述Z轴丝杠螺母上连接有第二连接板40，所述Y轴运动机构包括安装在第二连接板40上的Y轴运动电机34和与Y轴运动电机34的输出轴固定连接的Y轴丝杠35，所述Y轴丝杠35上螺纹连接有Y轴丝杠螺母，所述Y轴丝杠螺母上连接有第三连接块37，所述喷嘴31安装在第三连接块37上，所述喷嘴31的进水口通过第三输水管52与磨料罐43的出水口连接；所述X轴运动电机32、Y轴运动电机34和Z轴运动电机38均为步进电机。喷嘴31通过X轴运动电机32、Y轴运动电机34和Z轴运动电机38驱动，能够实施X轴、Y轴和Z轴三个轴向切割作业；步进电机具有控制精确、便于调速的优点，通过对X轴、Y轴和Z轴三个方向进行调整方位，能够适应不同尺寸的爆炸物，使喷嘴31处于最佳的切割位置。水刀装置总成25由第一中央处理器控制。高压柱塞泵42通过继电器与第一中央处理器相连接，X轴运动电机32、Y轴运动电机34和Z轴运动电机38分别通过一个电机驱动电路与第一中央处理器相连接。除了上述结构外，实施例2的其他结构均与实施例1相同。
机器人行进到需要进行排爆的位置、使喷嘴31对准爆炸物后，第一中央处理器通过继电器接通高压柱塞泵42的供电回路，蓄水罐41内的水通过第一输水管47流入高压柱塞泵42，汽油机45为高压柱塞泵42提供动力，高压柱塞泵42将水加压后通过第二输水管48流入磨料罐43内，与磨料罐43内的磨料充分混合，并带动磨料加速，产生磨料浆体并通过喷嘴31喷出，形成磨料水射流，针对爆炸物进行切割排爆作业。切割排爆作业时，第一中央处理器通过电机驱动电路驱动X轴运动电机32、Y轴运动电机34和Z轴运动电机38，喷嘴31通过X轴运动电机32、Y轴运动电机34和Z轴运动电机38驱动，能够实施X轴、Y轴和Z轴三个轴向切割作业。
水刀装置总成25属于冷态切割，对环境适应性强，在就地销毁各类常见爆炸物的过程中，可对爆炸物的任意部位实施连续切割作业，使其在极短的时间内丧失爆炸威力，在排爆过程中无烟、火花、热量产生，有效降低了危险程度，保障了人身安全并最大程度地保留相关破案线索，克服了用水枪炮销毁爆炸物导致证据毁灭的缺陷。水炮枪等聚能销毁装置对爆炸物的作用点极其局限，一般只能为起爆装置，如雷管、导爆索等；如果作用在爆炸装置的其他部位，如主装药，并不能保证爆炸物失效；水刀装置总成25的使用则克服了水枪炮的这些缺陷。通过改变磨料的混合方式，使水射流在出口压力较低的情况下仍具有较强的切割能力，切割过程安全、迅速，有效降低了危险程度，保障了人身和环境安全；可穿透较厚的碳钢钢板，可一次性切断电雷管；切割过程中的温升较小，静电起电电压较低。因此，采用水刀装置总成25进行排爆作业能取得很好的排爆效果。
本实用新型提供的排爆机器人系统，其机器人可以适应多种地形，操作更方便简单快捷，既有大型机器人的拖拽能力，也兼具小型机器人的速度和爬坡能力，能够迅速接近目标，操作灵活快捷，可以独立完成侦查、可疑物抓取和销毁等功能；控制箱上设置有两个操作手柄，为摇杆式操作手柄，只需两手握住两个操作手柄就能完全控制机器人的运动，操作简单、连贯、灵敏、方便，可以很好地满足实际应用的需要。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。