一种无人化柔性防爆处置系统的制作方法

本发明属于防爆技术领域，具体涉及一种无人化柔性防爆处置系统。

背景技术：

近年来，恐怖袭击层出不穷。根据全球恐怖主义研究数据库(globalterrorismdatabase,gtd)提供的数据，从2010年到2015年，全球共发生了67769件恐怖袭击事件，共造成68085人死亡和147570人受伤。其中爆炸恐怖袭击事件36671起，占恐怖事件总数的54.11％，是恐怖袭击中最普遍、易行和最具破坏性的恐怖袭击手段，并呈现数量日益增多、破坏日益增强和防范日益困难的趋势。

爆炸主要会产生以下四大危害：(1)产生爆炸冲击波超压，可严重创伤人体器官，破坏设施；(2)爆炸驱动破片飞散，杀伤距离远，致死/致伤率高；(3)产生爆炸火焰和高温灼烧，易引发严重的次生燃烧灾害；产生爆炸震动、火光和噪声，心理危害和社会影响大；(4)由于爆炸恐怖活动具有极大的随机性、快速性和不确定性，且爆炸物的“未知”属性复杂多样，给安全部门的处置与防护工作带来极大困扰。如爆炸物“载体”未知(如箱包炸弹、汽车炸弹、人体炸弹和邮包炸弹等)、投放地点和环境随机(主要为机场、火车站、地铁站、广场和商场等)、爆炸物的炸药类型及其爆炸当量未知(几十克到几千克tnt)、杀伤方式(冲击波、破片、引燃等)、覆盖范围未知和爆炸物的触发方式随机延时/定时起爆、光感/磁感起爆、遥控起爆和重力感应起爆等)难以准确判断等。因此，各国防爆反恐手册均明确要求处置现场尽可能不直接接触爆炸物。如何及时有效且安全地非接触式处置和防护各类疑似爆炸物，已成为安全部门目前所面临的最严峻挑战之一。

传统防爆处置装备在防护方法和处置能力方面均具有一定优势和特色，但在机动性、非接触爆炸物情况下的应急处置能力、过量防爆条件下是否产生附带伤害等方面存在不足。无人平台开始研制和使用，如排爆机器人的开发和使用，虽然可以实现非接触排爆作业，但存在明显的安全隐患。传统的无人处置装置，大多需要机械手去转移爆炸物，在机械手转移爆炸物的过程中，容易起爆爆炸物，造成人员财产的损失。

目前有一种柔性防爆桶已经面世，该产品采用最新的防爆技术和防爆理念将防爆产品的重量优化到100公斤以内，而且防爆桶无底，是对传统钢质防爆桶的极大改进。同时由于采用柔性防爆材料，即使工作人员判断失误，爆炸物超出防爆桶标称的防爆能力，防爆桶也不会造成像钢质防爆桶一样桶身解体产生的二次附带伤害。

柔性防爆桶现有的处置方式有两种：(1)当确定爆炸物可以移动的时候，由危险品处置人员移动爆炸物至防爆桶的网兜内进行处理；(2)当无法确定爆炸物是否可以移动的时候，需要两名危险品处置人员抬起柔性防爆桶至爆炸物上面，然后遮罩爆炸物。这两种处置方式相对传统的钢质防爆桶具有明显的快速处置和安全优势。

但是，上述两种处置方式都存在一定的对人员的安全隐患，如果是定时或者遥控爆炸物，对于处置方式(1)危险品处置人员在移动爆炸物的时候存在一定的起爆危险，处置人员的人身安全将得不到有效的保障。处置方式(2)虽然可以不接触的处置爆炸物，但是依然存在人员在移动柔性防爆桶去遮罩爆炸物的过程中发生爆炸的可能性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种无人化柔性防爆处置系统，在处置爆炸物或疑似爆炸物的过程中将不会有处置人员直接面对爆炸物，保证爆炸物处置过程中的人员安全。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种无人化柔性防爆处置系统，包括：车体、设备固定架、竖直导轨、托臂、防爆桶、第一电推缸及第一托架；

所述车体底部安装有用于移动的车轮；设备固定架安装在车体的前端；两个竖直导轨沿竖直方向安装在设备固定架的两侧；

所述第一托架安装在两个竖直导轨之间，并与竖直导轨滑动配合，可沿竖直导轨上下运动；每个竖直导轨上分别安装有一个托臂，托臂的一端与竖直导轨滑动配合并可绕竖直导轨轴线转动，且托臂通过轴承支撑在第一托架上；所述防爆桶的外表面设有两个对称的把手，防爆桶通过所述把手支撑在两个托臂上；第一电推缸安装在设备固定架上，用于驱动第一托架上下运动。

进一步的，还包括：半圆铲、连接杆、转动驱动机构、第二托架及第二电推缸；

所述第二托架安装在两个竖直导轨之间，并与竖直导轨滑动配合，可沿竖直导轨上下运动，且第二托架位于第一托架下方；每个竖直导轨上分别安装有一个连接杆，连接杆的一端通过套筒与竖直导轨滑动配合并可绕竖直导轨轴线转动，且连接杆通过轴承支撑在第二托架上；每个连接杆上分别安装有一个半圆铲，且半圆铲的直线边能够在重力的作用下向内向下倾斜贴合在地面上；

当防爆桶下压圆形结构的边缘时，半圆铲绕与其相连的连接杆的轴向转动至两个半圆铲的直线边对接，形成圆形结构，封闭防爆桶底部开口；

两个转动驱动机构均安装在第二托架上，用于驱动连接杆绕其自身套筒轴线转动；所述第二电推缸安装在设备固定架上，且第二电推缸的推杆与第二托架连接，用于驱动第二托架上下运动。

进一步的，所述转动驱动机构包括：同轴齿轮、驱动齿轮及驱动电机；

两个同轴齿轮分别对应穿过两个竖直导轨后，与两个连接杆的套筒同轴固连；两个驱动电机固定在第二托架上，每个驱动电机的输出轴均安装有驱动齿轮，两个驱动齿轮分别与两个同轴齿轮对应啮合。

进一步的，所述半圆铲与连接杆之间安装有扭簧，在扭簧预紧力的作用下使半圆铲的直线边抵触在地面上。

进一步的，还包括末端组件，所述末端组件包括：支杆、第一弧形导向架、第二弧形导向架、第三电推缸及机械手；

所述第一弧形导向架和第二弧形导向架上均加工有与其外形一致的弧形导向槽；所述第一弧形导向架固定在设备固定架的顶部，所述第二弧形导向架固定在支杆的中部；

所述支杆的一端销接在设备固定架的顶部，中部位于第一弧形导向架中，且支杆上设有与第一弧形导向架的弧形导向槽滑动配合的凸块；支杆的另一端与第三电推缸的缸体中部销接；第三电推缸的缸体顶部位于支杆上的第二弧形导向架中，且第三电推缸的缸体顶部的凸块与第二弧形导向架的弧形导向槽滑动配合；其中，第一弧形导向架用于调整支杆的俯仰角度并锁定，第二弧形导向架用于调整第三电推缸的俯仰角度并锁定；

机械手安装在第三电推缸的推杆末端，用于抓取爆炸物或疑似爆炸物，并将其投掷到防爆桶内。

进一步的，还包括水炮，所述水炮安装在第三电推缸的推杆末端，用于对防爆桶内的爆炸物或疑似爆炸物进行摧毁。

进一步的，所述防爆桶为两端开口的圆台状壳体，且防爆桶的大端向下，所述防爆桶为柔性防爆桶。

进一步的，所述防爆处置系统处于运输状态时，将防爆桶拆下，并将两个托臂绕竖直导轨转动到车体的两侧；通过驱动电机控制两个半圆铲处于分开状态，并使半圆铲处于竖直状态，位于车体的两侧；将支杆向车体的方向翻转至水平，使其与第一弧形导向架分离，同时将第三电推缸沿第二弧形导向架转动到与支杆平行的位置。

进一步的，位于车体前端的两个车轮为随动转向轮，位于车体后端的两个车轮为电驱动轮；所述随动转向轮为实心结构，电驱动轮为充气轮胎结构。

有益效果：本发明可以远程操作通过防爆桶将爆炸物或疑似爆炸物罩住或通过防爆桶与半圆铲的结合将爆炸物或疑似爆炸物转移，提升用防爆桶处置的安全等级，处置人员在整个处置过程将不触动爆炸物，不再将爆炸物处置人员暴露在危险品的伤害范围以内。

附图说明

图1为本发明的结构组成图；

图2为本发明的半圆铲的结构示意图；

图3为本发明的水炮安装示意图；

图4为本发明处于运输状态的结构示意图；

其中，1-随动转向轮，2-电驱动轮，3-设备固定架，4-托臂，5-防爆桶，6-第一电推缸，7-第一托架，8-竖直导轨，9-半圆铲，10-连接杆，11-同轴齿轮，12-驱动齿轮，13-驱动电机，14-第二托架，15-第二电推缸，16-第一弧形导向架，17-第二弧形导向架，18-第三电推缸，19-水炮，20-机械手，21-支杆。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种无人化柔性防爆处置系统，参见附图1-3，包括：支架组件、防爆桶组件、半圆铲组件及末端组件；

所述支架组件包括：车体、设备固定架3及竖直导轨8；

所述车体的前端底部安装有两个随动转向轮1，后端底部安装有两个电驱动轮2；其中，所述随动转向轮1为3寸实心结构，电驱动轮2为14寸充气轮胎结构，且用于驱动电驱动轮2的驱动电机采用功率为1000w的直流伺服电机，控制精度高，通过动力匹配可满足200kg左右室内行驶车辆的动力性能要求；车体内安装有用于给部件供电的电源模块及控制模块；

所述设备固定架3为由两个矩形框架以及设置在两个矩形框架之间的多个竖直杆组成的架体；设备固定架3安装在车体的前端；两个竖直导轨8沿竖直方向安装在设备固定架3的两侧；所述竖直导轨8为光滑圆杆；

所述防爆桶组件包括：托臂4、防爆桶5、第一电推缸6及第一托架7；

所述第一托架7安装在两个竖直导轨8之间，并与竖直导轨8滑动配合，可沿竖直导轨8上下运动；每个竖直导轨8上分别安装有一个托臂4，托臂4的一端与竖直导轨8滑动配合并可绕竖直导轨8轴线转动，且托臂4通过轴承支撑在第一托架7上或直接放置在第一托架7上；所述防爆桶5为两端开口的圆台状壳体，其外表面设有两个对称的把手，防爆桶5通过所述把手支撑在两个托臂4上，且防爆桶5的大端向下；第一电推缸6安装在设备固定架3上，且第一电推缸6的推杆沿竖直方向，并与第一托架7连接；当第一电推缸6的推杆推动第一托架7沿竖直导轨8上下运动时，进而通过托臂4带动防爆桶5上下运动，其中，所述防爆桶5选用柔性防爆桶，具有重量轻，两人可抬动，可无接触处置爆炸物，过量防护不会产生附加伤害的特点；

所述半圆铲组件包括：半圆铲9、连接杆10、同轴齿轮11、驱动齿轮12、驱动电机13、第二托架14及第二电推缸15；

所述第二托架14安装在两个竖直导轨8之间，并与竖直导轨8滑动配合，可沿竖直导轨8上下运动，且第二托架14位于第一托架7下方；所述连接杆10的一端设有轴向沿竖直方向的套筒，两个连接杆端部的套筒分别穿过两个竖直导轨8后，与第二托架14通过轴承连接；每个连接杆10上安装有一个半圆铲9，半圆铲9可绕连接杆10的轴向转动，且半圆铲9与连接杆10之间安装有扭簧，在扭簧的作用下，半圆铲9的直线边向内向下倾斜抵触在地面上；其中，两个半圆铲9直线边相对；

两个同轴齿轮11分别对应穿过两个竖直导轨8后，与两个连接杆10的套筒同轴固连；两个驱动电机13固定在第二托架14上，每个驱动电机13的输出轴均安装有驱动齿轮12，两个驱动齿轮12分别与两个同轴齿轮11对应啮合；当驱动电机13通过驱动齿轮12带动同轴齿轮11转动时，同轴齿轮11带动连接杆10及安装在连接杆10上的半圆铲9绕同轴齿轮11的轴线转动；当两个半圆铲9相对转动时，两个半圆铲9的直线边对接，组成圆形结构；

所述第二电推缸15安装在设备固定架3上，且第二电推缸15的推杆沿竖直方向，并与第二托架14连接；当第二电推缸15的推杆推动第二托架14沿竖直导轨8上下运动时，进而通过连接杆10带动半圆铲9上下运动；

所述末端组件包括：支杆21、第一弧形导向架16、第二弧形导向架17、第三电推缸18、水炮19及机械手20；

第一弧形导向架16和第二弧形导向架17上均加工有与其外形一致的弧形导向槽；所述第一弧形导向架16固定在设备固定架3的顶部，所述第二弧形导向架17固定在支杆21的中部；

所述支杆21的一端销接在设备固定架3的顶部，中部位于第一弧形导向架16中，且支杆21上设有与第一弧形导向架16的弧形导向槽滑动配合的凸块；支杆21的另一端与第三电推缸18的缸体中部销接；第三电推缸18的缸体顶部位于支杆21上的第二弧形导向架17的弧形导向槽中，且第三电推缸18的缸体顶部设有的凸块与第二弧形导向架17的弧形导向槽滑动配合；其中，第一弧形导向架16用于调整支杆21的俯仰角度并锁定，第二弧形导向架17用于调整第三电推缸18的俯仰角度并锁定；

所述水炮19和机械手20均安装在第三电推缸18的推杆末端，水炮19用于对防爆桶5内的爆炸物或疑似爆炸物进行摧毁，机械手20用于抓取较高处的爆炸物或疑似爆炸物，并将其投掷到防爆桶5内；

其中，所述车体内的控制模块用于控制第一电推缸6、第二电推缸15、第三电推缸18、驱动电机13、水炮19及机械手20的工作。

工作原理：本发明的动力来源为锂电池供电，充满一次可连续工作3小时，采用远程有线遥控操作，最长遥控距离为100米，采用有线遥控可以规避爆炸物处置现场的无线信号屏蔽要求；

参见附图4，当本发明处于运输状态时，将防爆桶5拆下，并将两个托臂4绕竖直导轨8转动到车体的两侧；通过驱动电机13控制两个半圆铲9处于分开状态，并使半圆铲9处于竖直状态，位于车体的两侧；将支杆21向车体的方向翻转至水平，使其与第一弧形导向架16分离，同时将第三电推缸18沿第二弧形导向架17转动到与支杆21平行的位置；此时，本发明所占空间较小，减小运输和转移时的体积，便于转场；

针对在地面上的无需移动的爆炸物或疑似爆炸物时，先将两个托臂4转动到车体前端，并将防爆桶5支撑在托臂4上；然后通过有线遥控的方式控制两个电驱动轮2的转动来使车体移动到爆炸物或疑似爆炸物附近，且使防爆桶5位于爆炸物或疑似爆炸物上方；通过第一电推缸6带动防爆桶5向下运动，将防爆桶5放置在地面上，并将爆炸物或疑似爆炸物罩住，实现对爆炸物或疑似爆炸物的处置；

针对在地面上的需要移动的爆炸物或疑似爆炸物时，先将两个托臂4转动到车体前端，并将防爆桶5支撑在托臂4上；通过有线遥控控制两个电驱动轮2的转动来使车体移动到爆炸物或疑似爆炸物附近后，通过驱动电机13控制两个半圆铲9相对转动，同时通过第二电推缸15带动半圆铲9向下运动，使两个半圆铲9的直线边与地面抵触；当两个半圆铲9转动到直线边对接时，将爆炸物或疑似爆炸物铲入到两个半圆铲9组成的圆形结构上；通过第一电推缸6带动防爆桶5向下运动，使得防爆桶5抵触到所述圆形结构的边缘上，控制防爆桶5继续向下运动，防爆桶5下压圆形结构的边缘，使半圆铲9克服自身重力和扭簧的弹簧力，使其直线边抬起不再与地面相抵触，直到两个半圆铲9水平，两个半圆铲9与防爆桶5合围成无缝隙的空腔；最后驱动车体移动，将爆炸物或疑似爆炸物转移，实现对爆炸物或疑似爆炸物的处置；

针对不在地面上的爆炸物或疑似爆炸物时，通过有线遥控控制两个电驱动轮2的转动来使车体移动到爆炸物或疑似爆炸物附近，先将两个半圆铲9与防爆桶5合围成无缝隙的空腔后，通过第一弧形导向架16和第二弧形导向架17调整位于第三电推缸18的机械手20的位置，控制第三电推缸18的推杆伸长，使机械手20能够抓取爆炸物或疑似爆炸物，并将爆炸物或疑似爆炸物投掷到所述空腔内，实现对爆炸物或疑似爆炸物的处置；

当需要对位于防爆桶5内的爆炸物或疑似爆炸物进行摧毁时，通过第一弧形导向架16和第二弧形导向架17调整位于第三电推缸18的水炮19的位置，控制第三电推缸18的推杆伸长使水炮19伸入防爆桶5内，对爆炸物或疑似爆炸物进行摧毁。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。