CN105973087A - 一种爆炸物防护转移排除装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种爆炸物防护排除装置，属于爆炸物安全处理技术领域。该装置包括防爆车体、干扰仪、机械臂、防爆箱、防护挡板、控制中心以及信号传输线缆，其中，机械臂末端和防爆车体连接，前端和防爆箱连接，干扰仪包括主机及两组天线，干扰仪主机和一组天线安装在防爆车体上，另一组天线安装在防爆箱上，两组天线均使用信号传输线缆连接到干扰仪主机上；防护挡板设置有摄像头，防爆车体设置有显示器；防护挡板安装在防爆车体上，摄像头与显示器连接；显示器通过信号传输线缆与控制中心连接。该装置有效实现了排爆人员与爆炸品的完全隔离，排爆人员的人身安全得已保障，实现了排爆专家的远程指挥，且解决了机器人方式的缺陷。

Description

一种爆炸物防护转移排除装置

技术领域

本发明属于爆炸物安全处理技术领域，具体涉及一种可以对爆炸物进行防护、转移、排除的装置。

背景技术

目前国内外采用的爆炸物品排除方式有以下几类，都是采用排爆人员穿着防爆服，在爆炸物品旁进行排爆作业的形式。由于没有防爆罐的防护，一旦在排爆过程中爆炸物发生爆炸，防爆服对排爆人员起到的保护程度较小，同样会造成巨大的破坏力。因此，一旦爆炸物发生爆炸，排爆人员人身安全堪忧。

其一、人工操作转移、排除爆炸物方式：

A.未穿排(搜)爆服的人操作干扰仪、X光机、排爆杆、水炮枪、工具组等。该方式可以对爆炸物进行检查、判断；确定科学的转移、排除方案；实施现场排除或销毁或转移，但危险程度很高。且因排爆杆对爆炸物外形尺寸、重量的限制，实施转移较困难。目前的排爆杆，最大长度可以达到4.5米，但是由于排爆杆本身没有任何防护，不能起到保护操作人员的作用；最大张距200mm，因此超过200mm的爆炸物，排爆杆就不能起到作用，必须排(搜)爆人员手动操作，危险性很大；排爆杆只能以本身三脚架为圆心，以三脚架到机械手间的长度为半径(约3.5米)的圆上移动爆炸物，因此对爆炸物的转移较为困难。

B.穿排(搜)爆服的人操作干扰仪、X光机、排爆杆、水炮枪、工具组等。该方式可以对爆炸物进行检查、判断；确定科学的转移、排除方案；实施现场销毁或排除或转移。该方式安全性较未穿排(搜)爆服时有所提高，但头部防护对于近距离爆炸依然几乎无效，因而危险程度依然很高；且因排爆杆对爆炸物外形尺寸、重量的限制实施转移较困难；此外由于穿排(搜)爆服后，人手的感觉、灵活性大大降低，实施现场排除的可能性因此大大降低。

其二、机器人组合水炮枪等，对爆炸物实施销毁、转移方式：

该方式虽然对操作人员绝对安全，但机器人无法使用干扰仪、X光机、工具组。无法对爆炸物进行检查、判断；无法确定科学的转移、排除方案；无法在不销毁爆炸物的情况下安全的处理爆炸物，只能就地销毁爆炸物或在没有安全防护的情况下转移爆炸物；且因机器人对爆炸物外形尺寸、重量的限制，故转移爆炸物有困难，一般均现场销毁，给后续破案增加难度。另外，排爆杆、机器人的机械手最大张距200mm，而实际的有威胁的爆炸物外形远大于此，故排爆杆、机器人的实用性有限。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提出一种爆炸物防护转移排除装置，用以改变原有的爆炸物排爆方式，由排爆人员操作设备排除爆炸物，有效实现了排爆人员与爆炸品的完全隔离，排爆人员的人身安全得以保障，且解决了机器人方式的缺陷。

本发明提出的一种爆炸物防护转移排除装置，其特征在于，该装置包括防爆车体、干扰仪、机械臂、防爆箱、防护挡板、控制中心及信号传输线缆，其中，机械臂末端和防爆车体连接，前端和防爆箱连接，干扰仪包括主机及两组天线，干扰仪主机和一组天线安装在防爆车体上，另一组天线安装在防爆箱上，两组天线均使用信号传输线缆连接到干扰仪主机上；防护挡板设置有摄像头，防爆车体设置有显示器；防护挡板安装在防爆车体上，防护挡板上摄像头通过信号传输线缆与防爆车体上的显示器连接；防爆车体上的显示器通过信号传输线缆与控制中心连接。

本发明对现有防护、转移、排除爆炸物主要方法进行革命性升级换代，集成其优点，克服其缺点，其优越效果在于：

1、实现了排爆人员与爆炸品的完全隔离，排爆人员的人身安全得已保障。实现了排爆过程中爆炸物全程处于密封在防爆箱内的状态，确保爆炸物即使触发爆炸，防爆箱也可以阻挡爆炸冲击波，保护防爆箱外部的设施人员安全。

2、可以对爆炸物进行检查、判断，并利用互联网，比对爆炸物数据库，获得多位非现场专家的支持，确定科学的转移、排除方案。实现“顶级专家的脑、操作人员的手”的结合。

3、可以对爆炸物实施现场销毁。

4、可以对爆炸物实施转移，且不受爆炸物外形尺寸、重量的限制。

5、可以对爆炸物实施排除。

附图说明

图1为本发明所述爆炸物防护转移排除装置示意图。

图2为本发明所述防爆车体示意图。

图3为本发明所述防爆箱的内部装置仰视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细说明。

本发明提出的一种爆炸物防护转移排除装置，其实施例结构如图1所示，该装置包括防爆车体1，干扰仪2，机械臂3，防爆箱4、防护挡板5、信号传输线缆6，控制中心7，其中，机械臂3末端和防爆车体1连接，前端和防爆箱4连接；干扰仪2包括主机及两组天线，干扰仪主机和一组天线安装在防爆车体1上，另一组天线安装在防爆箱4上，两组天线均使用信号传输线缆6连接到干扰仪主机上；防护挡板5设置有摄像头，防爆车体1设置有显示器；防护挡板5安装在防爆车体1上，防护挡板5上摄像头通过信号传输线缆6与防爆车体1上的显示器连接；防爆车体1上的显示器通过信号传输线缆6与控制中心7连接。

本发明的实施例的各部件具体实施方式及功能如下：

所述的防爆车体1为本发明实施例装置的承载主体，用于承载操作人员、干扰仪、机械臂、防爆箱、防护挡板、信号传输线缆等设备。防爆车体1采用小型民用挖掘机进行改装，其组成结构如图2所示，分别有：上车部分11、下车部分12、行驶部分13、显示器14组成。上车部分包括发动机、减震器主泵、主阀、驾驶室、上平台、液压油箱、燃油箱、控制油路、电器部件、配重等部分；下车部分包括回转机构、引导轮、支重轮、托轮、终传动、张紧装置、中央回转接头、回转支承等部分；行驶部分包括车轮(或履带)、车底盘等部分；其结构是在民用挖掘机的基础上，去除了挖斗装置，增加了显示器；显示器采用民用液晶显示器，悬挂安装在防爆车体1的驾驶室顶部。本发明选用的防爆车体，整车宽度为1.2米，轴距为2.25米；最小转弯半径可达到3.1米；最大爬坡高度角为30度；最大行驶速度为40km/h，可以保证短时间内到达爆炸物现场。轴距短、灵活性好、爬坡能力强等方面的优点可以使本发明装置在较小的范围内进行施工作业，使操作环境对设备的限制降到最低。

所述的干扰仪2采用一种干扰方向可以任意指向的车载全频段频率干扰仪，可采用专利授权公告号：CN204362063U或其他相同功能的类似产品。干扰仪2包括干扰仪主体和两组干扰仪天线(图1中2)，干扰仪2主体装载于防爆车体1驾驶室驾驶员座椅底部的位置，使用钣金支架固定，两组干扰仪天线分别安置于防爆车体1上车部分11上方及防爆箱4顶面外侧，两组天线使用信号传输线缆6连接到主机上，在发现爆炸物时启动干扰仪2，发射干扰信号干扰爆炸物，防止爆炸物被遥控引爆。

所述机械臂3采用通用的挖掘机机械臂进行改装，增加线缆拖链用于放置和保护连接防爆箱4与防爆车体1的信号传输线缆和控制线缆，使用液压操纵可以使机械臂3上下移动，带动防爆箱4进行前后，上下移动。机械臂3的行程参数为：以防爆车车轮(或履带)所接触地平面为0点，最低点可以将防爆箱4移动至地面以下2.3米；最高点为地面以上3米，最大距离为4米。机械臂3使用液压杆保证稳定性，方便驾驶防爆车体1转移爆炸物。

所述防爆箱4顶面加工有法兰连接结构，与机械臂3前端的法兰结构进行连接，以将防爆箱4固定在防爆车体1的前端(即原挖掘机挖斗位置)，防爆箱4在机械臂3的带动下实现移动。防爆箱4内部结构如图3所示，该装置包括钛合金箱体41、X光射线仪42(包含X光发射仪421和X光接收仪422)、水炮枪43、四组摄像头44、抓取机械手45、七组照明灯46，其中，四组摄像头44分别安装在钛合金箱体41的顶面内壁的四边角，水炮枪43安装在钛合金箱体41后侧内壁上，X光发射仪421安装在钛合金箱体41左侧内壁上；X光接收仪422安装在钛合金箱体41的箱体右侧内壁上，与X光发射仪421位置正对；抓取机械手45安装在钛合金箱体41的顶面内壁的中心位置；七组照明灯46安装在钛合金箱体41的顶面内壁，围绕抓取机械手45呈环形排列；四组摄像头44、X光接收仪422分别通过信号传输线缆连接到防爆车体1的显示器14上；X光射线仪42、水炮枪43、四组摄像头44、抓取机械手45、七组照明灯46分别通过控制线缆连接到防爆车体1的驾驶室。

其中，所述钛合金箱体41使用钛合金板焊接而成，整体尺寸为长1.2米、宽1米、高1米的五面箱体，下部敞开(即底面为空面)，顶面设置有法兰结构与机械臂3前端连接。钛合金箱体41用以对爆炸物进行防护，防护爆炸物发射爆炸后产生的冲击波，是在目前市场上现有的防爆罐的功能的基础上，改善了现有防爆罐移动比较困难的缺点。钛合金箱还可以是正方体、柱体、多面体中的任一种。箱体41还可以其他与钛合金性能接近的高强度的合金结构钢，如铌钒结构钢。

所述X光射线仪42采用便携式X射线检查仪，可采用专利号：200620115934.0产品或相同功能的类似产品，具有16位图像灰度级，图像动态范围30000:1，并具有X光发射仪421和X光接收仪422体积较小的优点。其中，X光接收仪422是方形的类似液晶电脑显示屏状的接收端，使用钣金结构固定在钛合金箱体41的内部，大小与钛合金箱体41内侧壁相当；X光发射仪421是圆柱状的，X光发射仪421安装在箱体左侧内壁呈90°交叉的滚轴丝杠(图中未示出)上，每条滚轴丝杠的两端安装有两个步进电机(图中未示出)，由步进电机带动滚轴丝杠转动，使X光发射仪421可以在钛合金箱体41侧面的内部面上进行两个方向的移动，保证X光射线仪的成像范围不低于1米×0.8米。

所述水炮枪43采用AD-JTW-Ⅱ型无后坐力爆炸物销毁器，可采用专利授权公告号：CN201255609或其他相同功能的类似产品，是利用发射药被点燃后产生的爆发力，瞬间将发射管的水击出，产生前后两股高速、高压水流；一股水流用以销毁爆炸物，另一股水流抵消后坐力，是一种完全无后坐力的销毁器。水炮枪43使用固定球焊接固定在防爆箱4的后侧壁上，固定球为两个间隙配合的球状零件，分内球与外球，外球是薄壁球体，与钛合金箱体41后侧壁焊接固定，内球是实心球体，上面有一个以内球的直径方向为高，以水炮枪3枪管直径为直径的圆柱形开孔，用于将水炮枪43插入内球中固定，内球放在外球的内部两球之间留有间隙使得内球可以转动，使水炮枪43可以在以固定球的圆心为原点以水炮枪枪口至固定球圆心的距离为半径的范围内转动水炮枪的枪口，以此来调节水炮枪的发射方向。控制线缆一端连接到水炮枪上，另一端通过机械臂3上的线缆拖链连接到驾驶室内部，驾驶室的操作人员可以控制水炮枪的移动来瞄准爆炸物进行销毁。

所述摄像头44是采用微焦距摄像头，使用大小与箱体41相匹配的常规产品即可，成像距离为0.1米-3米，成像角度不低于摄像头所在边角两侧的侧板所形成的90°夹角的范围。四组摄像头安装于防爆箱钛合金箱体41的顶面内壁的四边角，使用螺丝固定并用信号传输线缆6连接到防爆车体1的显示器14上，用于将其图像传输到防爆车体1驾驶室并显示在显示器14上，给操作人员提供完全无死角的影像。

所述抓取机械手45采用大小与箱体41相匹配的常规产品即可，机械手45是采用夹持式与吸附式机械手并用的方式，由手指(或手爪)和传力机构所构成。手指使用平移式，以保障在夹持复杂外形爆炸物时，爆炸物直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的物体。机械手的中心位置包含一个吸盘，是靠吸附力吸附物体，对于轻小片状零件、光滑薄板材料等外形，具有较好的吸附性能。机械手45对于爆炸物的外形适应性较大，几乎不受爆炸物外形所限制。

所述照明灯46采用多个LED灯管或其他灯管，安装到钛合金箱体41顶面内壁，围绕机械手45呈环形或矩形阵列，灯管亮度由驾驶室操作人员控制，可以实现防爆箱4内部的照明。

所述防护挡板5采用钛合金材料或者使用其他与钛合金性能接近的高强度的合金结构钢，如铌钒结构钢制作而成，防护挡板厚度不低于10mm，是上端为半圆形下端为矩形的板块，完全覆盖防爆车体1驾驶室前挡板，整版采用一体成型，确保在受到爆炸冲击时能给与驾驶室内的操作人员最大的防护。防护挡板5上下两端各安装一个液压控制杆，用来控制防护挡板5移动，当防爆车体1距离爆炸物100米以外的范围时，防护挡板5位于驾驶室侧面，驾驶员可以正常操作防爆车体1全速行驶至距离爆炸物100米范围；当到达100米范围时，启动液压控制杆将防护挡板移动到驾驶室正前方来保护驾驶室内的操作人员，防护挡板5上安装摄像头进行，摄像头将防爆车体1前端的状况通过驾驶室内的显示屏14显示出，驾驶员操作防爆车体1前进到可以处理爆炸物的范围内。在此过程中防护挡板5始终在驾驶室正前方保护驾驶室内的操作人员，直至爆炸物转移到安全地点或确认销毁。

所述信号传输线缆6采用传输屏蔽线组，内含SYV-75-4(RG-59)监控视频线、SYV75-5-1(128编双屏蔽)或其他同类型的具有屏蔽功能的传输线缆。其主要作用是将干扰仪的天线和主机相连；将防爆箱里的摄像头和X线接收仪连接到防爆车体1的显示器上，再将防爆车体1上的信号传输到后方控制中心7上。用于连接防爆车体1和控制中心7的信号传输线缆6长度为200米，可使用电动或手动电缆盘缠绕，与防爆车体1连接端为固定端，另外一端安装快速接头可在需要使用时快速与后方控制中心7上的快速接头对插，完成线缆连接来实现信号传输。防爆车体1行驶时，电缆盘将输线缆6内的线缆逐步释放，使防爆车体1与后端控制中心时刻保持有线数据传输，将防爆箱4内的摄像头44以及X光射线仪采集到的图像同步传输到后方的控制中心7上。

所述控制中心7可以是由一台或多台电脑组成的可移动终端，由一名或多名排爆专家操作指挥，电脑采用市场通用产品即可；控制中心可以通过互联网与任意有互联网连接的终端之间进行文字、图像、影像、语音等其他信息的交流。

本发明的工作过程如下：

当发现疑似爆炸物时，公安或武警系统发出爆炸物警告，将爆炸物安全范围内的人转移。防爆车操作人员接到命令后，从车库开启防爆车体1行驶到疑似爆炸物附近(100-200米范围)后，停车释放信号传输线缆6、开启干扰仪2、开启防护挡板5，操作人员通过观察防护挡板5上的摄像头拍摄的影像操作防爆车体1接近到可以处理疑似爆炸物的范围。使用机械臂3将防爆箱4移动至疑似爆炸物的上方，使用防爆箱4将疑似爆炸物罩住，打开防爆箱4内部的照明灯、摄像头近距离的观察疑似爆炸物，并启动X射线仪检测疑似爆炸物内部，查看疑似爆炸物内部的成分；同时，通过信号传输线缆6将操作人员使用摄像头、X射线仪等设备采集到的疑似爆炸物的信息，同步传输到后方的控制中心7上，后方的控制中心7由一名或多名排爆专家组成员指挥，将采集到的疑似爆炸物的信息通过互联网与任意有互联网连接的终端前的排爆专家进行文字、图像、影像、语音等其他信息的交流，汇总排爆意见，操作人员与控制中心专家组以及互联网连接的终端前的排爆专家共同确定科学的排除、销毁、转移疑似爆炸物的方案后，确定排爆方案并由操作人员执行排爆操作。操作人员可以使用抓取机械手45将爆炸物抓取，启动防爆车体1将疑似爆炸物转移到安全的排爆场所进行排爆；或使用水炮枪43击穿爆炸物，破坏爆炸物的内部结构，销毁爆炸物，实现排爆操作。

Claims (4)

1.一种爆炸物防护转移排除装置，其特征在于，该装置包括防爆车体、干扰仪、机械臂、防爆箱、防护挡板、控制中心及信号传输线缆，其中，机械臂末端和防爆车体连接，前端和防爆箱连接，干扰仪包括主机及两组天线，干扰仪主机和一组天线安装在防爆车体上，另一组天线安装在防爆箱上，两组天线均使用信号传输线缆连接到干扰仪主机上；防护挡板设置有摄像头，防爆车体设置有显示器；防护挡板安装在防爆车体上，防护挡板上摄像头通过信号传输线缆与防爆车体上的显示器连接；防爆车体上的显示器通过信号传输线缆与控制中心连接。

2.如权利要求1所述的爆炸物防护转移排除装置，其特征在于，所述的防护挡板是上端为半圆形下端为矩形的板块；其两端各安装一个液压控制杆，液压控制杆连接到防爆车体上。

3.如权利要求1所述的爆炸物防护转移排除装置，其特征在于，所述的防爆箱包括下端敞开的箱体、X光射线仪、水炮枪、四组摄像头、抓取机械手、多组照明灯，其中，X光射线仪由X光发射仪和X光接收仪组成；四组摄像头分别安装在箱体的顶面内壁的四边角，水炮枪安装在箱体后侧内壁上，X光发射仪安装在箱体左侧内壁上；X光接收仪安装在箱体右侧内壁上，与X光发射仪位置正对；抓取机械手安装在箱体的顶面内壁的中心位置；多组照明灯安装在箱体的顶面内壁，围绕在抓取机械手周围；四组摄像头、X光接收仪分别通过信号传输线缆连接到防爆车体的显示器上。

4.如权利要求1或3所述的爆炸物防护转移排除装置，其特征在于，所述的防爆箱箱体为长方体、正方体、圆柱体中任一种形状。