CN113175856A - 一种智能移动式防爆桶 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能移动式防爆桶，包括：防爆桶桶体、防爆桶盖子、移动系统、内框架、集成控制模块、图像采集模块、夹爪系统、电源模块、X光扫描模块及遥控器；防爆桶盖子安装在防爆桶桶体的顶部；内框架同轴固定在防爆桶桶体内部；移动系统均固定在内框架上；夹爪系统位于防爆桶桶体内；集成控制模块安装在内框架；遥控器位于操作人员手中，与集成控制模块无线连接；图像采集模块安装防爆桶盖子的外圆周面上，并分别与集成控制模块电性连接；电源模块和X光扫描模块均安装在内框架上，电源模块和X光扫描模块分别与集成控制模块电性连接；本发明能够快响应、高效率、高安全的对危爆物进行紧急处置。

Description

一种智能移动式防爆桶
技术领域
本发明属于公共安全技术领域，具体涉及一种智能移动式防爆桶。
背景技术
在人员密集或者其它重要区域(例如机场，车站，广场等)发现危爆物时，第一时间将危爆物遮罩，最大程度减小其爆炸时可能造成的伤害是整个处置流程中最为关键的环节。目前主流处置方式：1.使用人力拉抬防爆桶将目标物遮罩住，等候专业排爆人员处置。2.人工使用夹子类工具夹取甚至手提方式提起危爆物后放入防爆罐内，转运处置。
以上方案中，在第一时间处置危爆物时，当人员靠近危爆物进行处置时，因为危爆物存在随时爆炸的可能性，给相关人员带来极大的安全隐患，同时心理上也会有较大负担。另外人工操作遮罩危爆物的过程效率比较低，有时在专业人员未到达前需要移动危爆物，进一步增加了引爆危爆物的概率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种智能移动式防爆桶，能够快响应、高效率、高安全的对危爆物进行紧急处置。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种智能移动式防爆桶，包括：防爆桶桶体、防爆桶盖子、移动系统、内框架、集成控制模块、图像采集模块、夹爪系统、电源模块、X光扫描模块及遥控器；
所述防爆桶桶体为两端开口的空心圆台状壳体；
整体连接关系：所述防爆桶桶体的大径端向下、小径端向上放置，用于罩住危爆物；
所述防爆桶盖子安装在所述防爆桶桶体的小径端，并将该小径端的开口封闭；
所述内框架同轴固定在防爆桶桶体内部；
两个以上所述移动系统均固定在内框架上，用于带动所述防爆桶移动；每个移动系统均沿竖直方向设置；
所述夹爪系统位于所述防爆桶桶体内，并固定在所述防爆桶盖子的下表面；所述夹爪系统沿竖直方向设置，用于夹取位于防爆桶桶体内的危爆物；
所述集成控制模块安装在内框架；所述遥控器位于操作人员手中，与集成控制模块无线连接，可对集成控制模块进行远程实时操控；
两个以上所述图像采集模块分别安装防爆桶盖子的外圆周面上，并分别与所述集成控制模块电性连接；所述图像采集模块用于采集所述防爆桶周围的环境信息；
所述电源模块和X光扫描模块均安装在内框架上，所述电源模块和X光扫描模块分别与所述集成控制模块电性连接；所述X光扫描模块用于观察危爆物的内部情况；所述电源模块用于给集成控制模块、图像采集模块及X光扫描模块供电。
进一步的，还包括警报灯；所述警报灯安装在防爆桶盖子的上表面，与所述集成控制模块电性连接；所述警报灯用于在处置危爆物的过程中进行警报。
进一步的，所述内框架由同轴并列设置的两个以上安装环组成；
两个以上所述安装环均同轴固定在防爆桶桶体的内圆周面上。
进一步的，所述X光扫描模块可沿内框架的周向移动，用于360°观察危爆物的内部情况。
进一步的，每个所述移动系统均包括：运动轮、伸缩推杆A及轮子驱动部件；
所述伸缩推杆A固定在内框架上；所述伸缩推杆A与所述集成控制模块电性连接，在集成控制模块的控制下，所述伸缩推杆A可沿其轴向进行伸缩运动；所述运动轮和轮子驱动部件均安装在伸缩推杆A的底部，所述轮子驱动部件与所述集成控制模块电性连接，在集成控制模块的控制下，所述轮子驱动部件用于驱动运动轮转动。
进一步的，所述伸缩推杆A的侧面设有梯形肋条，用于保证所述伸缩推杆A沿竖直方向设置。
进一步的，所述运动轮采用麦克纳姆轮。
进一步的，每个所述图像采集模块均包括：红外图像采集端、摄像头A及雷达测距端；
所述红外图像采集端用于采集所述防爆桶周围的红外信息；摄像头A用于采集所述防爆桶周围的图像信息；所述雷达测距端用于采集所述防爆桶与周围物体的距离信息。
进一步的，所述夹爪系统包括：机械夹爪、摄像头B及伸缩推杆B；
所述伸缩推杆A的一端固定在所述防爆桶盖子的下表面，另一端与所述机械夹爪连接；所述伸缩推杆B与所述集成控制模块电性连接，在集成控制模块的控制下，所述伸缩推杆B可沿其轴向进行伸缩运动；所述机械夹爪与所述集成控制模块电性连接，在集成控制模块的控制下，所述机械夹爪可进行抓取/放开动作；所述摄像头B安装在机械夹爪上，用于采集位于防爆桶桶体内的危爆物的图像信息。
进一步的，所述防爆桶桶体采用柔性材料；
所述内框架、移动系统和夹爪系统的机械结构均采用碳纤维、钛合金或铝合金。
有益效果：(1)本发明可通过遥控器实现对防爆桶的远程实时操控，通过防爆桶上的图像采集模块观察防爆桶周围的环境，且本发明平时布置在防控区域内，在接收到危爆物信号后第一时间启动，发出警报声响，警示和驱离附近人群，通过集成控制模块计算最短路线和开启自动避障功能，最快时间内到达危爆物处并对危爆物进行自动遮罩处理，同时通过夹爪系统自动夹取危爆物，实现危爆物的转运；实现了危爆物的无人处置，提高了处置危爆物的安全性，具有响应快，效率高的特点。
(2)本发明的采用防爆桶桶体采用柔性材料，防爆桶桶体内的机械结构采用碳纤维、钛合金或铝合金等高强轻质材料，与目前市面上主流的钢制防爆罐相比，具有质量轻的特点，可以达到2～3个人可整体抬起防爆桶，并近距离转移的目的，在特殊任务中遇到陡坡，楼梯等障碍时可人力辅助防爆桶越障。
(3)本发明的移动系统、内框架、集成控制模块、夹爪系统、电源模块及X光扫描模块均布置在防爆桶桶体内，大大减小了整个防爆桶的体积，使防爆桶可轻松进入电梯，通过电梯运输到不同楼层；且由于移动系统、内框架、夹爪系统等机械结构都在防爆桶桶体内部，当危爆物意外爆炸时，机械结构的碎片不会形成高速破片，从而避免了对周围造成伤害。
(4)本发明的移动系统设有伸缩推杆A，通过伸缩推杆A的伸缩运动，使得防爆桶桶体可升降，可根据目标物的高度自动判断防爆桶桶体的升起高度，实现防爆桶的高度调节。
(5)本发明的X光扫描模块可绕内框架的安装环移动，进而完成360°观察危爆物内部情况，为下一步的处置提供有效图像信息。
(6)本发明可将多个防爆桶布置在不同防控区域，通过网络通信协同作业；通过将整个防控范围网格划分，实现更加精准的定位和导航，让最近的防爆桶在第一时间到达目标物附近。
(7)本发明具有夜视功能，即可在光线暗淡的情况下，通过红外图像采集端和雷达测距端采集目标物的图像完成对目标物的遮罩作业。
附图说明
图1为本发明的结构组成图；
图2为移动系统的结构组成图；
图3为图像采集模块的结构组成图；
图4为夹爪系统的结构组成图；
其中，1-防爆桶桶体，2-防爆桶盖子，3-移动系统，4-内框架，5-集成控制模块，6-警报灯，7-图像采集模块，8-夹爪系统，9-电源模块，10-X光扫描模块，3.1-麦克纳姆轮，3.2-伸缩推杆A，3.3-轮子驱动部件，7.1-红外图像采集端，7.2-摄像头A，7.3-雷达测距端，8.1-机械夹爪，8.2-摄像头B，8.3-伸缩推杆B。
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智能移动式防爆桶，参见附图1，包括：防爆桶桶体1、防爆桶盖子2、移动系统3、内框架4、集成控制模块5、警报灯6、图像采集模块7、夹爪系统8、电源模块9、X光扫描模块10及遥控器；
所述防爆桶桶体1为两端开口的空心圆台状壳体；
所述内框架4由同轴并列设置的三个安装环组成；
整体连接关系：所述防爆桶桶体1的大径端向下、小径端向上放置，用于罩住危爆物；
所述防爆桶盖子2安装在所述防爆桶桶体1的小径端，并将该小径端的开口封闭；
所述内框架4同轴固定在防爆桶桶体1内部，即内框架4的三个安装环均同轴固定在防爆桶桶体1的内圆周面上；
四个所述移动系统3均固定在内框架4上，用于带动所述防爆桶移动；其中，四个移动系统3沿内框架4的周向均匀分布，且每个移动系统3均沿竖直方向设置；
所述夹爪系统8位于所述防爆桶桶体1内，并固定在所述防爆桶盖子2的下表面；所述夹爪系统8沿竖直方向设置，用于夹取位于防爆桶桶体1内的危爆物；
所述集成控制模块5安装在内框架4；所述遥控器位于操作人员手中，与集成控制模块5无线连接，可对集成控制模块5进行远程实时操控；
所述警报灯6安装在防爆桶盖子2的上表面，与所述集成控制模块5电性连接；所述警报灯6用于在处置危爆物的过程中进行警报；
两个以上所述图像采集模块7分别安装防爆桶盖子2的外圆周面上，并分别与所述集成控制模块5电性连接；所述图像采集模块7用于采集所述防爆桶周围的环境信息；
所述电源模块9和X光扫描模块10均安装在内框架4上，所述电源模块9和X光扫描模块10分别与所述集成控制模块5电性连接；所述X光扫描模块10可沿其所在安装环的周向移动，用于360°观察危爆物的内部情况；所述电源模块9用于给集成控制模块5、警报灯6、图像采集模块7及X光扫描模块10供电；
其中，参见附图2，每个所述移动系统3均包括：麦克纳姆轮3.1、伸缩推杆A3.2及轮子驱动部件3.3；所述伸缩推杆A3.2固定在内框架4上，所述伸缩推杆A3.2的侧面设有梯形肋条，用于保证所述伸缩推杆A3.2沿竖直方向设置；所述伸缩推杆A3.2与所述集成控制模块5电性连接，在集成控制模块5的控制下，所述伸缩推杆A3.2可沿其轴向进行伸缩运动；所述麦克纳姆轮3.1和轮子驱动部件3.3均安装在伸缩推杆A3.2的底部，所述轮子驱动部件3.3与所述集成控制模块5电性连接，在集成控制模块5的控制下，所述轮子驱动部件3.3用于驱动麦克纳姆轮3.1转动；
参见附图3，每个所述图像采集模块7均包括：红外图像采集端7.1、摄像头A7.2及雷达测距端7.3；所述红外图像采集端7.1用于采集所述防爆桶周围的红外信息；摄像头A7.2用于采集所述防爆桶周围的图像信息；所述雷达测距端7.3用于采集所述防爆桶与周围物体的距离信息；
参见附图4，所述夹爪系统8包括：机械夹爪8.1、摄像头B8.2及伸缩推杆B8.3；所述伸缩推杆A3.2的一端固定在所述防爆桶盖子2的下表面，另一端与所述机械夹爪8.1连接；所述伸缩推杆B8.3与所述集成控制模块5电性连接，在集成控制模块5的控制下，所述伸缩推杆B8.3可沿其轴向进行伸缩运动；所述机械夹爪8.1与所述集成控制模块5电性连接，在集成控制模块5的控制下，所述机械夹爪8.1可进行抓取/放开动作；所述摄像头B8.2安装在机械夹爪8.1上，用于采集位于防爆桶桶体1内的危爆物的图像信息；
所述防爆桶桶体1采用柔性材料；
所述内框架4、移动系统3的麦克纳姆轮3.1和伸缩推杆A3.2、夹爪系统8的机械夹爪8.1和伸缩推杆B8.3均采用高强轻质材料，如碳纤维、钛合金或铝合金；
工作原理：在不同防控区域放置有两个以上所述防爆桶，两个以上所述防爆桶通过网络通信协同作业；控制室人员确定疑似危爆物的位置后，发出危爆物出现信号；令疑似危爆物为目标物；离该目标物最近的防爆桶的集成控制模块5接收到信号后，计算最短路线和开启自动避障功能，最快时间内到达目标物处并对目标物进行自动遮罩处理：具体如下：
首先集成控制模块5控制警报灯6响起，以引起人们注意避让；然后集成控制模块5控制移动系统3的伸缩推杆A3.2伸出，使得移动系统3的麦克纳姆轮3.1支撑在地面上，并将防爆桶桶体1小幅度升起，使防爆桶桶体1不与地面接触，通过移动系统3的轮子驱动部件3.3驱动麦克纳姆轮3.1转动，带动防爆桶迅速移动到目标物的位置；
在防爆桶移动的过程中，通过图像采集模块7的雷达测距端7.3避让防爆桶周围的障碍物；到达目标物附近后，通过图像采集模块7判断目标物的体积，即在光线充足时，通过摄像头A7.2和雷达测距端7.3采集目标物的图像，进而判断目标物的体积；在光线暗淡时，通过红外图像采集端7.1和雷达测距端7.3采集目标物的图像，进而判断目标物的体积；在目标物的体积符合被遮罩要求的情况下启动防爆桶的遮罩目标物流程，即：
首先通过伸缩推杆A3.2进一步升高防爆桶桶体1，然后继续向目标物移动，使防爆桶桶体1位于目标物的正上方，然后通过伸缩推杆A3.2使得防爆桶桶体1下降，将目标物遮罩住，然后通过X光扫描模块10扫描目标物，上传图像，控制室人员通过图像判断目标物内确有危爆物后通知专业排爆人员前往处置；
排爆人员确认后操控夹爪系统8的伸缩推杆B8.3伸出，并操控机械夹爪8.1抓取目标物后，再操控伸缩推杆B8.3缩回，使得目标物升高，被防爆桶桶体1遮罩，目标物位于防爆桶桶体1内后，通过遥控器遥控防爆桶驶离重要区域，由专业排爆人员进行下一步处置。
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。

Claims (10)

1.一种智能移动式防爆桶，其特征在于，包括：防爆桶桶体(1)、防爆桶盖子(2)、移动系统(3)、内框架(4)、集成控制模块(5)、图像采集模块(7)、夹爪系统(8)、电源模块(9)、X光扫描模块(10)及遥控器；
所述防爆桶桶体(1)为两端开口的空心圆台状壳体；
整体连接关系：所述防爆桶桶体(1)的大径端向下、小径端向上放置，用于罩住危爆物；
所述防爆桶盖子(2)安装在所述防爆桶桶体(1)的小径端，并将该小径端的开口封闭；
所述内框架(4)同轴固定在防爆桶桶体(1)内部；
两个以上所述移动系统(3)均固定在内框架(4)上，用于带动所述防爆桶移动；每个移动系统(3)均沿竖直方向设置；
所述夹爪系统(8)位于所述防爆桶桶体(1)内，并固定在所述防爆桶盖子(2)的下表面；所述夹爪系统(8)沿竖直方向设置，用于夹取位于防爆桶桶体(1)内的危爆物；
所述集成控制模块(5)安装在内框架(4)；所述遥控器位于操作人员手中，与集成控制模块(5)无线连接，可对集成控制模块(5)进行远程实时操控；
两个以上所述图像采集模块(7)分别安装防爆桶盖子(2)的外圆周面上，并分别与所述集成控制模块(5)电性连接；所述图像采集模块(7)用于采集所述防爆桶周围的环境信息；
所述电源模块(9)和X光扫描模块(10)均安装在内框架(4)上，所述电源模块(9)和X光扫描模块(10)分别与所述集成控制模块(5)电性连接；所述X光扫描模块(10)用于观察危爆物的内部情况；所述电源模块(9)用于给集成控制模块(5)、图像采集模块(7)及X光扫描模块(10)供电。
2.如权利要求1所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，还包括警报灯(6)；所述警报灯(6)安装在防爆桶盖子(2)的上表面，与所述集成控制模块(5)电性连接；所述警报灯(6)用于在处置危爆物的过程中进行警报。
3.如权利要求1所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，所述内框架(4)由同轴并列设置的两个以上安装环组成；
两个以上所述安装环均同轴固定在防爆桶桶体(1)的内圆周面上。
4.如权利要求1所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，所述X光扫描模块(10)可沿内框架(4)的周向移动，用于360°观察危爆物的内部情况。
5.如权利要求1所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，每个所述移动系统(3)均包括：运动轮、伸缩推杆A(3.2)及轮子驱动部件(3.3)；
所述伸缩推杆A(3.2)固定在内框架(4)上；所述伸缩推杆A(3.2)与所述集成控制模块(5)电性连接，在集成控制模块(5)的控制下，所述伸缩推杆A(3.2)可沿其轴向进行伸缩运动；所述运动轮和轮子驱动部件(3.3)均安装在伸缩推杆A(3.2)的底部，所述轮子驱动部件(3.3)与所述集成控制模块(5)电性连接，在集成控制模块(5)的控制下，所述轮子驱动部件(3.3)用于驱动运动轮转动。
6.如权利要求5所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，所述伸缩推杆A(3.2)的侧面设有梯形肋条，用于保证所述伸缩推杆A(3.2)沿竖直方向设置。
7.如权利要求5所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，所述运动轮采用麦克纳姆轮(3.1)。
8.如权利要求1所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，每个所述图像采集模块(7)均包括：红外图像采集端(7.1)、摄像头A(7.2)及雷达测距端(7.3)；
所述红外图像采集端(7.1)用于采集所述防爆桶周围的红外信息；摄像头A(7.2)用于采集所述防爆桶周围的图像信息；所述雷达测距端(7.3)用于采集所述防爆桶与周围物体的距离信息。
9.如权利要求1所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，所述夹爪系统(8)包括：机械夹爪(8.1)、摄像头B(8.2)及伸缩推杆B(8.3)；
所述伸缩推杆A(3.2)的一端固定在所述防爆桶盖子(2)的下表面，另一端与所述机械夹爪(8.1)连接；所述伸缩推杆B(8.3)与所述集成控制模块(5)电性连接，在集成控制模块(5)的控制下，所述伸缩推杆B(8.3)可沿其轴向进行伸缩运动；所述机械夹爪(8.1)与所述集成控制模块(5)电性连接，在集成控制模块(5)的控制下，所述机械夹爪(8.1)可进行抓取/放开动作；所述摄像头B(8.2)安装在机械夹爪(8.1)上，用于采集位于防爆桶桶体(1)内的危爆物的图像信息。
10.如权利要求1所述的一种智能移动式防爆桶，其特征在于，所述防爆桶桶体(1)采用柔性材料；
所述内框架(4)、移动系统(3)和夹爪系统(8)的机械结构均采用碳纤维、钛合金或铝合金。
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