CN114669422A - 一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，包括机器人本体，机器人本体包括履带底盘，所述履带底盘布置有行车系统，腔体底盘内部安装有液压动力单元和核心控制板，腔体底盘的上端面布置有伸缩臂系统、喷粉系统和监控系统，行车系统、喷粉系统、液压动力单元和监控系统均连接外接终端设备。喷洒粉剂快速、均匀、稳定，有效抑制危化品的蔓延扩散。操作便捷可靠，能够处理不同位置的危化品泄漏情况，有效保护了人员安全，且应用场景广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种危化品泄漏应急处置设备，特别涉及一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人。
背景技术
有机液体危化品可以分为易燃液体、毒性液体、腐蚀性液体。有机液体危化品具有高度易燃性、易爆性、毒害性和腐蚀性等危害。危化品行业意外的介质泄漏造成的危害后果和严重影响是消防行业和危化品企业最为困惑的安全隐患。此类事故的发生常常伴有火灾、爆炸、中毒及环境污染的危险，对救援人员的生命威胁显而易见，目前，还没有可智能化、无人化处置危化品泄漏事故的智能装备，无人化作业早已成为行业的希望和期待。
针对液体危化品泄漏，现有的处置方法有利用沙土覆盖或者泡沫覆盖等方法，但这些方法不能改变液体危化品流动的特性，不能从根本上抑制危化品的挥发，仍可能造成泄漏事故的扩大，导致次生衍生灾害。
目前，高分子吸收剂可吸收固化几乎所有的亲油性有机液体危化品，并抑制有毒有害气体的挥发，是处理液体危化品泄漏的首选材料。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，是基于高分子吸收剂，根据泄漏事故现场情况远程操控，快速高效处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，既可满足无人自动化作业又可在易燃易爆环境中安全作业避免事故扩大化，具体技术方案是，一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，包括履带式机器人本体，伸缩臂系统、喷粉系统、监控系统和 液压动力单元，履带式机器人本体包括腔体底盘，腔体底盘布置有履带式机器人本体的行车系统，腔体底盘的上端面布置有伸缩臂系统、喷粉系统、监控系统的摄像头,腔体底盘的腔体内布置有液压动力单元和监控系统的核心控制板，监控系统的核心控制板与履带式机器人本体的行车系统、摄像头、喷粉系统、液压动力单元连接，液压动力单元与伸缩臂系统连接，监控系统的核心控制板与外置的终端控制系统无线通信连接。
所述伸缩臂系统包括，伸缩臂、伸缩油缸、立柱、举升油缸以及回转支承,所述伸缩臂为液压伸缩臂，安装有伸缩油缸，其尾端固定在立柱上端，立柱下端固定安装在回转支撑上，所述回转支承固定安装在腔体底盘的上端面，立柱上还安装有举升油缸，所述举升油缸的活塞与伸缩臂尾端部活动连接，伸缩臂的前端固定安装有带喷头的喷粉罩、尾端固定安装有卷盘。
所述喷粉系统包括粉剂主储罐、粉剂备储罐、主喷管、氮气罐、粉剂主储罐手动阀、粉剂主储罐总电磁阀、小流量管、中流量管、大流量管、小流量管手动阀、中流量管手动阀、大流量管手动阀、小流量管电磁阀、中流量管电磁阀、大流量管电磁阀、粉剂备储罐总电磁阀、粉剂备储罐手动阀、粉剂主储罐安全阀、粉剂备储罐安全阀、氮气罐手动阀门、减压阀、三通接头和喷头，所述喷粉系统固定安装在机器人本体的腔体底盘上端面，所述粉剂主储罐上安装有粉剂主储罐手动阀和粉剂主储罐安全阀，粉剂备储罐上安装有粉剂备储罐手动阀和粉剂备储罐安全阀，所述粉剂主储罐和粉剂备储罐通过管道相互连通，且在管道上还安装有粉剂主储罐总电磁阀和粉剂备储罐总电磁阀，所述粉剂主储罐总电磁阀和粉剂备储罐总电磁阀之间从左至右分别连通有小流量管、中流量管和大流量管一端，所述小流量管、中流量管和大流量管的另一端均与主喷管相连通，所述小流量管上安装有小流量管手动阀和小流量管电磁阀，中流量管上安装有中流量管手动阀和中流量管电磁阀，大流量管上安装有大流量管手动阀和大流量管电磁阀，所述主喷管经卷盘与喷粉罩内的喷头连接，所述氮气罐上安装有氮气罐手动阀门和减压阀，所述减压阀通过三通接头分别与粉剂主储罐和粉剂备储罐相连通。
所述氮气罐为高压氮气罐。
所述粉剂主储罐和粉剂备储罐内装粉剂为粉质高分子吸收剂。
所述监控系统包括安装在腔体底盘前立柱上端的摄像头、安装在腔体底盘下方的核心控制板和外置的终端控制系统，终端控制系统与核心控制板无线通信连接，核心控制板连接履带式机器人本体的行车系统、摄像头、喷粉系统的各种电磁阀、液压动力单元，所述液压动力单元与伸缩臂的伸缩油缸、举升油缸、回转支承相连。
所述摄像头为360°全景摄像头。
所述粉剂喷射机器人的腔体底盘要取得相关标准的防爆检测认证、安装的电元器件应为防爆元件器、整体要做到本质安全或隔、或防爆设计处理。
所述的粉剂喷射机器人具有以下功能，
①远程监控功能，
摄像头采集有机液体危化品泄漏现场画面，并将画面进行无线信号发送，操作人员通过外置的终端控制系统接收信号，摄像头采集的事故现场画面实时传输至外置的终端控制系统屏幕上；
②发送控制命令功能，
操作人员依据回传的实时画面工况，发送控制功能命令，
功能命令包括： 1、腔体底盘移动控制，2、机械臂姿态控制，3、喷粉系统启动/关闭，4、喷粉主备用模式切换，5、喷粉流量大小调节；
③执行控制命令功能，
核心控制板解析并执行控制功能命令，控制履带式机器人本体的行车系统、液压动力单元、伸缩油缸、举升油缸、回转支承、粉剂主储罐总电磁阀、小流量管电磁阀、中流量管电磁阀、大流量管电磁阀及粉剂备储罐总电磁阀，从而驱动和控制机器人移动、机械臂伸缩、俯仰、旋转，调节喷粉流量和喷粉主备模式切换。
操作方法包括以下步骤，
一、启动系统前手动开启所有手动阀门，包括氮气罐手动阀门、粉剂主罐手动控制阀、粉剂备罐手动控制阀、小流量手动阀、中流量手动阀、大流量手动阀；
二、根据外置的终端控制系统无线控制信号选择机械臂姿态及喷射模式，喷射模式包括粉剂主罐喷射模式和粉剂备罐喷射模式，
①核心控制板启动履带式机器人本体的行车系统、液压动力单元、伸缩油缸、举升油缸、回转支承、从而驱动和控制机器人移动、机械臂伸缩、俯仰、旋转，
②核心控制板选用粉剂主罐喷射模式，自动启动粉剂主储罐总电磁阀，备用出粉总电磁阀自动关闭，同时打开氮气罐减压阀，氮气沿导管进入粉剂主罐，同时根据远程遥控流量信号控制，自动开启或小流量电磁阀、或中流量电磁阀、或大流量电磁阀，粉剂进入主喷管，粉剂通过主喷管由喷头、喷粉罩喷射而出；
三、当粉剂主罐内粉剂使完时，核心控制板控制粉剂主储罐总电磁阀关闭，备用罐体喷射模式自动启动，备用出粉总电磁阀开启，粉剂主储罐总电磁阀关闭并进行与步骤三的②③雷同操作。
四、使用完毕后，停电并关闭所有手动阀门。
本发明的技术效果是，通过机械臂前端喷粉罩内的喷头均匀喷洒粉剂于泄漏区域，快速固化液体危化品，拦截危化品的流淌，有效抑制危化品气体挥发，防止事故的蔓延扩散。压力稳定的气源，确保危化品泄漏处置过程中粉剂能稳定的喷出，提升粉剂喷射可靠性，确保危化品处置到位有效。履带式机器人可翻越障碍物，具有一定的爬坡功能，应用场景广泛，境适应性强。机器人安装有360°全景摄像头，控制端的屏幕上可实时显示泄漏场景。伸缩式机械臂操作便捷可靠，能够使机器人处理泄漏场景中不同位置，粉剂的流量大小可调整，处置效率高。
实现了兼具地形适应性和远程控制处理危化品泄漏功能，是用于石油化工等危化品泄漏后的智能安全防爆的现场遥控处置机械智能设备，也可广泛应用于危化品工业环境，具有良好的商业推广潜质。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的喷粉系结构示意图；
图3是本发明的监控系统控制框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。这些实物上的细节不应用以限制本发明。
1、 如图1、图2、图3所示，一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，包括履带式机器人本体，伸缩臂系统、喷粉系统和监控系统、液压动力单元，履带式机器人本体包括腔体底盘3，腔体底盘3布置有履带式机器人本体的行车系统，腔体底盘3的上端面布置有伸缩臂系统、喷粉系统、监控系统的摄像头4,腔体底盘3的腔体内布置有液压动力单元和监控系统的核心控制板，监控系统的核心控制板与履带式机器人本体的行车系统、摄像头4、喷粉系统、液压动力单元连接，液压动力单元与伸缩臂系统连接，监控系统的核心控制板与外置的终端控制系统无线通信连接。
为了方便调整伸缩臂的俯仰角和旋转角度，均匀喷洒粉剂于泄漏区域，快速固化液体危化品，拦截危化品的流淌，伸缩臂2为液压伸缩臂，其尾端固定在立柱13上端，立柱13下端固定安装在回转支承9上，回转支承9固定安装在腔体底盘3的上端面，立柱13上还安装有举升油缸12，举升油缸12的活塞与伸缩臂2尾端部活动连接，伸缩臂2的前端固定安装有带喷头的喷粉罩1、尾端固定安装有卷盘6，且伸缩臂2的伸缩油缸、举升油缸12、回转支承9均与液压动力单元连接。
为了可以根据需要调整喷粉量的大小，喷粉系统包括粉剂主储罐7、粉剂备储罐10、主喷管8、氮气罐11、粉剂主储罐手动阀15、粉剂主储罐总电磁阀16、小流量管17、中流量管18、大流量管19、小流量管手动阀20、中流量管手动阀21、大流量管手动阀22、小流量管电磁阀23、中流量管电磁阀24、大流量管电磁阀25、粉剂备储罐总电磁阀26、粉剂备储罐手动阀27、粉剂主储罐安全阀28、粉剂备储罐安全阀29、氮气罐手动阀门30、减压阀31、三通接头32和喷头14，喷粉系统固定安装在机器人本体的腔体底盘3上端面，粉剂主储罐7上安装有粉剂主储罐手动阀15和粉剂主储罐安全阀28，粉剂备储罐10上安装有粉剂备储罐手动阀27和粉剂备储罐安全阀29，粉剂主储罐7和粉剂备储罐10通过管道相互连通，且在管道上还安装有粉剂主储罐总电磁阀16和粉剂备储罐总电磁阀26，粉剂主储罐总电磁阀16和粉剂备储罐总电磁阀26之间从左至右分别连通有小流量管17、中流量管18和大流量管19一端，小流量管17、中流量管18和大流量管19的另一端均与主喷管8相连通，小流量管17上安装有小流量管手动阀20和小流量管电磁阀23，中流量管18上安装有中流量管手动阀21和中流量管电磁阀24，大流量管19上安装有大流量管手动阀22和大流量管电磁阀25，主喷管8经卷盘6与带喷头的粉罩1内的喷头连接，氮气罐11上安装有氮气罐手动阀门30和减压阀31，减压阀31通过三通接头32分别与粉剂主储罐7和粉剂备储罐10相连通；粉剂主储罐7和粉剂备储罐10内装粉剂为粉质高分子吸收剂。
为了方便查看现场的情况，监控系统包括安装在履带底盘3前立柱5上端的摄像头4、安装在履带底盘3下方的核心控制板、外置的终端控制系统，其中，摄像头4为360°全景摄像头，外置的终端控制系统与核心控制板无线连接，核心控制板连接履带式机器人本体的行车系统、摄像头4、喷粉系统的各种电磁阀、液压动力单元，液压动力单元与伸缩臂2的伸缩油缸14、举升油缸12、回转支承9相连。
工作时，一、启动系统前手动开启所有手动阀门，包括氮气罐手动阀门30、粉剂主罐手动控制阀15、粉剂备罐手动控制阀27、小流量手动阀20、中流量手动阀21、大流量手动阀22；
二、根据外置的终端控制系统无线控制信号，核心控制板解析并执行控制功能命令，选择机械臂姿态及喷射模式，喷射模式包括粉剂主罐喷射模式和粉剂备罐喷射模式，
① 核心控制板启动履带式机器人本体的行车系统、液压动力单元、伸缩油缸、举升油缸12、回转支承9、从而驱动和控制机器人移动、机械臂伸缩、俯仰、旋转，
②核心控制板选用粉剂主罐喷射模式，自动启动粉剂主储罐总电磁阀16，备用出粉总电磁阀26自动关闭，同时打开氮气罐减压阀31，氮气沿导管进入粉剂主罐7，同时根据远程遥控流量信号控制，自动开启或小流量电磁阀23、或中流量电磁阀24、或大流量电磁阀25，粉剂进入主喷管8，粉剂通过主喷管8由喷头、喷粉罩1喷射而出；
三、当粉剂主罐7内粉剂使完时，粉剂主储罐总电磁阀16关闭，备用罐体喷射模式自动启动，备用出粉总电磁阀26开启，粉剂主储罐总电磁阀16关闭并进行与步骤三的②③雷同操作。
四、使用完毕后，停电并关闭所有手动阀门。
Claims (10)
1.一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，包括履带式机器人本体，伸缩臂系统、喷粉系统、监控系统和液压动力单元，履带式机器人本体包括腔体底盘(3)，腔体底盘(3)布置有履带式机器人本体的行车系统，腔体底盘(3)的上端面布置有伸缩臂系统、喷粉系统、监控系统的摄像头（4）, 其特征在于：腔体底盘(3)的腔体内布置有液压动力单元和监控系统的核心控制板，监控系统的核心控制板与履带式机器人本体的行车系统、摄像头（4）、喷粉系统、液压动力单元连接，液压动力单元与伸缩臂系统连接，监控系统的核心控制板与外置的终端控制系统无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，所述伸缩臂系统包括，伸缩臂（2）、伸缩油缸（14）、立柱（13）、举升油缸（12）以及回转支承（9）,所述伸缩臂（2）为液压伸缩臂，安装有伸缩油缸（14），其尾端固定在立柱（13）上端，立柱（13）下端固定安装在回转支撑（9）上，所述回转支承（9）固定安装在腔体底盘（3）的上端面，立柱（13）上还安装有举升油缸（12），所述举升油缸（12）的活塞与伸缩臂（2）尾端部活动连接，其特征在于：伸缩臂（2）的前端固定安装有带喷头的喷粉罩（1）、尾端固定安装有卷盘（6）。
3.根据权利要求1所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，其特征在于：所述喷粉系统包括粉剂主储罐（7）、粉剂备储罐（10）、主喷管（8）、氮气罐（11）、粉剂主储罐手动阀（15）、粉剂主储罐总电磁阀（16）、小流量管（17）、中流量管（18）、大流量管（19）、小流量管手动阀（20）、中流量管手动阀（21）、大流量管手动阀（22）、小流量管电磁阀（23）、中流量管电磁阀（24）、大流量管电磁阀（25）、粉剂备储罐总电磁阀（26）、粉剂备储罐手动阀（27）、粉剂主储罐安全阀（28）、粉剂备储罐安全阀（29）、氮气罐手动阀门（30）、减压阀（31）、三通接头（32），所述喷粉系统固定安装在履带式机器人本体的腔体底盘(3)上端面，所述粉剂主储罐（7）上安装有粉剂主储罐手动阀（15）和粉剂主储罐安全阀（28），粉剂备储罐（10）上安装有粉剂备储罐手动阀（27）和粉剂备储罐安全阀（29），所述粉剂主储罐（7）和粉剂备储罐（10）通过管道相互连通，且在管道上还安装有粉剂主储罐总电磁阀（16）和粉剂备储罐总电磁阀（26），所述粉剂主储罐总电磁阀（16）和粉剂备储罐总电磁阀（26）之间从左至右分别连通有小流量管（17）、中流量管（18）和大流量管（19）一端，所述小流量管（17）、中流量管（18）和大流量管（19）的另一端均与主喷管（8）相连通，所述小流量管（17）上安装有小流量管手动阀（20）和小流量管电磁阀（23），中流量管（18）上安装有中流量管手动阀（21）和中流量管电磁阀（24），大流量管（19）上安装有大流量管手动阀（22）和大流量管电磁阀（25），所述主喷管（8）经卷盘（6）与喷粉罩（1）内的喷头连接，所述氮气罐（11）上安装有氮气罐手动阀门（30）和减压阀（31），所述减压阀（31）通过三通接头（32）分别与粉剂主储罐（7）和粉剂备储罐（10）相连通。
4.根据权利要求3所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，其特征在于：所述氮气罐（11）为高压氮气罐。
5.根据权利要求1所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，其特征在于：所述粉剂主储罐（7）和粉剂备储罐（10）内装粉剂为粉质高分子吸收剂。
6.根据权利要求1所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，其特征在于：所述监控系统包括安装在腔体底盘(3)前立柱（5）上端的摄像头（4）、安装在腔体底盘(3)下方的核心控制板和外置的终端控制系统，终端控制系统与核心控制板无线通信连接，核心控制板连接履带式机器人本体的行车系统、摄像头（4）、喷粉系统的各种电磁阀、液压动力单元，所述液压动力单元与伸缩臂（2）的伸缩油缸（14）、举升油缸（12）、回转支承（9）相连。
7.根据权利要求5所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，其特征在于：所述摄像头（4）为360°全景摄像头。
8.根据权利要求1所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人，其特征在于：所述粉剂喷射机器人的腔体底盘（3）要取得相关标准的防爆检测认证、安装的电元器件应为防爆元件器、整体要做到本质安全或隔、或防爆设计处理。
9.采用权利要求1所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人的功能，其特征在于：所述的粉剂喷射机器人具有以下功能，
①远程监控功能，
摄像头（4）采集有机液体危化品泄漏现场画面，并将画面进行无线信号发送，操作人员通过外置的终端控制系统接收信号，摄像头（4）采集的事故现场画面实时传输至外置的终端控制系统屏幕上；
②发送控制命令功能，
操作人员依据回传的实时画面工况，发送控制功能命令，
功能命令包括： 1、腔体底盘移动控制，2、机械臂姿态控制，3、喷粉系统启动/关闭，4、喷粉主备用模式切换，5、喷粉流量大小调节；
③执行控制命令功能，
核心控制板解析并执行控制功能命令，控制履带式机器人本体的行车系统、液压动力单元、伸缩油缸（14）、举升油缸（12）、回转支承（9）、粉剂主储罐总电磁阀（16）、小流量管电磁阀（23）、中流量管电磁阀（24）、大流量管电磁阀（25）及粉剂备储罐总电磁阀（26），从而驱动和控制机器人移动、机械臂伸缩、俯仰、旋转，调节喷粉流量和喷粉主备模式切换。
10.采用权利要求1所述的一种处置有机液体危化品泄漏的粉剂喷射机器人的操作方法，其特征在于：操作方法包括以下步骤，
一、启动系统前手动开启所有手动阀门，包括氮气罐手动阀门（30）、粉剂主罐手动控制阀（15）、粉剂备罐手动控制阀（27）、小流量手动阀（20）、中流量手动阀（21）、大流量手动阀（22）；
二、根据外置的终端控制系统无线控制信号，核心控制板解析并执行控制功能命令，选择机械臂姿态及喷射模式，喷射模式包括粉剂主罐喷射模式和粉剂备罐喷射模式，
核心控制板启动履带式机器人本体的行车系统、液压动力单元、伸缩油缸、举升油缸（12）、回转支承（9）、从而驱动和控制机器人移动、机械臂伸缩、俯仰、旋转，
②核心控制板选用粉剂主罐喷射模式，自动启动粉剂主储罐总电磁阀（16），备用出粉总电磁阀（26）自动关闭，同时打开氮气罐减压阀（31），氮气沿导管进入粉剂主罐（7），同时根据远程遥控流量信号控制，自动开启或小流量电磁阀（23）、或中流量电磁阀（24）、或大流量电磁阀（25），粉剂进入主喷管（8），粉剂通过主喷管（8）由喷头、喷粉罩（1）喷射而出；
三、当粉剂主罐（7）内粉剂使完时，核心控制板控制粉剂主储罐总电磁阀（16）关闭，备用罐体喷射模式自动启动，备用出粉总电磁阀（26）开启，粉剂主储罐总电磁阀（16）关闭并进行与步骤三的②③雷同操作；
四、使用完毕后，停电并关闭所有手动阀门。
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