CN117450428A - 一种氢气钢瓶安全储运装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氢气钢瓶安全储运装置，包括：推车本体，在所述推车本体上设置夹持机构、滑动机构、识别机构与探测机构，所述夹持机构用于抓取固定所述氢气钢瓶，所述滑动机构用于调节所述夹持机构与所述氢气钢瓶接触的位置，所述识别机构用于根据所述夹持机构的状态识别所述氢气钢瓶是否具有燃爆风险，所述探测机构用于根据所述氢气钢瓶的周围环境自动跟踪热源，并生成电子围栏。本发明的优点是：操作灵活、简单、快捷、方便、安全可靠，免维护，能克服现场的恶劣环境，将安全环境数据实时、准确的传输到控制室，可以随时读取和以多种形式进行存储。

Description

一种氢气钢瓶安全储运装置

技术领域

本发明属于氢能源氢气瓶运输领域，涉及一种氢气钢瓶安全储运装置。

背景技术

在可燃气体中，氢气有较低的点火能量。钢瓶是一种贮存和运输氢气的压力容器。钢瓶是一种承压设备,具有危险性,其显著特点是使用环境不断变化，操作人员具有一定的不稳定性，这导致它相较其他压力容器有更加复杂和苛刻的要求。一旦气瓶发生泄漏,往往会发生火灾或中毒,甚至发生灾难性事故,造成严重的财产损失、人身伤害和环境污染。氢气钢瓶经常需要在所应用的厂区范围内往复搬运，以实现其储存、使用、运输等功能。氢气钢瓶的储运有诸多安全要求，如，应将氢气钢瓶妥善固定，防止颠倒或受到撞击；不得将氢气钢瓶靠近热源，距离明火应10米以上；充装有与氢气互相接触后可引起燃烧、爆炸气体的气瓶(如氧气瓶)，不能同车搬运。

CN219750461U的专利文献公开了一种氢能源氢气瓶运输固定装置，包括包括固定底板，固定底板的两侧均设置有固定侧板，固定侧板的一侧开设有升降槽，升降槽的内部插接有升降固定板，升降槽的内侧壁上开设有升降辅助槽，升降固定板的两侧均固定连接有升降辅助块，利用升降辅助块能够防止升降固定板的一侧从升降槽中移出，升降固定板的一侧固定连接有固定盖，将固定盖盖在氢能源氢气瓶的顶部，并对氢能源氢气瓶的顶部施加一定的压力，固定底板的顶部开设有固定孔，固定孔与固定盖的内壁上均固定连接有橡胶环，利用橡胶环，能够提高氢能源氢气瓶两端的稳固性，升降固定板的顶部固定连接有第一限位块与第二限位块，第一限位块的一侧固定连接有连接弹簧，连接弹簧的一端固定连接有伸缩管，伸缩管的底部固定连接有限位拉动管，限位拉动管的底端固定连接有正电荷矩形块，正电荷矩形块的一侧磁吸连接有负电荷矩形块，当正电荷矩形块与负电荷矩形块贴合后，将吸附在一起，进而能够提高伸缩管的稳固性，负电荷矩形块的底部与升降固定板的顶部固定连接，伸缩管的一端活动连接有调节限位棒，移动伸缩管时，利用调节限位棒，能够提高伸缩管的稳固性，伸缩管的一端固定连接有插接块，第二限位块的一侧开设有与插接块相适配的插接孔。使用时，需将直径不同的氢能源氢气瓶的底部分别插入到与之相适配的固定孔内，使插接块从插接孔内移出，之后向下移动升降固定板，当升降固定板向下移动时，其将带动固定盖一同移动，之后将固定盖盖在氢能源氢气瓶的顶部，以将氢能源氢气瓶固定，利用橡胶环，能够提高氢能源氢气瓶两端的稳固性，之后将插接块再次推入到插接孔内后即可，故而该装置在使用时，能够将高度与直径不同的氢能源氢气瓶固定。该技术的显著缺点是便捷性和安全性不高，出于便携性、安全性考虑，近距离搬运氢气钢瓶通常采用特制的小推车完成，但当前常用的小推车在安全防护的设计上均较为简单粗糙，不能有效应对上述氢气钢瓶的储运安全要求。因此，一种针对氢气钢瓶安全储运需求的钢瓶与推车方案十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种氢气钢瓶安全储运装置，其能够解决便捷性和安全性的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种氢气钢瓶安全储运装置，包括：推车本体，其特征在于，在所述推车本体上设置夹持机构、滑动机构、识别机构与探测机构，所述夹持机构用于抓取固定所述氢气钢瓶，所述滑动机构用于调节所述夹持机构与所述氢气钢瓶接触的位置，所述识别机构用于根据所述夹持机构的状态识别所述氢气钢瓶是否具有燃爆风险，所述探测机构用于根据所述氢气钢瓶的周围环境自动跟踪热源，并生成电子围栏。

进一步地，所述夹持机构包括带鳍条的瓶钳，所述瓶钳连接驱动机构。

进一步地，所述瓶钳为仿生柔性机械手指，所述机械手指通过齿轮齿条完成张合动作，所述齿轮在电机驱动下转动，驱动所述齿条滑移。

进一步地，所述瓶钳为两个相对的半环形刚性钳，对称地通过轴销转动地连接在瓶钳根部滑块上。

进一步地，所述半环形刚性钳的内缘设置柔性层。

进一步地，所述滑动机构包括滑轨与滑块，根据运载氢气钢瓶的数量需求对应地设置，所述滑块连接传动机构。

进一步地，所述传动机构为齿轮齿条或滚珠丝杠。

进一步地，所述识别机构包括控制器和传感器，所述控制器安装于所述推车本体上，所述传感器安装于滑块上，所述控制器与传感器进行连接。

进一步地，所述探测机构包括瓶套，所述瓶套内置自动跟踪热源分析系统。

进一步地，所述自动跟踪热源分析系统包括：

图像采集与传输终端，用于对图像数据进行采集和传输；

监控中心计算机数据服务器，用于管理和控制所述图像数据，进行热点热源探测和测温、机器视觉围栏、轨道分析、热点跟踪与事件取证、电子地图联动。

本发明的有益效果为：

第一，远距离的火情识别及测温，可根据不同的配置实现0-2公里，0-5公里，0-8公里的火情识别能力。当发现危险火情时即可报送相关人员处理，达到自动巡查，无人值守的效果。覆盖面积广及无测温精准的的特点使系统能广泛应用在森林、自然保护区等广袤无垠的开阔地带。

第二，重点区域移动侦测，通过红外热像的分析，能昼夜对重点区域划分及布防，不需要光源即探测出数百米的人员活动，甚至数公里的车辆活动。能有效应用在需要重点防控的区域，管理人员车流出入，代替人力巡查。可对覆盖半径范围内的人员、动物、车辆等目标，进行入侵检测、闯入/离开检测、自由围栏划分、实时追踪抓拍，能够进行园区和卡口等管理预警。

第三，极小目标探测，通过热成像超强的探测能力捕捉肉眼或摄像机无法看到的低小慢目标物，如远距离的高温物、车辆/船只、人/动物。同等硬件配置下，探测距离与范围等性能优于任何进口系统。

第四，点温测温，可针对热成像视场画面中任意框选区域测算最高温、最低温、平均温度，同时点击画面中任意一点可测算该处温度。

第五，无衰测温，针对高温热源，系统测温功能不会随距离产生明显的衰减。

第六，多点测温，可同时测得同一画面中超过警戒温度/阈值的多个热源。

第七，静态屏蔽，可消除静态干扰源，如锅炉，光伏，炊煮热源等。

第八，热源目标实时跟踪，可跟踪38-400℃的热源，或对探测到的火源进行居中变倍取证。

附图说明

图1是本发明的一种氢气钢瓶安全储运装置结构示意图。

附图标记示意

10—瓶钳11—支架12—鳍条13—电池14—丝杠15—齿条

16—齿轮17—齿轮电机18—控制器19—丝杠电机

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

请参照图1，本发明提出了一种氢气钢瓶安全储运装置，包括：推车本体，在所述推车本体上设置夹持机构、滑动机构、识别机构与探测机构，所述夹持机构用于抓取固定所述氢气钢瓶，所述滑动机构用于调节所述夹持机构与所述氢气钢瓶接触的位置，所述识别机构用于根据所述夹持机构的状态识别所述氢气钢瓶是否具有燃爆风险，所述探测机构用于根据所述氢气钢瓶的周围环境自动跟踪热源，并生成电子围栏。

在本发明的实施例中，所述夹持机构包括带鳍条的瓶钳10，所述瓶钳10连接驱动机构。瓶钳实现对瓶身的抓取。每个瓶钳为相互对称的一对。瓶钳本体为柔性结构，或刚性结构，一方面满足对不同截面尺寸钢瓶的柔性抓取，一方面确保抓取的稳定性以防止脱落。

在本发明的实施例中，所述瓶钳10为仿生柔性机械手指，所述机械手指通过齿轮齿条完成张合动作，所述齿轮在电机驱动下转动，驱动所述齿条滑移。一组相对的齿轮向相反的方向转动，驱动齿条向相反的方向线性移动。柔性仿生结构的内部为鳍条机构，在遇到被抓握物体时，若持续驱动握紧，鳍条机构会自适应地贴合被握紧物体的外轮廓。

在本发明的实施例中，所述瓶钳为两个相对的半环形刚性钳，对称地通过轴销转动地连接在瓶钳根部滑块上。

在本发明的实施例中，所述半环形刚性钳的内缘设置柔性层。

在本发明的实施例中，所述滑动机构包括滑轨与滑块，根据运载氢气钢瓶的数量需求对应地设置，所述滑块连接传动机构。

在本发明的实施例中，滑轨设置在小推车本体上，根据小推车运载钢瓶的数量需求对应地设置，一般设置为左右两组。

在本发明的实施例中，滑轨截面为与瓶钳根部滑块相互配合的形状，如，瓶钳根部滑块若为T字形，则滑轨截面也为T字形。滑轨内设置有拖曳组件，包含电机、传动系统。电机与滑轨固定连接，在每个滑轨内都设置有一个。传动系统可以为齿轮齿条、滚珠丝杠等，由电机做回转运动提供动力带动传动系统做线性运动，实现对瓶钳根部滑块的拖曳，从而实现对瓶钳所处位置的调整。瓶钳根部滑块在传动系统上可滑动地连接，如，传动系统为齿轮齿条，则瓶钳根部滑块在齿条上固定；传动系统为滚珠丝杠，则瓶钳根部滑块在滚珠螺母上固定连接。

在本发明的实施例中，滑轨可以满足瓶钳的上下位置调节。瓶钳不同高低位置可适配不同规格尺寸的瓶身运输，即，推车可以满足不同钢瓶的运输使用。小推车上设置有控制器，可设置为运输具有燃爆风险气瓶及无燃爆危险气瓶两种模式，即，实现小推车禁止气瓶混匀与允许气瓶混匀的切换。当切换至禁止气瓶混匀时，如氢气，须确保相邻的两个瓶钳在相同的高度。同组瓶钳根部滑块(根据瓶钳的高低位置分为上部组、下部组)设置有可识别瓶钳高度的传感器，如瓶钳高度不一致则认为运输的气瓶存在混运，将发出声光报警以警示、终止类似不安全行为。具体地，可识别瓶钳高度的传感器，可以为激光笔与激光接收板，前者放在同组瓶钳根部滑块的一个上，后者放在同组瓶钳根部滑块的另一个上。当激光笔发射的光斑可以被激光接收板接收时，判定为同组瓶钳位于同一高度，反之则认为不在同一高度。

在本发明的实施例中，所述传动机构为齿轮齿条或滚珠丝杠。

在本发明的实施例中，所述识别机构包括控制器和传感器，所述控制器安装于所述推车本体上，所述传感器安装于滑块上，所述控制器与传感器进行连接。

在本发明的实施例中，所述探测机构包括瓶套，瓶套集合瓶身缓冲、瓶钳抓取卡槽(可有可无)、热源探测三种功能。套设在钢瓶外部，瓶钳抓取卡槽方面，瓶套的外缘截面呈凹槽形，与瓶钳的形状相互配合，防止瓶钳抓取时钢瓶滑脱。或保持现有瓶套外观不改变，瓶钳抓取时瓶钳的上缘抵住瓶套下缘。

在本发明的实施例中，瓶身缓冲方面，优选有机材料，如橡胶，确保其与瓶钳的柔性接触，同时保证瓶身在发生倾倒时可提供一定的缓冲。瓶套内置自动跟踪热源分析系统，可实现自动跟踪热源，具备热源探测和测温能力，并可通过测值形成机器视觉围栏，能够在追踪明火的同时设置电子围栏，确保钢瓶所处位置位于电子围栏外以保证钢瓶与明火间的安全距离。一旦瓶套进入机器视觉围栏，则传感器将会声光报警。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统是一种结合红外热成像技术、AI智能分析与当代电子通信技术，能适用于电网系统、发电系统的无人值守智能管理系统。系统具备以下5个基础能力：热点热源探测和测温能力；机器视觉围栏(多预置位自由围栏)；轨道分析能力；热点跟踪与事件取证能力；电子地图联动。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统主要分为两个部分：图像采集与传输终端(前端)；监控中心计算机数据服务器(中心端)。在系统构成上可分为上位机(监控中心计算机数据服务器)和下位机(图像采集与传输终端)两大部分。计算机数据服务器负责对图像采集与传输终端进行管理和控制，处于管理层次的上层，因此称为上位机。图像采集与传输终端处在数据中心的控制下，负责对数据进行采集和传输，处于管理层次的下层，因此称为下位机。

作为具体的实施例，图像采集与传输终端包括以图像采集芯片处理器为核心的图像采集与JPEG压缩部分和GPRS网络传输部分以及红外报警部分。图像采集部分由视频A/D芯片实现模拟图像的数字化转换，使用专用芯片实现JPEG图像压缩编码。无线网络或有线网络实现网络传输功能，它与图像采集部分的接口是通用异步串行接口(UART)。红外报警部分实现温度出现异常状况的报警功能。下位机主要实现现场原始图像的采集和压缩以及压缩图像数据的GPRS无线信道传输，这些功能都由相应的软件支持系统实现。

作为具体的实施例，服务器包括硬件和软件，硬件为具有公网IP地址的计算机，软件即为服务器程序，由服务器程序实现网络传输模块和中心间的命令传递和数据传输。监控中心计算机数据服务器也包括硬件和软件部分。硬件为一台能接入Internet的计算机，软件为监控程序，电脑的网络状态为公网、动态IP。上位机主要实现压缩图像数据的接收及解码和接收图像数据的数据库保存和处理。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统实现了远程自动检测控制。系统将自动保存每次温度巡检的记录，并可同时进行视频录像。一旦系统检测到温度异常(即超出高低温度区间设置)就会通过监控屏幕的闪烁和报警声音提示监控工作人员有异常产生。显示、报警、预置、记录查询等都在监控中心实现。这样，即保证了测量的及时性，又减轻了人力、物力的消耗。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统实现非接触式测温，温度测量信号既可以连续的，也可以是间断的，具有就地温度显示功能，同时测量信号可转换成标准电信号实现远传。温度响应时间比接触式温度测量快，温度测量数据准确、精度等级高、稳定可靠。操作灵活、简单、快捷、方便、安全可靠，系统免维护。测温系统抗干扰能力强，在噪声大、电磁干扰大、震动大、粉尘大的环境下仍能正常工作。无线传输性能稳定，能克服现场的恶劣环境，将温度测量信号实时、准确的传输到控制室。实时显示温度测量信号，可以随时读取和以多种形式进行存储，另外温度测量信号可以上传到第三方平台。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统包含智能分析前端模块，用于采集现场环境热像及图像数据，包括红外热像与高清可见光部分，采用了先进的智能红外一体机，一体机组件包括了360°野外重载云台部件、红外热成像装置、高清成像装置，以及智能分析模块。智能一体机自带火情分析、闯入分析能力，能直接把事件分析结果传回服务器记录结果。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统包含网络传输模块，系统所有的信息、数据的交互需要通过网络传输模块实现。通过公共网络或私有网络，系统能实现包括智能分析前端的分析结果、图像、气象信息及控制指令都能通过远程客户端管理。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统包含存储服务模块，本地服务器为放在区域监控中心网络机柜中，也可以与远程服务器连接，通过专网进行数据交换与通讯。服务器完成两大功能：数据存储与交换。存储服务能保障长时间的告警信息、录像的存储。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统包含客户端管理模块，通过软件系统管理软可实现包括现场图像画面呈现，告警信息的查看、翻阅，地理信息的查看，前端设备的参数的配置修改，手动自动模式切换等。

作为具体的实施例，所述自动跟踪热源分析系统包含结合红外热成像技术、AI智能分析与当代电子通信技术，包含智能分析模块、智能一体机、声光报警系统。智能分析模块用于采集现场环境热像及图像数据，包括红外热像与高清可见光部分；智能一体机主要实现火情分析、闯入分析，能直接把事件分析结果进行本地记录，同时激发声光报警系统工作。

本发明的有益效果：

第一，远距离的火情识别及测温，可根据不同的配置实现0-2公里，0-5公里，0-8公里的火情识别能力。当发现危险火情时即可报送相关人员处理，达到自动巡查，无人值守的效果。覆盖面积广及无测温精准的的特点使系统能广泛应用在森林、自然保护区等广袤无垠的开阔地带。

第二，重点区域移动侦测，通过红外热像的分析，能昼夜对重点区域划分及布防，不需要光源即探测出数百米的人员活动，甚至数公里的车辆活动。能有效应用在需要重点防控的区域，管理人员车流出入，代替人力巡查。可对覆盖半径范围内的人员、动物、车辆等目标，进行入侵检测、闯入/离开检测、自由围栏划分、实时追踪抓拍，能够进行园区和卡口等管理预警。

第三，极小目标探测，通过热成像超强的探测能力捕捉肉眼或摄像机无法看到的低小慢目标物，如远距离的高温物、车辆/船只、人/动物。同等硬件配置下，探测距离与范围等性能优于任何进口系统。

第四，点温测温，可针对热成像视场画面中任意框选区域测算最高温、最低温、平均温度，同时点击画面中任意一点可测算该处温度。

第五，无衰测温，针对高温热源，系统测温功能不会随距离产生明显的衰减。

第六，多点测温，可同时测得同一画面中超过警戒温度/阈值的多个热源。

第七，静态屏蔽，可消除静态干扰源，如锅炉，光伏，炊煮热源等。

第八，热源目标实时跟踪，可跟踪38-400℃的热源，或对探测到的火源进行居中变倍取证。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种氢气钢瓶安全储运装置，包括：推车本体，其特征在于，在所述推车本体上设置夹持机构、滑动机构、识别机构与探测机构，所述夹持机构用于抓取固定所述氢气钢瓶，所述滑动机构用于调节所述夹持机构与所述氢气钢瓶接触的位置，所述识别机构用于根据所述夹持机构的状态识别所述氢气钢瓶是否具有燃爆风险，所述探测机构用于根据所述氢气钢瓶的周围环境自动跟踪热源，并生成电子围栏。

2.根据权利要求1所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，所述夹持机构包括带鳍条的瓶钳，所述瓶钳连接驱动机构。

3.根据权利要求2所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，所述瓶钳为仿生柔性机械手指，所述机械手指通过齿轮齿条完成张合动作，所述齿轮在电机驱动下转动，驱动所述齿条滑移。

4.根据权利要求2所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，所述瓶钳为两个相对的半环形刚性钳，对称地通过轴销转动地连接在瓶钳根部滑块上。

5.根据权利要求4所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，所述半环形刚性钳的内缘设置柔性层。

6.根据权利要求1所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，其特征在于，所述滑动机构包括滑轨与滑块，根据运载氢气钢瓶的数量需求对应地设置，所述滑块连接传动机构。

7.根据权利要求6所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，其特征在于，所述传动机构为齿轮齿条或滚珠丝杠。

8.根据权利要求6所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，其特征在于，所述识别机构包括控制器和传感器，所述控制器安装于所述推车本体上，所述传感器安装于滑块上，所述控制器与传感器进行连接。

9.根据权利要求1所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，所述探测机构包括瓶套，所述瓶套内置自动跟踪热源分析系统。

10.根据权利要求9所述的氢气钢瓶安全储运装置，其特征在于，所述自动跟踪热源分析系统包括：

图像采集与传输终端，用于对图像数据进行采集和传输；

监控中心计算机数据服务器，用于管理和控制所述图像数据，进行热点热源探测和测温、机器视觉围栏、轨道分析、热点跟踪与事件取证、电子地图联动。