危险化学品泄漏现场应急处置机器人的制作方法
【专利摘要】公开了一种危险化学品泄漏现场应急处置机器人，属于危险化学品泄漏救援技术领域。其包括处置剂投送装置、履带式装在机构，该处置剂投送机构包括底座、支撑臂、风机、旋转驱动装置，支撑臂通过横梁固定连接于底座；旋转驱动装置第一风机轴一端固定连接于第一电机的输出轴，第一风机轴另一端固定连接于风机的一端；第二风机轴的一端固定连接于第二立梁，第二风机轴另一端固定连接于风机另一端；风机一端和另一端处于风机一个横截面的同一条直径上；处置剂投送装置可拆卸地装载于履带式装载机构的底盘上。其应用灵活，能够快速到达事故现场，获得现场救援的最佳时机，减少由于危险化学品泄漏导致的人员、财产损失；并且，其适应的地面范围更广泛。
【专利说明】
危险化学品泄漏现场应急处置机器人
技术领域
[0001]本发明涉及危险化学品泄漏救援技术领域，特别是涉及一种危险化学品泄漏现场应急处置机器人。
【背景技术】
[0002]危险化学品突发事故具有突发性、多发性、连锁性、复杂性和不可预见性等特点。如1984年，震惊世界的印度博帕尔农药厂甲基异氰酸泄漏，造成2000多人死亡，5万多人失明，20多万人受伤。2013年6月，吉林宝源丰禽业有限公司液氨泄露爆炸造成121人死亡、76人受伤，直接经济损失1.82亿元。2015年8月天津滨海新区危险品仓库爆炸造成165人死亡、798人受伤，直接经济损失68.66亿元。由此可见，危险化学品泄漏容易造成极为严重的人员和财产损失。
[0003]现有技术中的危险化学品突发事故应急处置装备主要适合用于固定场所和大的空间，缺少机动灵活性，并且，系统复杂。当城市主干道、高速公路、隧道等场所发生危险化学品泄漏事故时，往往因道路交通堵塞或道路狭窄等原因，很难快速到达事故现场，延误最佳的救援时机。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其应用灵活，能够快速到达事故现场，获得现场救援的最佳时机，减少由于危险化学品泄漏导致的人员、财产损失，并且，能够适应的地面环境更广泛，从而更加适于实用。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人的技术方案如下:
[0006]本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，包括处置剂投送装置、履带式装载机构，
[0007]所述处置剂投送装置包括底座、支撑臂、风机、旋转驱动装置，
[0008]所述支撑臂包括第一立梁、第二立梁和横梁，所述第一立梁、第二立梁分别连接于所述横梁的两端，所述支撑臂通过所述横梁固定连接于所述底座；
[0009]所述旋转驱动装置包括第一电机、第一风机轴、第二风机轴，所述第一风机轴的一端固定连接于所述第一电机的输出轴，所述第一风机轴的另一端固定连接于所述风机的一端;所述第二风机轴的一端固定连接于所述第二立梁，所述第二风机轴的另一端固定连接于所述风机的另一端;所述风机的一端和另一端处于所述风机一个横截面的同一条直径上；
[0010]所述第一风机轴、风机、第二风机轴、第一立梁、第二立梁、横梁之间设有容置空间，使得当所述第一电机的输出轴带动所述第一风机轴旋转时，所述第一风机轴、风机、第二风机轴能够以所述第一风机轴、第二风机轴所处的直径为旋转中心旋转；
[0011]所述处置剂投送装置可拆卸地装载于所述履带式装载机构的底盘上。
[0012]本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人还可采用以下技术措施进一步实现。
[0013]作为优选，所述危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括连接件、轴承，所述连接件的一端固定连接于所述第二立梁的自由端，所述第二风机轴通过所述轴承连接于所述连接件。
[0014]作为优选，所述风机包括扩压器、集风器、鼓风机，
[0015]所述扩压器呈锥筒状结构，所述集风器呈圆筒状结构，所述扩压器的最大直径与所述集风器的直径相同，所述扩压器通过其最大直径端固定连接于所述集风器的一端；
[0016]所述鼓风机用于在所述扩压器、集风器的容置腔内形成气流，以增加流经所述扩压器、集风器的容置腔内的处置剂的流速。
[0017]作为优选，所述危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括连接端口、处置剂出P,
[0018]所述连接端口设置于所述集风器的自由端，用于连接处置剂管路；
[0019]所述处置剂出口设置于所述扩压器的最小直径端，用于使得所述处置剂流经。
[0020]作为优选，所述连接端口呈锥筒状，所述连接端口通过其最小直径端固定连接于所述集风器。
[0021]作为优选，所述处置剂出口成锥筒状，所述处置剂出口通过其最小直径端固定连接于所述扩压器的最小直径端。
[0022]作为优选，所述危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括电机座，所述电机座设置于所述集风器的容置腔内，所述电机座的高度与所述集风器的电机的半径之和与所述集风器的半径相等。
[0023]作为优选，所述危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括第一组筋板、第二组筋板，
[0024]所述第一组筋板和第二组筋板涉及的各筋板均呈直角三角形；
[0025]所述第一组筋板设置于所述横梁与所述底座的一侧之间；
[0026]所述第二组筋板设置于所述横梁与所述底座的另一侧之间；
[0027]其中，所述直角三角形的一条直角边连接于所述横梁，所述直角三角形的另一条直角边连接于所述底座。
[0028]作为优选，所述危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括第一控制单元，
[0029]所述第一电机上设有第一通信接口，通过所述第一通信接口，所述第一电机能够与所述第一控制单元之间实现通信，通过向所述第一控制单元输入控制命令，能够控制所述第一电机的开启、关闭和旋转角度中的任一或者几个参数。
[0030]作为优选，所述危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括第二控制单元，
[0031]所述鼓风机的电机上设有第二通信接口，通过所述第二通信接口，所述鼓风机的电机能够与所述第二控制单元之间实现通信，通过向所述第二控制单元输入控制命令，能够控制所述鼓风机的电机的开启、关闭和转速中的任一或者几个参数。
[0032]本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上应用的处置剂投送装置利用第一风机轴、风机、第二风机轴、第一立梁、第二立梁构建得到一容置空间，当第一电机的输出轴带动第一风机轴旋转时，第一风机轴、风机、第二风机轴能够以第一风机轴、第二风机轴所处的直径为旋转中心旋转，使得风机能够获得一适合的仰角或者俯角，而对准危险化学品泄漏点实现处置剂的定点投送，不仅能够避免由于盲目投送造成的处置剂浪费，还能在最短的时间内完成救援。另外，由于该投送装置能够直接与运输车辆连接，因此能够快速到达事故现场，获得现场救援的最佳时机，减少由于危险化学品泄漏导致的人员、财产损失。此外，由于本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括履带式装载机构，处置剂投送装置可拆卸地装载于履带式装载机构的底盘上，不仅应用方便，而且，由于履带式装载机构能够适应的地面环境更广泛，因此，本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人还能在复杂的环境中应用。
【附图说明】
[0033]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0034]图1为本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人的整体结构示意图；
[0035]图2为本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上应用的处置剂投送装置的一个典型方向的示意图；
[0036]图3为本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上应用的处置剂投送装置的第二个典型方向的示意图；
[0037]图4为本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上应用的处置剂投送装置的第三个典型方向的示意图；
[0038]图5为本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上应用的处置剂投送装置的风机的剖视结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]本发明为解决现有技术存在的问题，提供一种危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其应用灵活，能够快速到达事故现场，获得现场救援的最佳时机，减少由于危险化学品泄漏导致的人员、财产损失，并且，能够适应的地面环境更广泛，从而更加适于实用。
[0040]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0041]本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/SB，具体的理解为:可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。
[0042]参见附图1?5，本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人包括处置剂投送装置、履带式装载机构50。处置剂投送装置包括底座1、支撑臂7、风机2、旋转驱动装置。支撑臂7包括第一立梁14a、第二立梁14b和横梁38，第一立梁14a、第二立梁14b分别连接于横梁38的两端，支撑臂7通过横梁38固定连接于底座I;旋转驱动装置包括第一电机(图中未示出)、第一风机轴13a、第二风机轴13b，第一风机轴13a的一端固定连接于第一电机(图中未不出)的输出轴，第一风机轴13a的另一端固定连接于风机2的一端;第二风机轴13b的一端固定连接于第二立梁14b，第二风机轴13b的另一端固定连接于风机2的另一端;风机2的一端和另一端处于风机2—个横截面的同一条直径上；第一风机轴13a、风机2、第二风机轴13b、第一立梁14a、第二立梁14b、横梁38之间设有容置空间39，使得当第一电机(图中未示出)的输出轴带动第一风机轴13a旋转时，第一风机轴13a、风机2、第二风机轴13b能够以第一风机轴13a、第二风机轴13b所处的直径为旋转中心旋转。处置剂投送装置可拆卸地装载于所述履带式装载机构50的底盘上。
[0043]本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上应用的处置剂投送装置利用第一风机轴13a、风机2、第二风机轴13b、第一立梁14a、第二立梁14b构建得到一容置空间39，当第一电机(图中未示出)的输出轴带动第一风机轴13a旋转时，第一风机轴13a、风机2、第二风机轴13b能够以第一风机轴13a、第二风机轴13b所处的直径为旋转中心旋转，使得风机2能够获得一适合的仰角或者俯角，而对准危险化学品泄漏点实现处置剂的定点投送，不仅能够避免由于盲目投送造成的处置剂浪费，还能在最短的时间内完成救援。另外，由于该投送装置能够直接与运输车辆连接，因此能够快速到达事故现场，能够在现场救援的最佳时机，减少由于危险化学品泄漏导致的人员、财产损失。本实施例中，第一电机设置于容器8a中。此外，由于本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括履带式装载机构50，处置剂投送装置可拆卸地装载于履带式装载机构50的底盘上，不仅应用方便，而且，由于履带式装载机构50能够适应的地面环境更广泛，因此，本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人还能在复杂的环境中应用。在需要应用该处置剂投送装置时，将该处置剂投送装置安装到该履带式装载机构50的底盘上;在无需应用该处置剂投送装置时，可以将该处置剂投送装置从该履带式装在机构50的底盘上卸下。本实施例中，处置剂投送装置与履带式装载机构50之间的可拆卸连接方式可以是插拔式、螺纹式等多种可拆卸连接方式中的任意一种，只要能够满足该处置剂投送装置的可拆卸即可。
[0044]其中，危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括连接件Sb、轴承(图中未示出)，连接件Sb的一端固定连接于第二立梁14b的自由端，第二风机轴13b通过轴承(图中未示出)连接于连接件8b。本实施例中，轴承(图中未示出)为滚动轴承，滚动轴承工作中通过滚动体支承第二风机轴13b，使第二风机轴13b之间的启动摩擦阻力矩和运行摩擦阻力矩均较小，因此，能够节约第一电机(图中未示出)启动和运行的能量。
[0045]其中，风机包括扩压器3、集风器4、鼓风机21。扩压器3呈锥筒状结构，集风器4呈圆筒状结构，扩压器3的最大直径与集风器4的直径相同，扩压器3通过其最大直径端固定连接于集风器4的一端;鼓风机21用于在扩压器3、集风器4内形成气流，以增加流经扩压器3、集风器4内的处置剂的流速。根据伯努利定理，在一个流体系统，比如气流、水流中，流速越快，流体产生的压力就越小，因此，将本实施例中的扩压器3设计成锥筒状结构，能够使得从集风器4流入的介质的流速在扩压器3内从最大直径端到最小直径端递增，使得从直径最小端流出的处置剂的瞬时流速和压力得到增大，使得处置剂能够喷射的距离更远，从而延长本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人与危险化学品泄漏点之间的直线距离，增加作业人员的安全系数。本实施例中，扩压器3、集风器4之间通过法兰18连接，或者通过焊接固定连接在一起。
[0046]其中，危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括连接端口6、处置剂出口5。连接端口 6设置于集风器4的自由端，用于连接处置剂管路(图中未示出)；处置剂出口 5设置于扩压器3的最小直径端，用于使得处置剂流经。
[0047]其中，连接端口6呈锥筒状，连接端口 6通过其最小直径端固定连接于集风器4，在这种情况下，连接端口6由于呈锥筒状，在与处置剂管路(图中未示出)连接时，其最大直径端不会对处置剂管路(图中未示出)的接入造成干涉。
[0048]其中，处置剂出口 5成锥筒状，处置剂出口 5通过其最小直径端固定连接于扩压器3的最小直径端，在这种情况下，能够在处置剂流出的瞬间增大处置剂流出时的截面积，使得流出的处置剂流体得到适合的截面，当到达危险化学品泄漏点时，覆盖的面积更大。
[0049]其中，危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括电机座24，电机座24设置于集风器4的容置腔20内，电机座24的高度与集风器的电机19的半径之和与集风器的容置腔20半径相等，在这种情况下，能够保证集风器的电机19的旋转轴处于水平状态，保证鼓风机21的顺利运行。
[0050]其中，危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括第一组筋板10a、第二组筋板10b。第一组筋板1a和第二组筋板1b涉及的各筋板均呈直角三角形;第一组筋板设置于横梁38与底座I的一侧之间；第二组筋板1b设置于横梁38与底座I的另一侧之间；其中，直角三角形的一条直角边连接于横梁38，直角三角形的另一条直角边连接于底座I。在这种情况下，能够保证支撑臂7保持呈竖直状态。
[0051]其中，危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括第一控制单元(图中未示出)。第一电机(图中未示出)上设有第一通信接口(图中未示出)，通过第一通信接口(图中未示出)，第一电机(图中未示出)能够与第一控制单元(图中未示出)之间实现通信，通过向第一控制单元(图中未示出)输入控制命令，能够控制第一电机(图中未示出)的开启、关闭和旋转角度中的任一或者几个参数。本实施例中，该第一通接口为无线通信接口，使得作业人员对第一电机(图中未示出)的控制更加方便。
[0052]其中，危险化学品泄漏现场应急处置机器人还包括第二控制单元(图中未示出)。鼓风机的电机19上设有第二通信接口(图中未示出)，通过第二通信接口(图中未示出)，鼓风机的电机19能够与第二控制单元(图中未示出)之间实现通信，通过向第二控制单元(图中未示出)输入控制命令，能够控制鼓风机的电机19的开启、关闭和转速中的任一或者几个参数。本实施例中，该第二通接口(图中未示出)为无线通信接口，使得作业人员对鼓风机的电机19的控制更加方便。
[0053]此外，为了使得本发明提供的危险化学品泄漏应急处置机器人能够方便吊装，本实施提供的危险化学品泄漏应急处置机器人还包括吊耳，所述吊耳设置于所述集风器4的顶部，所述吊耳中心开设有吊装孔16，供吊装设设备(图中未示出)的相关装置穿过。
[0054]本实施例中，底座I的两侧还开设有若干通孔12，通过该若干通孔12，能够便于对底座I进行转运。
[0055]本实施例中，底座I的两侧还开设有通孔口Ila、I Ib，从而使得装设在底座I内的设备能够得到通风，延长装设在底座I内的设备的服役寿命。
[0056]本实施例中，支撑臂7的第一立梁14a与横梁38之间设有斜梁15a，第二立梁14b与横梁38之间设有斜梁15b，在这种情况下，根据两点之间线段最短的理论，其能够在不影响风机2旋转的情况下，节约支撑臂7的耗材，从而节约成本。此外，还可以通过切削或者模具一次性成型的方式得到一体成型的支撑臂7，在这种情况下，由于支撑臂7的各部分彼此之间没有连接接头，因此，能够最大限度地减少应力集中现象的产生，因此，不仅该支撑臂7便于成型和安装，在材质不变的情况下，能够最大限度地保证支撑臂7的服役寿命。
[0057]本实施例中，还可以在底座I的两横梁35之间设置支撑梁33，以保证底座I的支撑强度。
[0058]本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上还设有处置剂存储室，其比较适合用在危险化学品泄漏现场无处置剂的环境。
[0059]为了保证风机2能够以底座I为参照物，竖直轴为旋转中心旋转，还需要在底座I内设置第二旋转电机(图中未示出)，该第二旋转电机(图中未示出)的输出轴固定连接于支撑臂7，当第二旋转电机(图中未示出)的输出轴旋转时，能够带动支撑臂7，进而带动风机2以底座I为参照物，第二电机(图中未示出)输出轴为旋转中心旋转。其旋转的范围可以为360°，从而，当地面条件受限而导致难以旋转底座I时，能够仅通过第二电机(图中未示出)的旋转带动支撑臂7，进而带动风机2以底座I为参照物，第二电机(图中未示出)输出轴为旋转中心旋转，使得本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置车的应用场所受到底面的限制更少。在这种情况下，危险化学品泄漏现场应急处置车还包括第三控制单元(图中未示出)。第二电机(图中未示出)上设有第三通信接口(图中未示出)，通过第三通信接口(图中未示出)，第二电机(图中未示出)能够与第三控制单元(图中未示出)之间实现通信，通过向第三控制单元(图中未示出)输入控制命令，能够控制第三电机(图中未示出)的开启、关闭和旋转角度中的任一或者几个参数。本实施例中，该第三通接口为无线通信接口，使得作业人员对第三电机(图中未示出)的控制更加方便。
[0060]在危险化学品泄漏现场具有处置剂存储室的情况下，本发明提供的危险化学品泄漏现场应急处置机器人上可以不设置处置剂存储室，使得应用更加方便。
[0061]尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0062]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，包括处置剂投送装置、履带式装载机构， 所述处置剂投送装置包括底座、支撑臂、风机、旋转驱动装置， 所述支撑臂包括第一立梁、第二立梁和横梁，所述第一立梁、第二立梁分别连接于所述横梁的两端，所述支撑臂通过所述横梁固定连接于所述底座； 所述旋转驱动装置包括第一电机、第一风机轴、第二风机轴，所述第一风机轴的一端固定连接于所述第一电机的输出轴，所述第一风机轴的另一端固定连接于所述风机的一端；所述第二风机轴的一端固定连接于所述第二立梁，所述第二风机轴的另一端固定连接于所述风机的另一端;所述风机的一端和另一端处于所述风机一个横截面的同一条直径上； 所述第一风机轴、风机、第二风机轴、第一立梁、第二立梁、横梁之间设有容置空间，使得当所述第一电机的输出轴带动所述第一风机轴旋转时，所述第一风机轴、风机、第二风机轴能够以所述第一风机轴、第二风机轴所处的直径为旋转中心旋转； 所述处置剂投送装置可拆卸地装载于所述履带式装载机构的底盘上。2.根据权利要求1所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，还包括连接件、轴承，所述连接件的一端固定连接于所述第二立梁的自由端，所述第二风机轴通过所述轴承连接于所述连接件。3.根据权利要求1所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，所述风机包括扩压器、集风器、鼓风机， 所述扩压器呈锥筒状结构，所述集风器呈圆筒状结构，所述扩压器的最大直径与所述集风器的直径相同，所述扩压器通过其最大直径端固定连接于所述集风器的一端； 所述鼓风机用于在所述扩压器、集风器的容置腔内形成气流，以增加流经所述扩压器、集风器的容置腔内的处置剂的流速。4.根据权利要求3所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，还包括连接端口、处置剂出口， 所述连接端口设置于所述集风器的自由端，用于连接处置剂管路； 所述处置剂出口设置于所述扩压器的最小直径端，用于使得所述处置剂流经。5.根据权利要求4所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，所述连接端口呈锥筒状，所述连接端口通过其最小直径端固定连接于所述集风器。6.根据权利要求4所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，所述处置剂出口成锥筒状，所述处置剂出口通过其最小直径端固定连接于所述扩压器的最小直径端。7.根据权利要求3所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，还包括电机座，所述电机座设置于所述集风器的容置腔内，所述电机座的高度与所述集风器的电机的半径之和与所述集风器的半径相等。8.根据权利要求1所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，还包括第一组筋板、第二组筋板， 所述第一组筋板和第二组筋板涉及的各筋板均呈直角三角形； 所述第一组筋板设置于所述横梁与所述底座的一侧之间； 所述第二组筋板设置于所述横梁与所述底座的另一侧之间； 其中，所述直角三角形的一条直角边连接于所述横梁，所述直角三角形的另一条直角边连接于所述底座。9.根据权利要求1所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，还包括第一控制单元， 所述第一电机上设有第一通信接口，通过所述第一通信接口，所述第一电机能够与所述第一控制单元之间实现通信，通过向所述第一控制单元输入控制命令，能够控制所述第一电机的开启、关闭和旋转角度中的任一或者几个参数。10.根据权利要求3所述的危险化学品泄漏现场应急处置机器人，其特征在于，还包括第二控制单元， 所述鼓风机的电机上设有第二通信接口，通过所述第二通信接口，所述鼓风机的电机能够与所述第二控制单元之间实现通信，通过向所述第二控制单元输入控制命令，能够控制所述鼓风机的电机的开启、关闭和转速中的任一或者几个参数。
【文档编号】B25J11/00GK106003090SQ201610526071
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月5日
【发明人】张统, 王守中, 董春宏
【申请人】北京特种工程设计研究院