
本發明涉及化學事故處理用機器人領域,特別是涉及一種太陽能化學事故處理用機器人及工作方法。
背景技術:近年來,化工廠泄露事故頻發,造成了重大的人員傷亡和財產損失。化工生產中的三種主要事故:火災、毒氣泄露和腐蝕都可能會產生人無法靠近的環境,并且可能對環境造成永久的損壞,這時需要工作人員穿著防化服或者其他防化措施靠近現場進行洗消作業以消除環境的危害。所謂洗消,是指消除染毒體和污染區毒性危害的主要措施,因此危險化學品災害事故處置中洗消是個非常重要的必不可少的環節。消洗包括物理方法和化學方法,無論是物理方法還是化學方法,都需要工作人員手持相應設備進入危險環境實施洗消作業,這樣無疑增加了對人員產生二次傷害的可能性。而且很多化工泄露事故容易發生二次爆炸,如最近的天津化工爆炸事件,就是因為二次爆炸人員躲避不及時而造成救災人員大量傷完,而且很多化學污染的洗消往往周期非常長,因此容易對人員造成長久危害,即使相應工作人員穿著防化服或者其他防化措施也容易造成危害,此外在化學事故處理現場往往還會遇到各種特殊情況需要處理,因此對機器人的功能要求往往比較高,并且處理時間往往較長,若電能不夠需要經常更換電池非常麻煩,而傳統電池板由于角度不可變,因此蓄電收集效率往往非常有限。
技術實現要素:針對以上問題,本發明提供一種太陽能化學事故處理用機器人及工作方法,該機器人主要包括支撐板、運動輪、化學物質檢測設備、噴灑設備、多角度攝像頭、可變角度太陽能電池板等設備,其可根據相應的檢測結果及拍攝結果對事故區進行相應的處理,處理效果好,處理效率高,并且采用可變角度太陽能電池板進行供電,其太陽能電池板可隨光線角度發生變化,太陽能吸收效率高,使用時間長,為達此目的,本發明提供一種太陽能化學事故處理用機器人,包括主支撐板、前支撐板、控制箱、車輪、車輪支架、信號發射接收器、氣體化學物檢測器、支撐氣缸、電池板用氣缸、電池板旋轉電機、電機安裝板、角度調節電機、太陽能安裝板、太陽能電池板、取樣吸管、伸縮氣缸、取樣檢測裝置、折疊噴灑管、縱向噴灑管、攝像頭旋轉電機、攝像頭固定架、角度控制電機、攝像頭、橫向氣缸、噴頭調節電機、噴頭、放置架、儲液箱、主伸縮氣缸、噴槍槍頭和光強度感應器,所述主支撐板底部有4個支撐氣缸,所述車輪有兩對,所述車輪分別安裝在對應車輪支架的轉軸上,所述主支撐板下方4個角各有一個氣體化學物檢測器,所述主支撐板中部下方有取樣檢測裝置,所述伸縮氣缸在取樣檢測裝置下方,所述取樣吸管在伸縮氣缸的伸縮桿上;所述主支撐板兩側各有一個縱向噴灑管,所述縱向噴灑管兩端通過折疊噴灑管與主支撐板側端相連;所述主支撐板前端有前支撐板,所述前支撐板上有攝像頭旋轉電機,所述攝像頭旋轉電機的轉軸上有攝像頭固定架,所述攝像頭通過轉軸固定在攝像頭固定架內,所述角度控制電機在攝像頭固定架外側,所述角度控制電機的轉軸與攝像頭的轉軸相連;所述主支撐板上有控制箱,所述控制箱后端有一對信號發射接收器,所述控制箱內有槽,所述電池板用氣缸在控制箱的槽內,所述電池板用氣缸的伸縮桿上有電池板旋轉電機,所述電池板旋轉電機的轉軸上有電機安裝板,所述電機安裝板上固定安裝有角度調節電機,所述太陽能安裝板下方的支架分別與角度調節電機的轉軸相連,所述太陽能安裝板上鋪設有太陽能電池板,所述太陽能安裝板上方四個角各有一個光強度感應器;所述主支撐板上有放置架和主伸縮氣缸,所述儲液箱有2個或3個,所述儲液箱放置在放置架頂端,所述儲液箱通過管道與縱向噴灑管和折疊噴灑管相連,所述主伸縮氣缸在放置架前方,所述主伸縮氣缸的伸縮桿的端部有橫向氣缸,所述噴頭通過連接桿與橫向氣缸的伸縮桿端部相連,所述橫向氣缸的伸縮桿的端部兩側各有一個噴頭調節電機,所述儲液箱前方有噴槍槍頭,所述噴槍槍頭通過一對管道與儲液箱相連,兩個管道的交接處通過伸縮管道與主伸縮氣缸的伸縮桿的端部相連。本發明的進一步改進,所述主支撐板的四個端面各有一對位置感應器,所述位置感應器為超聲波感應器,支架四面各有一對位置感應器,可感應周圍物件距離防止在運行過程中碰撞到他物。本發明的進一步改進,所述攝像頭為雙眼攝像頭,為了保證視野范圍可采用雙眼攝像頭。本發明的進一步改進,所述取樣檢測裝置底部有4個伸縮氣缸,為了保證取樣精準可通過4個伸縮氣缸進行取樣。本發明的進一步改進,所述車輪外有一圈防腐蝕層,由于本發明主要用于化學現場因此可在車輪外設置防腐蝕層。本發明的進一步改進,所述支撐氣缸底端伸縮桿上有防滑減震墊,支撐氣缸主要用于固定機器人,為了防止活動及減少震動可設置防滑減震墊。一種太陽能化學事故處理用機器人,其特征在于:所述支撐氣缸(9)底端伸縮桿上有防滑減震墊。一種太陽能化學事故處理用機器人工作方法,具體流程如下:1、開啟機器人后,進入工作區域;2、通過氣體化學物檢測器檢測空氣與地面有毒物質濃度,判斷相應地形是否需要進行洗消;3、若需要洗消,判斷消洗的液體,通過控制閥打開對應管道,再通過支撐桿進行固定,再打開折疊噴灑管,折疊噴灑管和縱向噴灑管噴灑洗消液并延時至3-5S之后逐步移動繼續進行相應的洗消操作,然后再次通過氣體化學物檢測器檢測空氣與地面有毒物質濃度,判斷相應地形是否需要進行洗消;4、如果不需要進行清洗或者清洗達標進行移動,移動過程通過攝像頭旋轉電機控制攝像頭不斷旋轉收集圖樣信息,再通過采集GPS定位信息,再通過控制器圖像處理,判斷前方是否需要遠距離消洗,若危險度較高或者較遠,則打開噴槍槍頭進行遠距離消洗,若面積較大可通過橫向氣缸和噴頭調節電機調節噴頭位置,進行大面積噴灑;5、消洗完成后通過伸縮氣缸控制取樣吸管吸取地面的殘液經過取樣檢測裝置進行取樣檢測判斷是否消洗合格是否還需要消洗,若不合格重復步驟2-5;6、若合格區域消洗完成,機器人進行路徑規劃,機器人進行移動,機器人移動過程中避開障礙,至相應的位置,然后停止行動;7、整個移動過程中光強度感應器進行光強度判斷,判斷完成后太陽能電池板通過電池板用氣缸和電池板旋轉電機同步至最佳角度。本發明一種太陽能化學事故處理用機器人及工作方法的發明點如下:1、機器人采用4個輪子進行運動,地形適應性強,輪子外部可包裹有一層耐腐蝕層,可以防止輪子被化學物質腐蝕。2、支架的底部的4個角各有一個氣體化學物檢測器,通過化學氣體檢測器對事故現場具體情況進行初步判定。3、支架的底部設計有4個支撐氣缸,到需要滅火時候,可通過氣缸對位置進行固定,再進行噴灑,這樣可以防止噴水后的反沖力過大。4、支架的底部有4個液體汲取及檢測裝置,平時收起,需要時候可以伸出汲取液體進行精準分析判斷。5、支架四面各有一對位置感應器,可感應周圍物件距離防止在運行過程中碰撞到他物。6、支架兩側設置有一對折疊噴桿,外接噴桿和折疊噴桿,可以較大范圍的噴灑洗消液,并且可根據需要調節相應的范圍。7、控制器一端設置有一對信號發射接收器用來接收和發送信號。8、控制器上太陽能電池板的4個角各有一個光強度感應器可判斷太陽能電池板最佳角度,太陽能電池板則通過電機控制角度及方向以求達到最佳光強度收集效果。9、支架前方有一個可以旋轉方向可以調節的雙眼攝像頭,用來拍攝前方景象,這樣可以獲得較大范圍的拍攝效果,也可便于遠程控制。10、攝像頭上的放置架上有兩個箱體用來放置水和對應中和液,遇到未知情況也可放置酸液和堿液。11、放置架前方有個高度可調的大型條形噴頭,可用來大規模噴灑液體,噴頭角度可通過電機調整。12、兩個箱體前方有各高壓噴頭用于遠距離噴射液體,用于撲滅明火。附圖說明圖1為本發明一種結構示意圖;圖2為本發明另一種結構示意圖;圖3為本發明另一種結構示意圖;圖4為本發明工作流程示意圖;圖示說明:1、主支撐板;2、前支撐板;3、位置感應器;4、控制箱;5、車輪;6、車輪支架;7、信號發射接收器;8、氣體化學物檢測器;9、支撐氣缸;10、電池板用氣缸;11、電池板旋轉電機;12、電機安裝板;13、角度調節電機;14、太陽能安裝板;15、太陽能電池板;16、取樣吸管;17、伸縮氣缸;18、取樣檢測裝置;19、折疊噴灑管;20、縱向噴灑管;21、攝像頭旋轉電機;22、攝像頭固定架;23、角度控制電機;24、雙眼攝像頭;25、橫向氣缸;26、噴頭調節電機;27、噴頭;28、放置架;29、儲液箱;30、主伸縮氣缸;31、噴槍槍頭;32、光強度感應器。具體實施方式以下結合附圖和實施例對發明做詳細的說明:本發明提供一種太陽能化學事故處理用機器人及工作方法,該機器人主要包括支撐板、運動輪、化學物質檢測設備、噴灑設備、多角度攝像頭、可變角度太陽能電池板等設備,其可根據相應的檢測結果及拍攝結果對事故區進行相應的處理,處理效果好,處理效率高,并且采用可變角度太陽能電池板進行供電,其太陽能電池板可隨光線角度發生變化,太陽能吸收效率高,使用時間長。作為本發明一種實施例,本發明提供一種太陽能化學事故處理用機器人,包括主支撐板1、前支撐板2、控制箱4、車輪5、車輪支架6、信號發射接收器7、氣體化學物檢測器8、支撐氣缸9、電池板用氣缸10、電池板旋轉電機11、電機安裝板12、角度調節電機13、太陽能安裝板14、太陽能電池板15、取樣吸管16、伸縮氣缸17、取樣檢測裝置18、折疊噴灑管19、縱向噴灑管20、攝像頭旋轉電機21、攝像頭固定架22、角度控制電機23、攝像頭、橫向氣缸25、噴頭調節電機26、噴頭27、放置架28、儲液箱29、主伸縮氣缸30、噴槍槍頭31和光強度感應器32,所述主支撐板1底部有4個支撐氣缸9,所述車輪5有兩對,所述車輪5分別安裝在對應車輪支架6的轉軸上,所述主支撐板1下方4個角各有一個氣體化學物檢測器8,所述主支撐板1中部下方有取樣檢測裝置18,所述伸縮氣缸17在取樣檢測裝置18下方,所述取樣吸管16在伸縮氣缸17的伸縮桿上;本發明所述主支撐板1兩側各有一個縱向噴灑管20,所述縱向噴灑管20兩端通過折疊噴灑管19與主支撐板1側端相連;本發明所述主支撐板1前端有前支撐板2,所述前支撐板2上有攝像頭旋轉電機21,所述攝像頭旋轉電機21的轉軸上有攝像頭固定架22,所述攝像頭通過轉軸固定在攝像頭固定架22內,所述角度控制電機23在攝像頭固定架22外側,所述角度控制電機23的轉軸與攝像頭的轉軸相連;本發明所述主支撐板1上有控制箱4,所述控制箱4后端有一對信號發射接收器7,所述控制箱4內有槽,所述電池板用氣缸10在控制箱4的槽內,所述電池板用氣缸10的伸縮桿上有電池板旋轉電機11,所述電池板旋轉電機11的轉軸上有電機安裝板12,所述電機安裝板12上固定安裝有角度調節電機13,所述太陽能安裝板14下方的支架分別與角度調節電機13的轉軸相連,所述太陽能安裝板14上鋪設有太陽能電池板15,所述太陽能安裝板14上方四個角各有一個光強度感應器32;本發明所述主支撐板1上有放置架28和主伸縮氣缸30,所述儲液箱29有2個或3個,所述儲液箱29放置在放置架28頂端,所述儲液箱29通過管道與縱向噴灑管20和折疊噴灑管19相連,所述主伸縮氣缸30在放置架28前方,所述主伸縮氣缸30的伸縮桿的端部有橫向氣缸25,所述噴頭27通過連接桿與橫向氣缸25的伸縮桿端部相連,所述橫向氣缸25的伸縮桿的端部兩側各有一個噴頭調節電機26,所述儲液箱29前方有噴槍槍頭31,所述噴槍槍頭31通過一對管道與儲液箱29相連,兩個管道的交接處通過伸縮管道與主伸縮氣缸30的伸縮桿的端部相連。作為本發明一種最佳具體實施例,本發明提供如圖1-3所示的一種太陽能化學事故處理用機器人,包括主支撐板1、前支撐板2、控制箱4、車輪5、車輪支架6、信號發射接收器7、氣體化學物檢測器8、支撐氣缸9、電池板用氣缸10、電池板旋轉電機11、電機安裝板12、角度調節電機13、太陽能安裝板14、太陽能電池板15、取樣吸管16、伸縮氣缸17、取樣檢測裝置18、折疊噴灑管19、縱向噴灑管20、攝像頭旋轉電機21、攝像頭固定架22、角度控制電機23、攝像頭、橫向氣缸25、噴頭調節電機26、噴頭27、放置架28、儲液箱29、主伸縮氣缸30、噴槍槍頭31和光強度感應器32,所述主支撐板1底部有4個支撐氣缸9,所述支撐氣缸9底端伸縮桿上有防滑減震墊,支撐氣缸主要用于固定機器人,為了防止活動及減少震動可設置防滑減震墊,所述車輪5有兩對,所述車輪5分別安裝在對應車輪支架6的轉軸上,所述車輪5外有一圈防腐蝕層,由于本發明主要用于化學現場因此可在車輪外設置防腐蝕層,所述主支撐板1下方4個角各有一個氣體化學物檢測器8,所述主支撐板1中部下方有取樣檢測裝置18,所述取樣檢測裝置底部有4個伸縮氣缸,為了保證取樣精準可通過4個伸縮氣缸進行取樣,所述取樣吸管16在伸縮氣缸17的伸縮桿上;本發明所述主支撐板1兩側各有一個縱向噴灑管20,所述縱向噴灑管20兩端通過折疊噴灑管19與主支撐板1側端相連,所述主支撐板1的四個端面各有一對位置感應器3,所述位置感應器3為超聲波感應器,支架四面各有一對位置感應器,可感應周圍物件距離防止在運行過程中碰撞到他物;本發明所述主支撐板1前端有前支撐板2,所述前支撐板2上有攝像頭旋轉電機21,所述攝像頭旋轉電機21的轉軸上有攝像頭固定架22,所述攝像頭通過轉軸固定在攝像頭固定架22內,所述攝像頭為雙眼攝像頭24,為了保證視野范圍可采用雙眼攝像頭,所述角度控制電機23在攝像頭固定架22外側,所述角度控制電機23的轉軸與攝像頭的轉軸相連;本發明所述主支撐板1上有控制箱4,所述控制箱4后端有一對信號發射接收器7,所述控制箱4內有槽,所述電池板用氣缸10在控制箱4的槽內,所述電池板用氣缸10的伸縮桿上有電池板旋轉電機11,所述電池板旋轉電機11的轉軸上有電機安裝板12,所述電機安裝板12上固定安裝有角度調節電機13,所述太陽能安裝板14下方的支架分別與角度調節電機13的轉軸相連,所述太陽能安裝板14上鋪設有太陽能電池板15,所述太陽能安裝板14上方四個角各有一個光強度感應器32;本發明所述主支撐板1上有放置架28和主伸縮氣缸30,所述儲液箱29有2個或3個,所述儲液箱29放置在放置架28頂端,所述儲液箱29通過管道與縱向噴灑管20和折疊噴灑管19相連,所述主伸縮氣缸30在放置架28前方,所述主伸縮氣缸30的伸縮桿的端部有橫向氣缸25,所述噴頭27通過連接桿與橫向氣缸25的伸縮桿端部相連,所述橫向氣缸25的伸縮桿的端部兩側各有一個噴頭調節電機26,所述儲液箱29前方有噴槍槍頭31,所述噴槍槍頭31通過一對管道與儲液箱29相連,兩個管道的交接處通過伸縮管道與主伸縮氣缸30的伸縮桿的端部相連。本發明一種太陽能化學事故處理用機器人工作方法,具體流程如如圖4所示如下:1、開啟機器人后,進入工作區域;2、通過氣體化學物檢測器檢測空氣與地面有毒物質濃度,判斷相應地形是否需要進行洗消;3、若需要洗消,判斷消洗的液體,通過控制閥打開對應管道,再通過支撐桿進行固定,再打開折疊噴灑管,折疊噴灑管和縱向噴灑管噴灑洗消液并延時至3-5S之后逐步移動繼續進行相應的洗消操作,然后再次通過氣體化學物檢測器檢測空氣與地面有毒物質濃度,判斷相應地形是否需要進行洗消;4、如果不需要進行清洗或者清洗達標進行移動,移動過程通過攝像頭旋轉電機控制攝像頭不斷旋轉收集圖樣信息,再通過采集GPS定位信息,再通過控制器圖像處理,判斷前方是否需要遠距離消洗,若危險度較高或者較遠,則打開噴槍槍頭進行遠距離消洗,若面積較大可通過橫向氣缸和噴頭調節電機調節噴頭位置,進行大面積噴灑;5、消洗完成后通過伸縮氣缸控制取樣吸管吸取地面的殘液經過取樣檢測裝置進行取樣檢測判斷是否消洗合格是否還需要消洗,若不合格重復步驟2-5;6、若合格區域消洗完成,機器人進行路徑規劃,機器人進行移動,機器人移動過程中避開障礙,至相應的位置,然后停止行動;7、整個移動過程中光強度感應器進行光強度判斷,判斷完成后太陽能電池板通過電池板用氣缸和電池板旋轉電機同步至最佳角度。以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非是對本發明作任何其他形式的限制,而依據本發明的技術實質所作的任何修改或等同變化,仍屬于本發明所要求保護的范圍。