本发明涉及消防机器人，特别涉及一种压缩空气泡沫举高喷射机器人。
背景技术：
石油化工工程涉及的易燃易爆和有毒有害物质种类多、数量大，生产工艺复杂、火灾风险高，一旦发生火灾，燃烧速度快、火势发展迅猛，易形成大面积立体火灾，扑救难度很大，并且由于火场温度高，存在易燃易爆、浓烟缺氧、有毒有害等高危风险，因此对于灭火救援装备要求很高，急需新型高效无人化灭火装备。
压缩空气泡沫灭火技术是通过向泡沫溶液中正压注入空气的方式产生泡沫，具有泡沫均匀细腻、析液时间长、稳定性好、灭火效能高、抗复燃能力强的特点，可以有效扑灭油浸变压器、油罐、石化工艺装置等典型石化火灾。但是，目前很少用在石化火灾扑救，具体原因包括：
（1）高稳定性的压缩空气泡沫密度小、质量轻，现有常规压缩空气泡沫消防车的射程有限，射高不足，保护范围较小，无法满足典型石油化工工程火灾扑救的实际需求。
（2）现有常规压缩空气泡沫消防车无法抵近油罐、工艺装置等存在爆炸、高温等危害的场所使用。
（3）现有常规大流量压缩空气泡沫炮射高不足，泡沫射流较分散，沿程损失大，受环境风和火羽流影响大，扑救大型油罐和工艺装置高位火灾时效果差。
由此可见，现有的压缩空气泡沫灭火装备无法满足大型石化火灾扑救需求，急需机动灵活、安全有效的无人化压缩空气泡沫喷射装备。
技术实现要素：
鉴于现有技术的不足，本发明提供一种举升高度高、保护范围广、灭火效能高、抗复燃能力强、机动灵活的压缩空气泡沫举高喷射机器人，既能够抵近火灾高温区域有效穿透火羽流扑灭大型石化火灾，又可以将释放装置举升到一定高度钩挂在保护对象上有效扑救高位火灾，从而解决石化火灾扑救急需无人化高效灭火装备的难题。
本发明采取的技术方案是：一种压缩空气泡沫举高喷射机器人，其特征在于，包括底盘、泡沫接口、转台、举高臂架、压缩空气泡沫管道、压缩空气泡沫释放装置、中控系统、遥控器，所述底盘中部对称设有行走机构，底盘四周设有若干个支撑腿，底盘上部设有转台和中控系统，底盘一端设有泡沫接口，所述支撑腿末端设有支撑脚，所述举高臂架下端与转台固定连接，举高臂架上端设有压缩空气泡沫释放装置，举高臂架上设有压缩空气泡沫管道，压缩空气泡沫管道下端与泡沫接口连通，压缩空气泡沫管道上端与压缩空气泡沫释放装置连通，所述底盘行进时，支撑腿处于收缩折叠状态，举高臂架及压缩空气泡沫管道处于折叠状态，所述底盘行进至目标位置准备进行灭火时，支撑腿伸展开，举高臂架和压缩空气泡沫管道展开并将压缩空气泡沫释放装置举升到一定高度。
本发明所述的中控系统包括设置在底盘前端的摄像头、底盘后方的云台摄像机、压缩空气泡沫释放装置上的红外摄像头和高清摄像头；中控系统还包括与所述摄像头、云台摄像机、红外摄像头和高清摄像头连接的四分屏分割器，四分屏分割器通过图传通道连到第一无线信号发射器及第一天线；中控系统还包括与监测传感器、行走机构、转台、举高臂架、支撑腿相连接的第一plc，第一plc通过数传通道连到第二无线信号发射器及第二天线。
本发明所述的遥控器包括遥控箱、第二plc、第一接收器、第二接收器，与第三天线连接的第一接收器通过图传通道连到遥控箱；与第四天线连接的第二接收器通过数传通道连接第二plc，第二plc连到遥控箱。
本发明所述行走机构采用履带式、轮式、关节轮式、或者关节履带式中的任意一种。
本发明所述支撑腿采用液压可伸缩折叠式蜘蛛腿，所述支撑脚底部设有防滑垫。
本发明所述举高臂架采用折叠式举高臂架，举升高度为5m～30m。
本发明所述压缩空气泡沫释放装置采用压缩空气泡沫炮或者压缩空气泡沫勾管。
本发明的工作原理：日常，压缩空气泡沫举高喷射机器人处于待机备战状态，支撑腿1-2处于收缩折叠状态，举高臂架4及压缩空气泡沫管道5处于折叠状态，泡沫接口2前端通过消防水带或软管11与压缩空气泡沫消防车12连通；泡沫接口2后端通过压缩空气泡沫管道5与压缩空气泡沫产生装置6连接。当保护目标发生火灾时，操作人员操作遥控器8，通过遥控器8的无线信号接收器和天线与中控系统7的无线信号发射器和天线的对接，实现信息交互和控制。首先通过pcl控制机器人的行走机构1-1向火灾区域行进，行至预定位置后使机器人行走机构1-1停止行进，通过plc电控打开液压可伸缩折叠式支撑腿1-2，通过若干支撑腿1-2扩大支撑面，牢固支撑着整个机器人，以防发生倾倒或因喷射后坐力而移动；然后通过pcl电控展开液压举高臂架4及压缩空气泡沫管道5，并将压缩空气泡沫释放装置6举升到一定高度，再通过与压缩空气泡沫释放装置6的控制电机协调配合，调整压缩空气泡沫释放装置6到预定喷射方向或钩挂在保护对象上。再启动压缩空气泡沫产生装置或压缩空气泡沫消防车12，压缩空气泡沫通过消防水带或软管11输送至机器人，并经压缩空气泡沫释放装置6进行喷射灭火。
灭火过程中可根据遥控器8接收到的不同监测传感器参数以及不同位置摄像头的图像信息，采用遥控器8通过中控系统7随时调整转台3的方向、举高臂架4的高度及压缩空气泡沫释放装置6的方向，进而调整压缩空气泡沫释放装置6的高度、喷射方向与角度，以更有效施加压缩空气泡沫和灭火；当灭火结束后，首先采用遥控器8通过中控系统7将举高臂架4及压缩空气泡沫管道5收起叠放到底盘上，然后收起支撑腿1-2，向预定位置行进并补充动力。
本发明与现有技术相比其有益效果是：
1、本发明采用自行走式机器人底盘与若干支撑腿相结合的方式，行进时自动收缩支撑腿，到达目的灭火时自动伸展支撑腿，可实现大流量压缩空气泡沫的举高喷射，最大举高高度达15m~30m，解决了机器人因体积小、底盘轻、举高喷射时不稳定、易倾覆的问题。
2、本发明举升高度高，能够以俯射方式或钩挂在保护对象上集中施加压缩空气泡沫，有利于密度小、质量轻的压缩空气泡沫克服风、火羽流和高温热辐射的影响。
3、本发明机动灵活，采取远程遥控模式，可抵近高温、易燃易爆、浓烟缺氧、有毒有害等高危区域进行喷射灭火，解决了压缩空气泡沫有效施加的技术难题。
4、本发明可配备安装各种不同释放装置，将高稳定性的压缩空气泡沫有效释放到目标区域，满足了高度高、火灾危害范围大的石化储罐、工艺装置、油浸变压器等大型火灾扑救的实际需求。
附图说明
图1是本发明举升状态下的结构示意图；
图2是本发明折叠状态下的结构示意图；
图3是本发明支撑腿完全展开的俯视示意图；
图4是本发明中控系统的控制原理图；
图5是本发明遥控器的控制原理图；
图6是本发明用于扑救油浸变压器火灾的实施例示意图；
图7是本发明用于扑救油罐火灾的实施例示意图。
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。
如图1～3所示，一种压缩空气泡沫举高喷射机器人包括底盘1、泡沫接口2、转台3、举高臂架4、压缩空气泡沫管道5、压缩空气泡沫释放装置6、中控系统7、遥控器8，底盘1中部对称设有行走机构1-1，本实施例采用履带式行走机构，底盘1采用蓄电池提供动力；底盘1四周通过螺栓连接四个支撑腿1-2，底盘1上部螺栓连接固定转台3和中控系统7，底盘1一端设有泡沫接口2，支撑腿1-2末端螺栓连接固定支撑脚1-3，本实施例采用液压可伸缩折叠式蜘蛛腿，支撑脚1-3底部设有防滑垫；举高臂架4采用液压折叠式举高臂架。
举高臂架4下端与转台3通过螺栓连接固定，举高臂架4上端螺栓连接固定压缩空气泡沫释放装置6，举高臂架4上通过卡具固定连接压缩空气泡沫管道5，压缩空气泡沫管道5下端与泡沫接口2连通，压缩空气泡沫管道5上端与压缩空气泡沫释放装置6连通，底盘1行进时，支撑腿1-2处于收缩折叠状态，举高臂架4及压缩空气泡沫管道5处于折叠状态（如图2所示），底盘1行进至目标位置准备进行灭火时，支撑腿1-2伸展开（如图1、图3所示），举高臂架4和压缩空气泡沫管道5展开并举升到一定高度，采用遥控器8通过中控系统7随时调整转台3的方向、举高臂架4的高度及压缩空气泡沫释放装置6的方向，进而调整压缩空气泡沫释放装置6的高度、喷射方向与角度，压缩空气泡沫释放装置6调整到预定喷射方向。通过四支支撑腿1-2扩大支撑面，牢固支撑着整个机器人，以防发生倾倒或因喷射后坐力而移动。
如图4所示，中控系统7包括设置在底盘1前端的摄像头、底盘1后方的云台摄像机、压缩空气泡沫释放装置6上的红外摄像头和高清摄像头；中控系统7还包括与前端摄像头、云台摄像机、红外摄像头和高清摄像头连接的四分屏分割器，四分屏分割器通过图传通道连到第一无线信号发射器及第一天线；中控系统7还包括与监测传感器、行走机构1-1、转台3、举高臂架4、支撑腿1-2相连接的第一plc，第一plc通过数传通道连到第二无线信号发射器及第二天线。
如图5所示，遥控器8包括遥控箱、第二plc、第一接收器、第二接收器，与第三天线连接的第一接收器通过图传通道连到遥控箱；与第四天线连接的第二接收器通过数传通道连接第二plc，第二plc连到遥控箱。
实施例1：压缩空气泡沫举高喷射机器人用于扑救大型油浸变压器火灾，如图6所示。本实施例的压缩空气泡沫释放装置6采用电控压缩空气泡沫炮。采用遥控器8通过中控系统7的pcl控制压缩空气泡沫举高喷射机器人的行走机构1-1向油浸变压器10行进，行至油浸变压器前一定距离后，压缩空气泡沫举高喷射机器人停止行进，通过plc电控打开液压可伸缩折叠式支撑腿1-2，通过四支支撑腿1-2扩大支撑面，牢固支撑着整个机器人，然后通过pcl电控展开举高臂架4及压缩空气泡沫管道5，并举升到5m~20m高度，并采用遥控器8通过中控系统7调整转台3及压缩空气泡沫释放装置6的方向，进而调整压缩空气泡沫释放装置6的喷射方向与角度，将压缩空气泡沫炮调整到朝向大型油浸变压器火灾区域，再启动压缩空气泡沫消防车12，将压缩空气泡沫通过消防水带11输送至压缩空气泡沫举高喷射机器人，压缩空气泡沫释放装置6采用压缩空气泡沫炮进行喷射灭火，灭火过程中采用遥控器8通过中控系统7随时调整喷射方向与角度，以更有效施加压缩空气泡沫和灭火。
实施例2：压缩空气泡沫举高喷射机器人用于扑救大型油罐火灾，如图7所示。本实施例的压缩空气泡沫释放装置6采用压缩空气泡沫勾管。采用遥控器8通过中控系统7的pcl控制压缩空气泡沫举高喷射机器人的的行走机构1-1向油罐9行进，行至油罐9罐底时压缩空气泡沫举高喷射机器人停止行进，通过plc电控打开液压可伸缩折叠式支撑腿1-2，通过四支撑腿1-2扩大支撑面，牢固支撑着整个机器人，然后通过pcl电控展开液压举高臂架4及压缩空气泡沫管道5并举升到油罐高度，并将压缩空气泡沫释放装置6上连通的勾管挂在油罐9罐壁上，再启动压缩空气泡沫消防车12，将压缩空气泡沫通过消防水带11输送至压缩空气泡沫举高喷射机器人，并经压缩空气泡沫勾管进行喷射灭火。
本发明的中控系统7采用四路摄像头信号通过4分屏分割器和图传通道连接到无线信号发射器，通过天线将视频传输到遥控器8，中控系统7与遥控器8通过无线信号发射器和发射天线进行信息交互，控制压缩空气泡沫举高喷射机器人动作。遥控器8预留rs485信号接口，后期可扩展到消防应急指挥中心。
本发明的压缩空气泡沫释放装置采用压缩空气泡沫炮或者压缩空气泡沫勾管，喷射方式包括仰射、平射、俯射或钩挂在保护对象上喷射。底盘动力采用蓄电池或者柴油机提供。
1.一种压缩空气泡沫举高喷射机器人，其特征在于，包括底盘（1）、泡沫接口（2）、转台（3）、举高臂架（4）、压缩空气泡沫管道（5）、压缩空气泡沫释放装置（6）、中控系统（7）、遥控器（8），所述底盘（1）中部对称设有行走机构（1-1），底盘（1）四周设有若干个支撑腿（1-2），底盘（1）上部设有转台（3）和中控系统（7），底盘（1）一端设有泡沫接口（2），所述支撑腿（1-2）末端设有支撑脚（1-3），所述举高臂架（4）下端与转台（3）固定连接，举高臂架（4）上端设有压缩空气泡沫释放装置（6），举高臂架（4）上设有压缩空气泡沫管道（5），压缩空气泡沫管道（5）下端与泡沫接口（2）连通，压缩空气泡沫管道（5）上端与压缩空气泡沫释放装置（6）连通，所述底盘（1）行进时，支撑腿（1-2）处于收缩折叠状态，举高臂架（4）及压缩空气泡沫管道（5）处于折叠状态，所述底盘（1）行进至目标位置准备进行灭火时，支撑腿（1-2）伸展开，举高臂架（4）和压缩空气泡沫管道（5）展开并将压缩空气泡沫释放装置（6）举升到一定高度。
2.根据权利要求1所述的一种压缩空气泡沫举高喷射机器人，其特征在于，所述的中控系统（7）包括设置在底盘（1）前端的摄像头、底盘（1）后方的云台摄像机、压缩空气泡沫释放装置（6）上的红外摄像头和高清摄像头；中控系统（7）还包括与所述摄像头、云台摄像机、红外摄像头和高清摄像头连接的四分屏分割器，四分屏分割器通过图传通道连到第一无线信号发射器及第一天线；中控系统（7）还包括与监测传感器、行走机构（1-1）、转台（3）、举高臂架（4）、支撑腿（1-2）相连接的第一plc，第一plc通过数传通道连到第二无线信号发射器及第二天线；
所述的遥控器（8）包括遥控箱、第二plc、第一接收器、第二接收器，与第三天线连接的第一接收器通过图传通道连到遥控箱；与第四天线连接的第二接收器通过数传通道连接第二plc，第二plc连到遥控箱。
3.根据权利要求1所述的一种压缩空气泡沫举高喷射机器人，其特征在于，所述行走机构（1-1）采用履带式、轮式、关节轮式、或者关节履带式中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种压缩空气泡沫举高喷射机器人，其特征在于，所述支撑腿（1-2）采用液压可伸缩折叠式蜘蛛腿，所述支撑脚（1-3）底部设有防滑垫。
5.根据权利要求1所述的一种压缩空气泡沫举高喷射机器人，其特征在于，所述举高臂架（4）采用液压折叠式举高臂架，举升高度为5m～30m。
6.根据权利要求1所述的一种压缩空气泡沫举高喷射机器人，其特征在于，所述压缩空气泡沫释放装置（6）采用压缩空气泡沫炮或者压缩空气泡沫勾管。
技术总结