智能水刀排爆机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种智能水刀排爆机器人，包括遥控器、机架、履带式行走机构、机箱、水射流发生装置、控制系统和水刀切割排爆机构；履带式行走机构包括左侧行走履带、右侧行走履带、左侧行走电机和右侧行走电机；水射流发生装置包括蓄水罐、高压柱塞泵、磨料罐、电瓶和汽油机；水刀切割排爆机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构和喷嘴，喷嘴的进水口通过第三输水管与磨料罐的出水口连接；控制系统包括电压转换电路、微控制器、串口通信模块、无线信号接收电路和继电器。本发明专利技术结构紧凑，实现方便，体积小，便携性好，抗干扰能力强，自带动力与水源，能在多种复杂环境下发挥作用，具有广阔的应用空间和良好社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于排爆机器人
，具体涉及一种智能水刀排爆机器人。
技术介绍
目前，武警部队装备的排爆类器材主要分为防护类，支援类和拆除类等，一般根据任务的需要集成在专用的排爆车内。防护类包括防爆挂车、轻重量生化排爆防护服、防爆毯、防爆罐、液氮罐等。支援类包括X射线机、接触式及非接触式电子听音器、频率干扰仪、微光夜视仪、强光照明灯、搜索犬运输车等。以上装备均属于“软装备”，要使爆炸装置失去其爆炸威力，还必须借助拆除类装备。拆除类装备分为人工拆除和机械拆除两种。人工拆除方式需要排爆人员利用杆式机械手、普通排爆工具组或30件套无磁排爆工具组等专业工具对爆炸物实施抵近观察，而后拆除起爆装置。由于该方式对操作人员的心理压力大，技术要求高，而且排爆员身着排爆服后动作迟缓，情况判断受限，发生危险的几率很大。因此，在实施现场销毁时，通常利用排爆机器人携带水炮枪等爆炸物聚能销毁器，以击毁起爆装置为目的机械类拆除方式已成为一种首选方案。水炮枪等聚能销毁装置是一种适应性较强的排爆器材。其原理是通过聚能射流一次性击毁爆炸物的起爆装置，从而使爆炸物无法顺利起爆。使用水炮枪等销毁器虽然在技术上较为成熟，也在实战中有过不俗的表现，但其存在两个较为突出的问题亟待解决。1、水炮枪等聚能销毁装置对爆炸物的的作用点极其局限，一般只能为起爆装置，如雷管、导爆索等。如果作用在爆炸装置的其他部位，如主装药，并不能保证爆炸物失效。因此，这就涉及到准确击发的问题。由于爆炸物的种类千差万别，有些爆炸装置的起爆位置较为隐蔽，甚至被放置在主装药内部，使得聚能射流很难发挥作用。而且，射流的瞄准系统目前不是很成熟，为了准确击发和击发不中后的二次装填，往往需要人员舍弃瞄准系统而实施抵近操作，这无疑失去了机械拆除的意义。2、从案件性质上出发，水炮枪等聚能销毁装置对打击恐怖/犯罪分子不利。我国《刑法》对爆炸物的认定较为苛刻，必须具有起爆装置的才能被认定为爆炸物，否则只能作为疑似爆炸物，二者的刑罚标准差异较大。被水炮枪等聚能销毁装置击毁的起爆装置通常无法复原，因此，在事实认定上即使是真正的爆炸物，也可能由于证据的缺失被作为疑似爆炸物处理，使得犯罪分子逃避或免受法律制裁。研发一款作用区域广泛、适应性较强、安全系数高的机械类拆除装置，可针对常见的爆炸物的主装药实施就地销毁，已成为排爆这一特殊战线上的迫切需要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能水刀排爆机器人，其结构紧凑，设计新颖合理，实现方便，体积小，便携性好，抗干扰能力强，自带动力与水源，能在多种复杂环境下发挥作用，具有广阔的应用空间和良好社会效益。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种智能水刀排爆机器人，其特征在于：包括遥控器、机架、安装在机架底部的履带式行走机构和安装在机架顶部的机箱，所述机箱内设置有水射流发生装置和与遥控器无线连接并通信的控制系统，所述机架上安装有位于机箱外部且能够实施X轴、Y轴和Z轴三个轴向切割作业的水刀切割排爆机构；所述履带式行走机构包括左侧行走履带和右侧行走履带，以及用于带动左侧行走履带行走的左侧行走电机和用于带动右侧行走履带行走的右侧行走电机；所述水射流发生装置包括蓄水罐、高压柱塞泵、磨料罐和为智能水刀排爆机器人中各用电元件供电的电瓶，以及为高压柱塞泵提供动力的汽油机，所述高压柱塞泵的进水口通过第一输水管与蓄水罐的出水口连接，所述磨料罐的进水口通过第二输水管以及设置在第二输水管上的安全阀、调压阀和压力表与高压柱塞泵的出水口连接，所述高压柱塞泵通过功率匹配器与汽油机连接，所述磨料罐上设置有磨料开关；所述水刀切割排爆机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构和喷嘴，所述X轴运动机构包括安装在机架上的X轴运动电机和与X轴运动电机的输出轴固定连接的X轴丝杠，所述X轴丝杠上螺纹连接有X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠螺母上固定连接有第一连接板，所述Z轴运动机构包括安装在第一连接板上的Z轴运动电机和与Z轴运动电机的输出轴固定连接的Z轴丝杠，所述Z轴丝杠上螺纹连接有Z轴丝杠螺母，所述Z轴丝杠螺母上连接有第二连接板，所述Y轴运动机构包括安装在第二连接板上的Y轴运动电机和与Y轴运动电机的输出轴固定连接的Y轴丝杠，所述Y轴丝杠上螺纹连接有Y轴丝杠螺母，所述Y轴丝杠螺母上连接有第三连接块，所述喷嘴安装在第三连接块上，所述喷嘴的进水口通过第三输水管与磨料罐的出水口连接；所述控制系统包括电压转换电路、微控制器和与微控制器相接且用于连接所述遥控器的串口通信模块，所述电压转换电路与电瓶的输出端连接，所述微控制器的输入端接有用于接收遥控器发射的无线信号的无线信号接收电路，所述微控制器的输出端接有用于接通或断开高压柱塞泵的供电回路的继电器、用于驱动左侧行走电机的第一电机驱动电路和用于驱动右侧行走电机的第二电机驱动电路，以及用于驱动X轴运动电机的第三电机驱动电路、用于驱动Y轴运动电机的第四电机驱动电路和用于驱动Z轴运动电机的第五电机驱动电路，所述继电器串联在高压柱塞泵的供电回路中，所述左侧行走电机与第一电机驱动电路的输出端连接，所述右侧行走电机与第二电机驱动电路的输出端连接，所述X轴运动电机与第三电机驱动电路的输出端连接，所述Y轴运动电机与第四电机驱动电路的输出端连接，所述Z轴运动电机与第五电机驱动电路的输出端连接。上述的智能水刀排爆机器人，其特征在于：所述左侧行走电机安装在机架的左侧前部，所述左侧行走电机的输出轴上固定连接有第一左侧行走带轮，所述机架的左侧中部固定连接有左侧中部行走带轮组架，所述左侧中部行走带轮组架上转动连接有呈三角形布设的第二左侧行走带轮、第三左侧行走带轮和第四左侧行走带轮，所述机架的左侧后部转动连接有第五左侧行走带轮，所述第五左侧行走带轮上通过左侧连接杆连接有第六左侧行走带轮，所述左侧行走履带跨接在第一左侧行走带轮、第二左侧行走带轮、第三左侧行走带轮、第四左侧行走带轮、第五左侧行走带轮和第六左侧行走带轮上；所述右侧行走电机安装在机架的右侧前部，所述右侧行走电机的输出轴上固定连接有第一右侧行走带轮，所述机架的右侧中部固定连接有右侧中部行走带轮组架，所述右侧中部行走带轮组架上转动连接有呈三角形布设的第二右侧行走带轮、第三右侧行走带轮和第四右侧行走带轮，所述机架的右侧后部转动连接有第五右侧行走带轮，所述第五右侧行走带轮上通过右侧连接杆连接有第六右侧行走带轮，所述右侧行走履带跨接在第一右侧行走带轮、第二右侧行走带轮、第三右侧行走带轮、第四右侧行走带轮、第五右侧行走带轮和第六右侧行走带轮上。上述的智能水刀排爆机器人，其特征在于：所述微控制器为型号为STC89C52的单片机U1。上述的智能水刀排爆机器人，其特征在于：所述遥控器为红外遥控器，所述无线信号接收电路包括用于接收红外遥控器发射的红外信号的红外信号接收电路和用于对红外信号接收电路接收到的红外信号进行解码处理的红外信号解码电路，所述红外信号接收电路的输出端与红外信号解码电路的输入端连接，所述红外信号解码电路的输出端与微控制器的输入端连接。上述的智能水刀排爆机器人，其特征在于：所述红外遥控器包括微处理器和与微处理器相接且用于连接串口通信模块的串口接口，所述微处理器的输入端接有按键操作电路，所述微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能水刀排爆机器人，其特征在于：包括遥控器、机架(1)、安装在机架(1)底部的履带式行走机构(2)和安装在机架(1)顶部的机箱(3)，所述机箱(3)内设置有水射流发生装置和与遥控器无线连接并通信的控制系统(6)，所述机架(1)上安装有位于机箱(3)外部且能够实施X轴、Y轴和Z轴三个轴向切割作业的水刀切割排爆机构(4)；所述履带式行走机构(2)包括左侧行走履带(2‑1)和右侧行走履带(2‑2)，以及用于带动左侧行走履带(2‑1)行走的左侧行走电机(2‑3)和用于带动右侧行走履带(2‑2)行走的右侧行走电机(2‑4)；所述水射流发生装置包括蓄水罐(7‑1)、高压柱塞泵(7‑2)、磨料罐(7‑3)和为智能水刀排爆机器人中各用电元件供电的电瓶(7‑4)，以及为高压柱塞泵(7‑2)提供动力的汽油机(7‑5)，所述高压柱塞泵(7‑2)的进水口通过第一输水管(7‑7)与蓄水罐(7‑1)的出水口连接，所述磨料罐(7‑3)的进水口通过第二输水管(7‑8)以及设置在第二输水管(7‑8)上的安全阀(7‑9)、调压阀(7‑10)和压力表(7‑11)与高压柱塞泵(7‑2)的出水口连接，所述高压柱塞泵(7‑2)通过功率匹配器(7‑6)与汽油机(7‑5)连接，所述磨料罐(7‑3)上设置有磨料开关(7‑12)；所述水刀切割排爆机构(4)包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构和喷嘴(4‑1)，所述X轴运动机构包括安装在机架上的X轴运动电机(4‑2)和与X轴运动电机(4‑2)的输出轴固定连接的X轴丝杠(4‑3)，所述X轴丝杠(4‑3)上螺纹连接有X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠螺母上固定连接有第一连接板(4‑6)，所述Z轴运动机构包括安装在第一连接板(4‑6)上的Z轴运动电机(4‑8)和与Z轴运动电机(4‑8)的输出轴固定连接的Z轴丝杠(4‑9)，所述Z轴丝杠(4‑9)上螺纹连接有Z轴丝杠螺母，所述Z轴丝杠螺母上连接有第二连接板(4‑10)，所述Y轴运动机构包括安装在第二连接板(4‑10)上的Y轴运动电机(4‑4)和与Y轴运动电机(4‑4)的输出轴固定连接的Y轴丝杠(4‑5)，所述Y轴丝杠(4‑5)上螺纹连接有Y轴丝杠螺母，所述Y轴丝杠螺母上连接有第三连接块(4‑7)，所述喷嘴(4‑1)安装在第三连接块(4‑7)上，所述喷嘴(4‑1)的进水口通过第三输水管(7)与磨料罐(7‑3)的出水口连接；所述控制系统(6)包括电压转换电路(6‑9)、微控制器(6‑1)和与微控制器(6‑1)相接且用于连接所述遥控器的串口通信模块(6‑2)，所述电压转换电路(6‑9)与电瓶(7‑4)的输出端连接，所述微控制器(6‑1)的输入端接有用于接收遥控器发射的无线信号的无线信号接收电路，所述微控制器(6‑1)的输出端接有用于接通或断开高压柱塞泵(7‑2)的供电回路的继电器(6‑11)、用于驱动左侧行走电机(2‑3)的第一电机驱动电路(6‑3)和用于驱动右侧行走电机(2‑4)的第二电机驱动电路(6‑4)，以及用于驱动X轴运动电机(4‑2)的第三电机驱动电路(6‑5)、用于驱动Y轴运动电机(4‑4)的第四电机驱动电路(6‑6)和用于驱动Z轴运动电机(4‑8)的第五电机驱动电路(6‑7)，所述继电器(6‑11)串联在高压柱塞泵(7‑2)的供电回路中，所述左侧行走电机(2‑3)与第一电机驱动电路(6‑3)的输出端连接，所述右侧行走电机(2‑4)与第二电机驱动电路(6‑4)的输出端连接，所述X轴运动电机(4‑2)与第三电机驱动电路(6‑5)的输出端连接，所述Y轴运动电机(4‑4)与第四电机驱动电路(6‑6)的输出端连接，所述Z轴运动电机(4‑8)与第五电机驱动电路(6‑7)的输出端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种智能水刀排爆机器人，其特征在于：包括遥控器、机架(1)、安装在机架(1)底部的履带式行走机构(2)和安装在机架(1)顶部的机箱(3)，所述机箱(3)内设置有水射流发生装置和与遥控器无线连接并通信的控制系统(6)，所述机架(1)上安装有位于机箱(3)外部且能够实施X轴、Y轴和Z轴三个轴向切割作业的水刀切割排爆机构(4)；所述履带式行走机构(2)包括左侧行走履带(2-1)和右侧行走履带(2-2)，以及用于带动左侧行走履带(2-1)行走的左侧行走电机(2-3)和用于带动右侧行走履带(2-2)行走的右侧行走电机(2-4)；所述水射流发生装置包括蓄水罐(7-1)、高压柱塞泵(7-2)、磨料罐(7-3)和为智能水刀排爆机器人中各用电元件供电的电瓶(7-4)，以及为高压柱塞泵(7-2)提供动力的汽油机(7-5)，所述高压柱塞泵(7-2)的进水口通过第一输水管(7-7)与蓄水罐(7-1)的出水口连接，所述磨料罐(7-3)的进水口通过第二输水管(7-8)以及设置在第二输水管(7-8)上的安全阀(7-9)、调压阀(7-10)和压力表(7-11)与高压柱塞泵(7-2)的出水口连接，所述高压柱塞泵(7-2)通过功率匹配器(7-6)与汽油机(7-5)连接，所述磨料罐(7-3)上设置有磨料开关(7-12)；所述水刀切割排爆机构(4)包括X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构和喷嘴(4-1)，所述X轴运动机构包括安装在机架上的X轴运动电机(4-2)和与X轴运动电机(4-2)的输出轴固定连接的X轴丝杠(4-3)，所述X轴丝杠(4-3)上螺纹连接有X轴丝杠螺母，所述X轴丝杠螺母上固定连接有第一连接板(4-6)，所述Z轴运动机构包括安装在第一连接板(4-6)上的Z轴运动电机(4-8)和与Z轴运动电机(4-8)的输出轴固定连接的Z轴丝杠(4-9)，所述Z轴丝杠(4-9)上螺纹连接有Z轴丝杠螺母，所述Z轴丝杠螺母上连接有第二连接板(4-10)，所述Y轴运动机构包括安装在第二连接板(4-10)上的Y轴运动电机(4-4)和与Y轴运动电机(4-4)的输出轴固定连接的Y轴丝杠(4-5)，所述Y轴丝杠(4-5)上螺纹连接有Y轴丝杠螺母，所述Y轴丝杠螺母上连接有第三连接块(4-7)，所述喷嘴(4-1)安装在第三连接块(4-7)上，所述喷嘴(4-1)的进水口通过第三输水管(7)与磨料罐(7-3)的出水口连接；所述控制系统(6)包括电压转换电路(6-9)、微控制器(6-1)和与微控制器(6-1)相接且用于连接所述遥控器的串口通信模块(6-2)，所述电压转换电路(6-9)与电瓶(7-4)的输出端连接，所述微控制器(6-1)的输入端接有用于接收遥控器发射的无线信号的无线信号接收电路，所述微控制器(6-1)的输出端接有用于接通或断开高压柱塞泵(7-2)的供电回路的继电器(6-11)、用于驱动左侧行走电机(2-3)的第一电机驱动电路(6-3)和用于驱动右侧行走电机(2-4)的第二电机驱动电路(6-4)，以及用于驱动X轴运动电机(4-2)的第三电机驱动电路(6-5)、用于驱动Y轴运动电机(4-4)的第四电机驱动电路(6-6)和用于驱动Z轴运动电机(4-8)的第五电机驱动电路(6-7)，所述继电器(6-11)串联在高压柱塞泵(7-2)的供电回路中，所述左侧行走电机(2-3)与第一电机驱动电路(6-3)的输出端连接，所述右侧行走电机(2-4)与第二电机驱动电路(6-4)的输出端连接，所述X轴运动电机(4-2)与第三电机驱动电路(6-5)的输出端连接，所述Y轴运动电机(4-4)与第四电机驱动电路(6-6)的输出端连接，所述Z轴运动电机(4-8)与第五电机驱动电路(6-7)的输出端连接。2.按照权利要求1所述的智能水刀排爆机器人，其特征在于：所述左侧行走电机(2-3)安装在机架(1)的左侧前部，所述左侧行走电机(2-3)的输出轴上固定连接有第一左侧行走带轮(2-5)，所述机架(1)的左侧中部固定连接有左侧中部行走带轮组架(2-6)，所述左侧中部行走带轮组架(2-6)上转动连接有呈三角形布设的第二左侧行走带轮(2-7)、第三左侧行走带轮(2-8)和第四左侧行走带轮(2-9)，所述机架(1)的左侧后部转动连接有第五左侧行走带轮(2-10)，所述第五左侧行走带轮(2-10)上通过左侧连接杆(2-11)连接有第六左侧行走带轮(2-12)，所述左侧行走履带(2-1)跨接在第一左侧行走带轮(2-5)、第二左侧行走带轮(2-7)、第三左侧行走带轮(2-8)、第四左侧行走带轮(2-9)、第五左侧行走带轮(2-10)和第六左侧行走带轮(2-12)上；所述右侧行走电机(2-4)安装在机架(1)的右侧前部，所述右侧行走电机(2-4)的输出轴上固定连接有第一右侧行走带轮(2-13)，所述机架(1)的右侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋大勇，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61