本發(fā)明涉及消防設(shè)備，尤其涉及一種移動式機器人液氮滅火裝置及其滅火方法。

背景技術(shù)：

1、有些火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜且危險系數(shù)高，消防員無法直接靠近救援，不能有效進(jìn)行近距離滅火，當(dāng)一些危險區(qū)域出現(xiàn)火災(zāi)時，消防員現(xiàn)場施救存在巨大的安全隱患，尤其是存放易燃易爆、有毒有害的物品的倉庫；再者，一些狹窄區(qū)域(如老舊城區(qū)、集貿(mào)市場、城鄉(xiāng)結(jié)合部等)使得消防車無法進(jìn)入，從而導(dǎo)致火災(zāi)的撲救被延誤，進(jìn)而造成重大的生命財產(chǎn)損失。

2、因此便出現(xiàn)了能代替消防救援人員進(jìn)入易燃易爆、有毒、缺氧、濃煙等危險災(zāi)害事故現(xiàn)場的消防機器人，消防機器人是一種替代消防員進(jìn)行火災(zāi)救援的特種機器人，然而現(xiàn)有的消防機器人常配備的滅火設(shè)備是消防水炮，連接消防水管用于發(fā)射水柱進(jìn)行遠(yuǎn)距離救火，并配備有自噴淋系統(tǒng)用于給自身降溫，但這些管道中的水流如果大量進(jìn)入機器人內(nèi)部，就會對機器人的正常運行造成影響；還有一些的可以使用標(biāo)準(zhǔn)的瓶式干粉滅火器，需要配套設(shè)計專門針對消防機器人的干粉消防罐，成本大，并且大多笨重，不能精準(zhǔn)的控制噴射，達(dá)不到最佳的滅火效果，同時也忽視了消防機器人高溫、高濕環(huán)境下的防護(hù)問題，滅火場地溫度高濕度大，若設(shè)備不及時降溫很容易造成設(shè)備損壞。

3、本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種利用液氮滅火和自冷卻的移動式滅火機器人。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種移動式機器人液氮滅火裝置及其滅火方法，將移動機器人與避火消防服相結(jié)合實現(xiàn)了機器人替代人類進(jìn)入高溫危險空間；移動式機器人與液氮滅火劑相結(jié)合實現(xiàn)了自增壓和高溫現(xiàn)場的自冷卻功能，保護(hù)移動式機器人不受火場高溫的影響，同時實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控滅火。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種移動式機器人液氮滅火裝置，包括機器人，還包括液氮滅火模塊，所述液氮滅火模塊通過快速裝卸機構(gòu)設(shè)置在所述機器人背部上面；所述液氮滅火模塊包括液氮儲罐，為了實現(xiàn)液氮儲罐自增壓和使設(shè)備免受火場高溫對機器人本體的影響，所述液氮儲罐上設(shè)有噴射模塊和能夠自動給液氮儲罐增壓又同時能給機器人本體降溫的自增壓制冷模塊；為了阻隔火場外的高溫、同時保證本體周圍經(jīng)液氮汽化吸熱而降溫后的空氣不流失，在機器人、液氮滅火模塊外部罩有與之體形相適的避火消防服，避火消防服穿戴后內(nèi)部形成一個封閉的空間利用自增壓制冷模塊對封閉空間進(jìn)行有效的降溫；所述機器人上設(shè)有用于感知火場態(tài)勢的測控機構(gòu)；所述液氮儲罐上設(shè)有用于操控液氮滅火的總控裝置；還包括無線聯(lián)接總控裝置和測控機構(gòu)的場外操控平臺；為了保證液氮能夠快速且集中的定點噴射，所述噴射模塊包括安裝在液氮儲罐上的液氮噴射控制閥、安裝在液氮噴射控制閥上的液氮噴管；所述液氮噴射控制閥連接有一根深入液氮儲罐內(nèi)的出液管；所述總控裝置安裝在液氮儲罐上，總控裝置分別與自增壓制冷模塊、噴射模塊電連接；所述總控裝置通過機器人供電；為保證機器人適配多種場景，同時提供全方位防護(hù)，所述機器人還包括行走機構(gòu)；所述避火消防服為連體式，下部適配機器人的行走機構(gòu)；為了保證液氮儲罐所儲存的液氮量無損耗及安全，所述液氮儲罐上還設(shè)有制冷機和泄壓閥。

3、進(jìn)一步的，為了實現(xiàn)液氮儲罐循環(huán)自增壓和設(shè)備自降溫免受高溫影響，所述自增壓制冷模塊包括安裝在液氮儲罐尾端的液氮增壓閥、安裝在液氮儲罐上面的自增壓控制閥、液氮增壓閥與自增壓控制閥之間連接有自增壓冷卻管；所述自增壓冷卻管管體沿著快速裝卸機構(gòu)與液氮儲罐結(jié)合處環(huán)繞設(shè)置。

4、進(jìn)一步的，為快捷更換液氮滅火模塊，所述快速裝卸機構(gòu)包括底座、滑槽、與滑槽對應(yīng)的滑軌，所述滑槽與滑軌之間設(shè)有鎖定機構(gòu)；所述液氮儲罐橫向水平安裝在底座上，滑軌安裝在底座底部，滑槽安裝在機器人背部上。

5、更進(jìn)一步的，為提高設(shè)備自降溫功能，所述自增壓冷卻管沿液氮儲罐與底座之間環(huán)繞且不少于一圈；所述自增壓冷卻管上設(shè)有吸熱翅片。

6、一種移動式機器人液氮滅火裝置的滅火方法，包括以下步驟：

7、s1.現(xiàn)場準(zhǔn)備工作：首先打開避火消防服將其穿戴在機器人上，液氮滅火模塊通過快速裝卸機構(gòu)安裝在機器人上，主控裝置與機器人的供電系統(tǒng)相連接，關(guān)閉液氮儲罐上的制冷機，打開液氮增壓閥，把避火消防服完全套在液氮滅火模塊、機器人本體上并貼合固定好，穿戴好避火消防服其內(nèi)部形成一個封閉空間；

8、s2.進(jìn)入火場：場外人員利用場外操控平臺通過主控裝置無線操控液氮儲罐上的所有閥的啟閉，操控機器人進(jìn)入火場，機器人進(jìn)入火場過程中液氮儲罐內(nèi)的液氮進(jìn)入到自增壓冷卻管內(nèi)，自增壓冷卻管管體沿著底座與液氮儲罐結(jié)合處環(huán)繞設(shè)置，通過設(shè)置在自增壓冷卻管上的吸熱翅片吸熱加速汽化，對封閉的空間進(jìn)行降溫；

9、s3.降溫與自增壓：機器人進(jìn)入火場，打開自增壓控制閥，遇高溫自增壓冷卻管內(nèi)的液氮汽化加劇，自增壓冷卻管連通在液氮儲罐上，液氮汽化后的氮氣沿自增壓冷卻管進(jìn)入到液氮儲罐內(nèi)增壓，液氮增壓閥不關(guān)閉液氮持續(xù)輸出汽化并循環(huán)增壓，吸熱翅片同時對機器人產(chǎn)生的熱量以及外部傳導(dǎo)的熱輻射進(jìn)行吸收，維持封閉空間和機器人溫度在安全范圍；

10、s4.噴射液氮滅火：到達(dá)火源點，液氮儲罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定值或遠(yuǎn)程打開液氮噴射控制閥，通過液氮噴管將液氮儲罐內(nèi)的液氮噴向火源點進(jìn)行滅火動作；

11、s5.更換液氮滅火模塊：在液氮消耗完畢后，操控機器人返回火場外部，通過快速裝卸機構(gòu)取下液氮滅火模塊，更換新的液氮滅火模塊，按之前步驟操控機器人進(jìn)入火場進(jìn)行循環(huán)滅火工作，直至完成滅火工作，能夠布置多組機器人參與滅火。

12、s6.液氮滅火模塊平常常備存儲時，通過液氮滅火模塊的制冷機實現(xiàn)制冷，保障液氮因環(huán)境溫度熱交換氣化后重新液化，液氮滅火模塊常備存儲時需外接電源供電，運輸過程中通過交通工具設(shè)備供電。

13、本發(fā)明的有益效果是：移動式機器人與液氮滅火劑相結(jié)合實現(xiàn)了自增壓和高溫現(xiàn)場的自冷卻功能，保護(hù)移動式機器人不受火場高溫的影響，同時實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控滅火；自增壓制冷模塊利用液氮自身在汽化過程中體積膨脹和吸熱的特性，在滅火過程中一是為液氮罐持續(xù)提供噴射壓力，二是在汽化過程中吸收熱量為設(shè)備自身進(jìn)行冷卻降溫，為了進(jìn)一步減小高溫對機器人的影響，在機器人與液氮滅火模塊結(jié)合體外罩有與之外形相適配的避火消防服，進(jìn)一步減小高溫對設(shè)備的影響；同時形成一個封閉的空間，避火消防服下半部如同褲子一樣可以套在四足機器狗行走機構(gòu)上，自增壓冷卻管在封閉空間內(nèi)持續(xù)吸收熱量，實現(xiàn)自增壓的同時提供降溫冷卻功能，同時避火消防服可對內(nèi)部降溫后的封閉空間進(jìn)行保溫并阻隔外部高溫，保護(hù)機器人液氮滅火裝置的正常運轉(zhuǎn)，本發(fā)明將移動機器人與避火消防服相結(jié)合實現(xiàn)了機器人替代人類進(jìn)入高溫危險空間；本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡單緊湊，行進(jìn)作業(yè)安全穩(wěn)定性高，拆裝方便，操作方便。

技術(shù)特征：

1.一種移動式機器人液氮滅火裝置，包括機器人，其特征在于：還包括液氮滅火模塊，所述液氮滅火模塊通過快速裝卸機構(gòu)設(shè)置在所述機器人背部上面；所述液氮滅火模塊包括液氮儲罐，所述液氮儲罐上設(shè)有噴射模塊和自增壓制冷模塊；在機器人、液氮滅火模塊外部罩有與之體形相適的避火消防服；所述機器人上設(shè)有用于感知火場態(tài)勢的測控機構(gòu)；所述液氮儲罐上設(shè)有用于操控液氮滅火的總控裝置；還包括無線聯(lián)接總控裝置和測控機構(gòu)的場外操控平臺；所述噴射模塊包括安裝在液氮儲罐上的液氮噴射控制閥、安裝在液氮噴射控制閥上的液氮噴管；所述液氮噴射控制閥連接有一根深入液氮儲罐內(nèi)的出液管；所述總控裝置安裝在液氮儲罐上，總控裝置分別與自增壓制冷模塊、噴射模塊電連接；所述總控裝置通過機器人供電；所述機器人還包括行走機構(gòu)；所述避火消防服為連體式，下部單獨適配機器人的行走機構(gòu)；所述液氮儲罐上還設(shè)有制冷機和泄壓閥。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式機器人液氮滅火裝置，其特征在于：所述自增壓制冷模塊包括安裝在液氮儲罐尾端的液氮增壓閥、安裝在液氮儲罐上面的自增壓控制閥、液氮增壓閥與自增壓控制閥之間連接有自增壓冷卻管；所述自增壓冷卻管管體沿著快速裝卸機構(gòu)與液氮儲罐結(jié)合處環(huán)繞設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種移動式機器人液氮滅火裝置，其特征在于：所述快速裝卸機構(gòu)包括底座、滑槽、與滑槽對應(yīng)的滑軌，所述滑槽與滑軌之間設(shè)有鎖定機構(gòu)；所述液氮儲罐橫向水平安裝在底座上，滑軌安裝在底座底部，滑槽安裝在機器人背部上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種移動式機器人液氮滅火裝置，其特征在于：所述自增壓冷卻管沿液氮儲罐與底座之間環(huán)繞且不少于一圈；所述自增壓冷卻管上設(shè)有吸熱翅片。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種移動式機器人液氮滅火裝置的滅火方法，其特征在于：包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及消防設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種移動式機器人液氮滅火裝置及其滅火方法，包括機器人、液氮滅火模塊，所述液氮滅火模塊通過快速裝卸機構(gòu)設(shè)置在機器人背部上面；所述液氮滅火模塊包括液氮儲罐，所述液氮儲罐上設(shè)有噴射模塊和自增壓制冷模塊；在機器人、液氮滅火模塊外部罩有與之體形相適的避火消防服；所述機器人上設(shè)有測控機構(gòu)；所述液氮儲罐上設(shè)有總控裝置；還包括可無線聯(lián)接總控裝置和測控機構(gòu)的場外操控平臺。本發(fā)明將移動機器人與避火消防服相結(jié)合實現(xiàn)機器人替代人類進(jìn)入高溫危險空間；移動式機器人與液氮滅火劑相結(jié)合實現(xiàn)了自增壓和高溫現(xiàn)場的自冷卻功能，保護(hù)移動式機器人不受火場高溫的影響，同時實現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控滅火。

技術(shù)研發(fā)人員：馮毅,余高峰,譚慶秋,許新兵,陳瑞蓮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣東銳捷安全技術(shù)股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10