軌道式自動消防炮及其自動尋址定位方法
2023-05-21 03:33:46 1
專利名稱：軌道式自動消防炮及其自動尋址定位方法
技術領域：
本發明屬於消防設備技術領域，具體涉及到一種軌道式自動消防炮及其自動 尋址定位方法。技術背景專利申請號200420105184,X移動式消防炮主要由底板、炮體、轉動體、噴 嘴、活動支架組成。移動式消防炮的移動是指消防炮不需固定安裝在支架上，可 以通過活動支架在需求場所進行現場安裝，這樣勢必會造成當有火警出現時，撲 救的響應時間過長；專利申請號03252356.4是一種自動消防炮，它由炮體和控 制系統二部分組成。而一種自動消防炮是通過法蘭固定安裝在支架上，在設定監 控的空間範圍內由計算機自動控制消防炮進行火焰識別、火焰空間定位和自動開 闠噴水、撲滅火焰，由於法蘭的固定，使得撲救範圍的縮小。 發明內容本發明提供一種軌道式自動消防炮及其自動尋址定位方法，通過電機控制模 塊實現移動車水平運動，上取水口推進電機完成消防炮和供水管道對接動作，自 動消防炮上、下、左、右運動的控制。傳感器信號採集模塊負責採集上取水口地 址編碼、定位傳感器以及對接傳感器信息。信息處理器模塊通過通訊模塊接收、 發送相關控制命令和狀態信息，接收傳感器信號採集模塊發來的數據，進行分析、 判斷軌道式自動消防炮的當前運動狀態，為移動車再次運動提供依據。電動閥控 制模塊負責電動蝶閥的打開、關閉控制，並採集電動蝶閥的開極限、關極限信號。本發明的技術方案如下軌道式自動消防炮，包括有軌道、移動車、對接取水口、消防炮和控制設備 組成，其特徵在於所述的水管上安裝有多處上取水口，上取水口與水管之間安裝 控制閥門，所述的水管上取水口下方為軌道，軌道上置移動車，移動車上載有對接取水口，所述的對接取水口與接水管滑動密封連接，所述的對接取水口與安裝 於移動車上的推進電機的移動端固定連接，所述的接水管下端連接有消防炮進水 埠；所述的對接取水口上安裝有霍爾式接近開關，所述的移動車上安裝有排列 一列的三隻紅外對射傳感器，中間的一隻用來設別地址編碼信息，兩端的另外兩 只用來定位，所述的各個上取水口下方的軌道段分別安裝有齒片結構不同的地址 編碼遮擋齒片與定位遮擋片，所述的定位遮擋片位於各個取水口的正下方，地址 編碼遮擋齒片分列於定位遮擋片二側，位於所述的移動車上的三隻紅外對射傳感 器的紅外光路中，所述的三個紅外對射傳感器排列的長度與定位遮擋片的長度相 等。所述的軌道式自動消防炮，其特徵在於所述的上取水口上安裝有密封圈，上 取水口與對接取水口的對接處分別有導向面。所述的軌道式自動消防炮的自動尋址定位方法，其特徵在於當移動車移動 時，安裝於軌道上的地址編碼遮擋齒片會遮擋排在中間的紅外對射傳感器，當移 動車經過定位遮擋片兩側的地址編碼遮擋齒片時，該紅外對射傳感器的發射端和 接收端之間的光路會被遮擋，從紅外對射傳感器的接收端採集到地址編碼信息， 各地址編碼遮擋齒片結構不同，且各地址編碼遮擋齒片對應的地址編碼信息呈大 小次序排列，依據目標地址編碼及採集得到的地址編碼信息可以判定移動車在軌 道上的位置，並控制移動車的移動方向，當移動車運行到上取水口正下方時， 定位遮擋片正好擋住三個紅外對射傳感器，這時表示對接取水口與上取水口處於 同一軸線上，即可控制推進電機將對接取水口與上取水口對接，當霍爾式接近開 關檢測到上取水口的金屬底座後，表示對接成功。所述的控制設備由電機控制模塊、傳感器信號採集模塊、信息處理控制模塊、 通訊模塊、電動閥控制模塊組成。本發明的軌道式自動消防炮可以適用水和泡沫滅火介質，但一般使用水作為 滅火介質。本發明的軌道式自動消防炮的工作流程，特徵在於信息處理模塊接收到由 通訊模塊轉發出的運動指令和目標取水口地址指令後，由傳感器信號採集模塊採 集當前的狀態信息對接取水口是否在對接狀態，移動車當前停止的位置地址。 當對接取水口處於對接狀態，需要把對接取水口脫離開後，再發出移動車運動指令。分析當前移動車的位置地址，如果當前地址編碼比目標地址編碼大，則向後 運動，反之向前運動，這樣移動車可以停留在軌道上任何位置，可以減少移動車 的運行時間。移動車運動指令發出後，傳感器信號採集模塊開始時時採集每次經 過取水口的地址編碼，當移動車運行到目標地址後，傳感器信號採集模塊又開始 採集取水口定位信息，當上取水口和對接取水口中心線重疊後，移動車停止運動， 推進電機控制對接取水口開始上升運動，直到與上取水口完全對接後停止。接著 炮體開始掃描、尋找火源，成功定位後，處理控制模塊通過通訊模塊分別向控制 室和電動閥控制模塊發出成功找到火源信息，控制室發出啟泵命令，電動閥控制 模塊發出打開電動閥命令，直到火源被撲滅，此流程結束。與現有的消防炮相比較，本發明軌道式自動消防炮具有以下特點-1、 本發明軌道式自動消防炮中，移動車載著炮體在軌道上運動，每套軌道式自動消防炮包含有一個對接取水口和多個上取水口 ，通過取水口地址傳感器， 三個紅外對射傳感器，自動實現了一個炮體有多個位置可以獲得液體滅火介質。 這種完全自動的控制方式在控制系統收到火警信號後，直接運動到目標取水口 ， 完成對接，可以大大縮短響應時間。2、 多個對接取水口對應一臺消防炮的配置，與自動消防炮固定在單個法蘭 上相比，大大的增加了炮體的保護範圍；而且還可以在最靠近火源的地方進行定 點滅火。3、 上取水口與對接取水口之間的連接採用了插入方式，也就是對接取水口 通過推進電機向上運動，把上取水口完全嵌入到對接取水口腔體中，兩個取水口 的接觸面含有密封圈，又由於鋼金屬在短距離受力不易變形的特點，使得炮體在 正常噴射中，兩個取水口不會脫離，對接處不會有滅火介質洩漏，從而不會對炮 體的噴射距離產生影響。本發明的消防炮特別適用高架倉庫、洞車庫、隧道、地鐵等狹長空間場所的 火災安全監控和撲救。使用安全方便、系統控制靈活機動，可以極大地提高早期 火災撲救的自動化水平。
圖1:軌道側視圖。圖2:軌道式自動消防炮截面視圖。圖3:對接取水口截面視圖。圖4:移動車截面視圖。圖5:傳感器安裝示意圖。圖6:地址編碼遮擋片(向前運動)。圖7:地址編碼遮擋片(向後運動)。圖8:定位遮擋片與上取水口安裝示意圖。圖9:定位傳感器與對接取水口安裝示意圖。圖10:電機控制模塊。圖ll:信息處理控制模塊。圖12:通訊模塊。圖13:電機控制模塊。圖中l一水管、2 —軌道支架、3 —軌道、4一異徑三通、5—電動蝶閥、6一控制線支架、7 —控制線、8—對接取水口、 9一移動車、IO —連接法蘭、11 一炮體、12—上取水口、 13—對接傳感器、14一接水管、15 —推進電機、16—密 封圈、17 —車輪軸、18 —從齒輪、19_車輪、20—主齒輪、21 —電機、22 —車底 板、23 —車側板、24—紅外傳感器、25—定位遮擋片、26—地址編碼遮擋片。
具體實施例方式以下結合附圖具體說明本發明的實施方式。本實施例中軌道式移動炮包括軌道、移動車、對接取水口、消防炮和控制系統。本實施例中軌道式移動炮的機械結構如下水管1兩側分別穿過軌道支架2，軌道支架2下端用螺栓固定軌道3，水管 1通過異徑三通4與電動蝶閥12相連，電動蝶閥5與上取水口 12則通過螺栓固 定，控制線支架6通過螺栓安裝在軌道支架2的側面，控制線7則吊裝在控制線 支架6的下方。上取水口 12安裝在水管1上，接水管14和推進電機15安裝在車底板22 上，對接傳感器13安裝在對接取水口 8上。推進電機15移動端與對接取水口 8固定連接，並推動其上下滑動。移動車的框架由兩塊車側板23和一塊車底板22構成，在移動車一邊側板上 安裝了電機21、主齒輪20和從齒輪18，電機21通過螺栓與主齒輪20相連，主 齒輪20與從齒輪18咬合，車輪軸17則通過平鍵固定在從齒輪18上，四個車輪 19分別固定在兩個車輪軸17的兩側。紅外傳感器24共有3隻紅外對射傳感器，分別安裝在移動車9上，地址編 碼遮擋片26分別安裝在上取水口 12的兩側，定位遮擋片安裝在上取水口 12的 正下方。本實施例中軌道式移動炮的電路設計如下電機控制模塊圖5 U12第2腳分別與C26和電機MG1的一腳相連，U12第1 腳與C26另一腳相連，U12的第10腳分別與C27和電機MG1的一腳相連，U12 的第11腳與C27的另一腳相連，U12第6腳、C24和D4 —腳與電源VDD相連， R13、 C24、 D4的另一腳與GND相連，U12的第3、 4、 5、 8腳分別與Ul的5、 6、 7、 8腳相連。處理控制模塊圖6 Ul的32 — 39腳分別與U3的23 — 28、 1、 2腳相連。Ul 的30、 28、 17、 16、 12、 27腳分別與U3的3—6、 16、 17腳相連。Ul的l一4 腳分別與U2的1、 2、 6、 5相連。U2的3、 8腳，Ul的40、 31腳，U3的22、 29、 11、 12腳，Rl的一腳，R2的一腳都連接到VCC上。U2的7腳，Ul的9腳和R7 的一腳連接在一起。Ul的18腳，Yl的一腳C5的一腳連接在一起。Ul的19腳， Yl的另一腳和C6的一腳連接在一起。U3的9腳，C7的一腳，Y2的一腳連接在 一起。U3的10腳，Y2的另一腳，C8的一腳連接在一起。U3的20腳，R2的一 腳，R3的一腳連接在一起。Ul的20腳，U2的4腳,U3的8、 15、 22腳，還有C5、 C6、 C7、 C8、 R3的另一腳都與GND相連。通訊模塊圖7 U21的2、 7、 8腳，U22的2腳，R5的一腳與VCC相連。U21 的2腳，U22的7、 8腳，U4的3腳，R8的一腳與VCC—C相連。U21的6腳，R5 的另一腳與Ul的10腳連。R6的一腳與Ul的11腳相連。R6的另一腳與U22的 3腳相連。U21的3腳與R7的一腳相連。R7的另一腳與U4的4腳相連。R8的 另一腳,U22的6腳與U4的1腳相連。U4的8腳月R9的一腳相連。U4的6腳與 Rll的一腳相連。Rll的另一腳，C17的一腳與R10的一腳相連。U4的7腳與R12的一腳相連。R12的另一腳，C16的一腳與R10的另一腳相連。R9的另一腳，U4 的2腳，U22的5腳，C16、 C17的另一腳都連接到GND—C上。U21的5腳連接到 GND上。閥控制模塊圖8 U9A的1腳與R4的一腳相連。U9A的2腳與Ul的21腳相 連。U9B的3腳與R8的一腳相連。U9B的4腳與Ul的22腳相連。R4的另一腳， R8的另一腳與VCC相連。U9A的8腳，D4的1腳，Kl的1腳，U9B的6腳，D5 的1腳，K2的1腳都連接到VCC1上。U9A的7腳，R5的一腳，R6的一腳連接到 一起。R5的另一腳與Ql的B腳相連。Ql的C腳，D4的2腳與Kl的4腳相連。 U9B的5腳，R10的一腳，R9的一腳連接在一起。R9的另一腳與Q2的B腳相連。 Q2的C腳，D5的2腳，K2的4腳連接在一起。Q1的E腳，R6的另一腳，Q2的 E—腳，R10的另一腳都與GND1連接。本實施例中軌道式自動消防炮控制系統由電機控制模塊、傳感器信號採集模 塊、信息處理控制模塊、通訊模塊、電動閥控制模塊。本實施例中軌道式自動消防炮自動控制模式算法流程如下第一步是系統初 始化，檢測定位傳感器、對接傳感器的狀態；第二步是軌道式自動消防炮接受到 火災報警信息，判斷離火源最近是哪個上取水口；第三步是比較當前移動車位置 編碼與目標位置編碼大小，決定移動車的是向前運動，還是向後運動；第四步是 移動車運動過程中，傳感器信號採集模塊時時採集上取水口地址編碼，並判斷是否是目標地址；第五步是運動到目標地址後，傳感器信號採集模塊開始採集定位 傳感器信息，判斷上取水口與對接取水口中心位是否在一條直線上；第六步是定 位成功後，推進電機開始做展開，即對接取水口向上運動，當上取水口完全插入 對接取水口時，對接傳感器輸出信號，信息處理控制模塊，開始啟動炮體掃描火 源；第七步是通過坐標計算，確定炮體的水平和垂直位置，炮體直接運動指定點 位置，發出找到火源信息；第七步是信息處理控制模塊收到火源定位成功信息後， 向電動閥控制模塊發出，開發指令；第八步是炮體對火源進行再次判斷，檢查火 源是否被撲滅，如果撲滅，信息處理控制模塊向電動閥控制模塊發出關閥指令。
權利要求
1、軌道式自動消防炮，包括有軌道、移動車、對接取水口、消防炮和控制設備組成，其特徵在於所述的水管上安裝有多處上取水口，上取水口與水管之間安裝控制閥門，所述的水管上取水口下方為軌道，軌道上置移動車，移動車上載有對接取水口，所述的對接取水口與接水管滑動密封連接，所述的對接取水口與安裝於移動車上的推進電機的移動端固定連接，所述的接水管下端連接有消防炮進水埠；所述的對接取水口上安裝有霍爾式接近開關，所述的移動車上安裝有排列一列的三隻紅外對射傳感器，中間的一隻用來設別地址編碼信息，兩端的另外兩隻用來定位，所述的各個上取水口下方的軌道段分別安裝有齒片結構不同的地址編碼遮擋齒片與定位遮擋片，所述的定位遮擋片位於各個取水口的正下方，地址編碼遮擋齒片分列於定位遮擋片二側，位於所述的移動車上的三隻紅外對射傳感器的紅外光路中，所述的三個紅外對射傳感器排列的長度與定位遮擋片的長度相等。
2、 根據權利要求1所述的軌道式自動消防炮，其特徵在於所述的上取水口 上安裝有密封圈，上取水口與對接取水口的對接處分別有導向面。
3、 根據權利要求l所述的軌道式自動消防炮的自動尋址定位方法，其特徵 在於當移動車移動時，安裝於軌道上的地址編碼遮擋齒片會遮擋排在 中間的紅外對射傳感器，當移動車經過定位遮擋片兩側的地址編碼遮擋 齒片時，該紅外對射傳感器的發射端和接收端之間的光路會被遮擋，從 紅外對射傳感器的接收端採集到地址編碼信息，各地址編碼遮擋齒片結 構不同，且各地址編碼遮擋齒片對應的地址編碼信息呈大小次序排列， 依據目標地址編碼及採集得到的地址編碼信息可以判定移動車在軌道上 的位置，並控制移動車的移動方向，當移動車運行到上取水口正下方時， 定位遮擋片正好擋住三個紅外對射傳感器，這時表示對接取水口與上取 水口處於同一軸線上，即可控制推進電機將對接取水口與上取水口對接， 當霍爾式接近開關檢測到上取水口的金屬底座後，表示對接成功。
全文摘要
本發明是一種軌道式自動消防炮及其自動尋址定位方法，包括有軌道、移動車、對接取水口、消防炮和控制設備組成，水管上安裝有多處上取水口，移動車上載有對接取水口，移動車上安裝有排列一列的三隻紅外對射傳感器，中間的一隻用來設別地址編碼信息，兩端的另外兩隻用來定位，所述的各個上取水口下方的軌道段分別安裝有齒片結構不同的地址編碼遮擋齒片與定位遮擋片。本發明可以實現自動尋址定位，除具備固定式自動消防炮滅火系統的性能外，它能在最靠近火源的地方進行定點滅火，使有效噴射強度大大增加。特別適合在狹長空間內進行防火、滅火，如高架倉庫、洞車庫、隧道、地鐵等場所使用。
文檔編號A62C31/02GK101332345SQ200810021140
公開日2008年12月31日 申請日期2008年7月25日 優先權日2008年7月25日
發明者丁繼恆, 兵 馮, 劉炳海, 吳龍標, 亮 孫, 張克年, 王大軍 申請人:合肥科大立安安全技術有限責任公司