CN101332345A - 轨道式自动消防炮及其自动寻址定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种轨道式自动消防炮及其自动寻址定位方法，包括有轨道、移动车、对接取水口、消防炮和控制设备组成，水管上安装有多处上取水口，移动车上载有对接取水口，移动车上安装有排列一列的三只红外对射传感器，中间的一只用来设别地址编码信息，两端的另外两只用来定位，所述的各个上取水口下方的轨道段分别安装有齿片结构不同的地址编码遮挡齿片与定位遮挡片。本发明可以实现自动寻址定位，除具备固定式自动消防炮灭火系统的性能外，它能在最靠近火源的地方进行定点灭火，使有效喷射强度大大增加。特别适合在狭长空间内进行防火、灭火，如高架仓库、洞车库、隧道、地铁等场所使用。

Description

轨道式自动消防炮及其自动寻址定位方法

技术领域

本发明属于消防设备技术领域，具体涉及到一种轨道式自动消防炮及其自动寻址定位方法。

技术背景

专利申请号200420105184.X移动式消防炮主要由底板、炮体、转动体、喷嘴、活动支架组成。移动式消防炮的移动是指消防炮不需固定安装在支架上，可以通过活动支架在需求场所进行现场安装，这样势必会造成当有火警出现时，扑救的响应时间过长；专利申请号03252356.4是一种自动消防炮，它由炮体和控制系统二部分组成。而一种自动消防炮是通过法兰固定安装在支架上，在设定监控的空间范围内由计算机自动控制消防炮进行火焰识别、火焰空间定位和自动开阀喷水、扑灭火焰，由于法兰的固定，使得扑救范围的缩小。

发明内容

本发明提供一种轨道式自动消防炮及其自动寻址定位方法，通过电机控制模块实现移动车水平运动，上取水口推进电机完成消防炮和供水管道对接动作，自动消防炮上、下、左、右运动的控制。传感器信号采集模块负责采集上取水口地址编码、定位传感器以及对接传感器信息。信息处理器模块通过通讯模块接收、发送相关控制命令和状态信息，接收传感器信号采集模块发来的数据，进行分析、判断轨道式自动消防炮的当前运动状态，为移动车再次运动提供依据。电动阀控制模块负责电动蝶阀的打开、关闭控制，并采集电动蝶阀的开极限、关极限信号。

本发明的技术方案如下：

轨道式自动消防炮，包括有轨道、移动车、对接取水口、消防炮和控制设备组成，其特征在于所述的水管上安装有多处上取水口，上取水口与水管之间安装控制阀门，所述的水管上取水口下方为轨道，轨道上置移动车，移动车上载有对接取水口，所述的对接取水口与接水管滑动密封连接，所述的对接取水口与安装于移动车上的推进电机的移动端固定连接，所述的接水管下端连接有消防炮进水端口；所述的对接取水口上安装有霍尔式接近开关，所述的移动车上安装有排列一列的三只红外对射传感器，中间的一只用来设别地址编码信息，两端的另外两只用来定位，所述的各个上取水口下方的轨道段分别安装有齿片结构不同的地址编码遮挡齿片与定位遮挡片，所述的定位遮挡片位于各个取水口的正下方，地址编码遮挡齿片分列于定位遮挡片二侧，位于所述的移动车上的三只红外对射传感器的红外光路中，所述的三个红外对射传感器排列的长度与定位遮挡片的长度相等。

所述的轨道式自动消防炮，其特征在于所述的上取水口上安装有密封圈，上取水口与对接取水口的对接处分别有导向面。

所述的轨道式自动消防炮的自动寻址定位方法，其特征在于：当移动车移动时，安装于轨道上的地址编码遮挡齿片会遮挡排在中间的红外对射传感器，当移动车经过定位遮挡片两侧的地址编码遮挡齿片时，该红外对射传感器的发射端和接收端之间的光路会被遮挡，从红外对射传感器的接收端采集到地址编码信息，各地址编码遮挡齿片结构不同，且各地址编码遮挡齿片对应的地址编码信息呈大小次序排列，依据目标地址编码及采集得到的地址编码信息可以判定移动车在轨道上的位置，并控制移动车的移动方向，当移动车运行到上取水口正下方时，定位遮挡片正好挡住三个红外对射传感器，这时表示对接取水口与上取水口处于同一轴线上，即可控制推进电机将对接取水口与上取水口对接，当霍尔式接近开关检测到上取水口的金属底座后，表示对接成功。

所述的控制设备由电机控制模块、传感器信号采集模块、信息处理控制模块、通讯模块、电动阀控制模块组成。

本发明的轨道式自动消防炮可以适用水和泡沫灭火介质，但一般使用水作为灭火介质。

本发明的轨道式自动消防炮的工作流程，特征在于：信息处理模块接收到由通讯模块转发出的运动指令和目标取水口地址指令后，由传感器信号采集模块采集当前的状态信息：对接取水口是否在对接状态，移动车当前停止的位置地址。当对接取水口处于对接状态，需要把对接取水口脱离开后，再发出移动车运动指令。分析当前移动车的位置地址，如果当前地址编码比目标地址编码大，则向后运动，反之向前运动，这样移动车可以停留在轨道上任何位置，可以减少移动车的运行时间。移动车运动指令发出后，传感器信号采集模块开始时时采集每次经过取水口的地址编码，当移动车运行到目标地址后，传感器信号采集模块又开始采集取水口定位信息，当上取水口和对接取水口中心线重叠后，移动车停止运动，推进电机控制对接取水口开始上升运动，直到与上取水口完全对接后停止。接着炮体开始扫描、寻找火源，成功定位后，处理控制模块通过通讯模块分别向控制室和电动阀控制模块发出成功找到火源信息，控制室发出启泵命令，电动阀控制模块发出打开电动阀命令，直到火源被扑灭，此流程结束。

与现有的消防炮相比较，本发明轨道式自动消防炮具有以下特点：

1、本发明轨道式自动消防炮中，移动车载着炮体在轨道上运动，每套轨道式自动消防炮包含有一个对接取水口和多个上取水口，通过取水口地址传感器，三个红外对射传感器，自动实现了一个炮体有多个位置可以获得液体灭火介质。这种完全自动的控制方式在控制系统收到火警信号后，直接运动到目标取水口，完成对接，可以大大缩短响应时间。

2、多个对接取水口对应一台消防炮的配置，与自动消防炮固定在单个法兰上相比，大大的增加了炮体的保护范围；而且还可以在最靠近火源的地方进行定点灭火。

3、上取水口与对接取水口之间的连接采用了插入方式，也就是对接取水口通过推进电机向上运动，把上取水口完全嵌入到对接取水口腔体中，两个取水口的接触面含有密封圈，又由于钢金属在短距离受力不易变形的特点，使得炮体在正常喷射中，两个取水口不会脱离，对接处不会有灭火介质泄漏，从而不会对炮体的喷射距离产生影响。

本发明的消防炮特别适用高架仓库、洞车库、隧道、地铁等狭长空间场所的火灾安全监控和扑救。使用安全方便、系统控制灵活机动，可以极大地提高早期火灾扑救的自动化水平。

附图说明：

图1：轨道侧视图。

图2：轨道式自动消防炮截面视图。

图3：对接取水口截面视图。

图4：移动车截面视图。

图5：传感器安装示意图。

图6：地址编码遮挡片(向前运动)。

图7：地址编码遮挡片(向后运动)。

图8：定位遮挡片与上取水口安装示意图。

图9：定位传感器与对接取水口安装示意图。

图10：电机控制模块。

图11：信息处理控制模块。

图12：通讯模块。

图13：电机控制模块。

图中：1-水管、2-轨道支架、3-轨道、4-异径三通、5-电动蝶阀、6-控制线支架、7-控制线、8-对接取水口、9-移动车、10-连接法兰、11-炮体、12-上取水口、13-对接传感器、14-接水管、15-推进电机、16-密封圈、17-车轮轴、18-从齿轮、19-车轮、20-主齿轮、21-电机、22-车底板、23-车侧板、24-红外传感器、25-定位遮挡片、26-地址编码遮挡片。

具体实施方式：

以下结合附图具体说明本发明的实施方式。

本实施例中轨道式移动炮包括轨道、移动车、对接取水口、消防炮和控制系统。

本实施例中轨道式移动炮的机械结构如下：

水管1两侧分别穿过轨道支架2，轨道支架2下端用螺栓固定轨道3，水管1通过异径三通4与电动蝶阀12相连，电动蝶阀5与上取水口12则通过螺栓固定，控制线支架6通过螺栓安装在轨道支架2的侧面，控制线7则吊装在控制线支架6的下方。

上取水口12安装在水管1上，接水管14和推进电机15安装在车底板22上，对接传感器13安装在对接取水口8上。推进电机15移动端与对接取水口8固定连接，并推动其上下滑动。

移动车的框架由两块车侧板23和一块车底板22构成，在移动车一边侧板上安装了电机21、主齿轮20和从齿轮18，电机21通过螺栓与主齿轮20相连，主齿轮20与从齿轮18咬合，车轮轴17则通过平键固定在从齿轮18上，四个车轮19分别固定在两个车轮轴17的两侧。

红外传感器24共有3只红外对射传感器，分别安装在移动车9上，地址编码遮挡片26分别安装在上取水口12的两侧，定位遮挡片安装在上取水口12的正下方。

本实施例中轨道式移动炮的电路设计如下：

电机控制模块图5U12第2脚分别与C26和电机MG1的一脚相连，U12第1脚与C26另一脚相连，U12的第10脚分别与C27和电机MG1的一脚相连，U12的第11脚与C27的另一脚相连，U12第6脚、C24和D4一脚与电源VDD相连，R13、C24、D4的另一脚与GND相连，U12的第3、4、5、8脚分别与U1的5、6、7、8脚相连。

处理控制模块图6U1的32-39脚分别与U3的23-28、1、2脚相连。U1的30、28、17、16、12、27脚分别与U3的3-6、16、17脚相连。U1的1-4脚分别与U2的1、2、6、5相连。U2的3、8脚，U1的40、31脚，U3的22、29、11、12脚，R1的一脚，R2的一脚都连接到VCC上。U2的7脚，U1的9脚和R7的一脚连接在一起。U1的18脚，Y1的一脚C5的一脚连接在一起。U1的19脚，Y1的另一脚和C6的一脚连接在一起。U3的9脚，C7的一脚，Y2的一脚连接在一起。U3的10脚，Y2的另一脚，C8的一脚连接在一起。U3的20脚，R2的一脚，R3的一脚连接在一起。U1的20脚，U2的4脚，U3的8、15、22脚，还有C5、C6、C7、C8、R3的另一脚都与GND相连。

通讯模块图7U21的2、7、8脚，U22的2脚，R5的一脚与VCC相连。U21的2脚，U22的7、8脚，U4的3脚，R8的一脚与VCC C相连。U21的6脚，R5的另一脚与U1的10脚连。R6的一脚与U1的11脚相连。R6的另一脚与U22的3脚相连。U21的3脚与R7的一脚相连。R7的另一脚与U4的4脚相连。R8的另一脚，U22的6脚与U4的1脚相连。U4的8脚月R9的一脚相连。U4的6脚与R11的一脚相连。R11的另一脚，C17的一脚与R10的一脚相连。U4的7脚与R12的一脚相连。R12的另一脚，C16的一脚与R10的另一脚相连。R9的另一脚，U4的2脚，U22的5脚，C16、C17的另一脚都连接到GND_C上。U21的5脚连接到GND上。

阀控制模块图8U9A的1脚与R4的一脚相连。U9A的2脚与U1的21脚相连。U9B的3脚与R8的一脚相连。U9B的4脚与U1的22脚相连。R4的另一脚，R8的另一脚与VCC相连。U9A的8脚，D4的1脚，K1的1脚，U9B的6脚，D5的1脚，K2的1脚都连接到VCC1上。U9A的7脚，R5的一脚，R6的一脚连接到一起。R5的另一脚与Q1的B脚相连。Q1的C脚，D4的2脚与K1的4脚相连。U9B的5脚，R10的一脚，R9的一脚连接在一起。R9的另一脚与Q2的B脚相连。Q2的C脚，D5的2脚，K2的4脚连接在一起。Q1的E脚，R6的另一脚，Q2的E一脚，R10的另一脚都与GND1连接。

本实施例中轨道式自动消防炮控制系统由电机控制模块、传感器信号采集模块、信息处理控制模块、通讯模块、电动阀控制模块。

本实施例中轨道式自动消防炮自动控制模式算法流程如下：第一步是系统初始化，检测定位传感器、对接传感器的状态；第二步是轨道式自动消防炮接受到火灾报警信息，判断离火源最近是哪个上取水口；第三步是比较当前移动车位置编码与目标位置编码大小，决定移动车的是向前运动，还是向后运动；第四步是移动车运动过程中，传感器信号采集模块时时采集上取水口地址编码，并判断是否是目标地址；第五步是运动到目标地址后，传感器信号采集模块开始采集定位传感器信息，判断上取水口与对接取水口中心位是否在一条直线上；第六步是定位成功后，推进电机开始做展开，即对接取水口向上运动，当上取水口完全插入对接取水口时，对接传感器输出信号，信息处理控制模块，开始启动炮体扫描火源；第七步是通过坐标计算，确定炮体的水平和垂直位置，炮体直接运动指定点位置，发出找到火源信息；第七步是信息处理控制模块收到火源定位成功信息后，向电动阀控制模块发出，开发指令；第八步是炮体对火源进行再次判断，检查火源是否被扑灭，如果扑灭，信息处理控制模块向电动阀控制模块发出关阀指令。

Claims (3)

1、轨道式自动消防炮，包括有轨道、移动车、对接取水口、消防炮和控制设备组成，其特征在于所述的水管上安装有多处上取水口，上取水口与水管之间安装控制阀门，所述的水管上取水口下方为轨道，轨道上置移动车，移动车上载有对接取水口，所述的对接取水口与接水管滑动密封连接，所述的对接取水口与安装于移动车上的推进电机的移动端固定连接，所述的接水管下端连接有消防炮进水端口；所述的对接取水口上安装有霍尔式接近开关，所述的移动车上安装有排列一列的三只红外对射传感器，中间的一只用来设别地址编码信息，两端的另外两只用来定位，所述的各个上取水口下方的轨道段分别安装有齿片结构不同的地址编码遮挡齿片与定位遮挡片，所述的定位遮挡片位于各个取水口的正下方，地址编码遮挡齿片分列于定位遮挡片二侧，位于所述的移动车上的三只红外对射传感器的红外光路中，所述的三个红外对射传感器排列的长度与定位遮挡片的长度相等。

2、根据权利要求1所述的轨道式自动消防炮，其特征在于所述的上取水口上安装有密封圈，上取水口与对接取水口的对接处分别有导向面。

3、根据权利要求1所述的轨道式自动消防炮的自动寻址定位方法，其特征在于：当移动车移动时，安装于轨道上的地址编码遮挡齿片会遮挡排在中间的红外对射传感器，当移动车经过定位遮挡片两侧的地址编码遮挡齿片时，该红外对射传感器的发射端和接收端之间的光路会被遮挡，从红外对射传感器的接收端采集到地址编码信息，各地址编码遮挡齿片结构不同，且各地址编码遮挡齿片对应的地址编码信息呈大小次序排列，依据目标地址编码及采集得到的地址编码信息可以判定移动车在轨道上的位置，并控制移动车的移动方向，当移动车运行到上取水口正下方时，定位遮挡片正好挡住三个红外对射传感器，这时表示对接取水口与上取水口处于同一轴线上，即可控制推进电机将对接取水口与上取水口对接，当霍尔式接近开关检测到上取水口的金属底座后，表示对接成功。

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