CN109173122A

CN109173122A - 一种全自动轮式灭火装置

Info

Publication number: CN109173122A
Application number: CN201811023586.8A
Authority: CN
Inventors: 徐火柳
Original assignee: Guangzhou Jufeng Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Jufeng Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2019-01-11

Abstract

本发明提供了一种全自动轮式灭火装置，包括消防车和与消防车连接的车辆控制系统，所述消防车上设置有抢险器材区和灭火系统，所述抢险器材区设置在所述消防车两侧，并放置有多种抢险救援器材，所述灭火系统设置在消防车后部，所述灭火系统包括压力容器罐和压力气瓶，所述压力容器罐内充装有泡沫水混合液，所述压力气瓶内充装有压缩气体，所述压力气瓶通过气体输送管路和所述压力容器罐相连接，所述压力容器罐连接有灭火枪，所述车辆控制系统用于控制消防车移动。本发明的有益效果为：提供了一种全自动轮式灭火装置，提高了灭火能力，实现了消防车自主移动。

Description

一种全自动轮式灭火装置

技术领域

本发明涉及灭火技术领域，具体涉及一种全自动轮式灭火装置。

背景技术

一方面，现有老城区中，进出通道狭窄，大型消防车无法进入，另一方面，火场危险，目前的消防车无法进行自动控制。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种全自动轮式灭火装置。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

提供了一种全自动轮式灭火装置，包括消防车和与消防车连接的车辆控制系统，所述消防车上设置有抢险器材区和灭火系统，所述抢险器材区设置在所述消防车两侧，并放置有多种抢险救援器材，所述灭火系统设置在消防车后部，所述灭火系统包括压力容器罐和压力气瓶，所述压力容器罐内充装有泡沫水混合液，所述压力气瓶内充装有压缩气体，所述压力气瓶通过气体输送管路和所述压力容器罐相连接，所述压力容器罐连接有灭火枪，所述车辆控制系统用于控制消防车移动。

本发明的有益效果为：提供了一种全自动轮式灭火装置，提高了灭火能力，实现了消防车自主移动。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的结构示意图；

附图标记：

消防车1、车辆控制系统2。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

参见图1，本实施例的一种全自动轮式灭火装置，包括消防车1和与消防车1连接的车辆控制系统2，所述消防车1上设置有抢险器材区和灭火系统，所述抢险器材区设置在所述消防车1两侧，并放置有多种抢险救援器材，所述灭火系统设置在消防车1后部，所述灭火系统包括压力容器罐和压力气瓶，所述压力容器罐内充装有泡沫水混合液，所述压力气瓶内充装有压缩气体，所述压力气瓶通过气体输送管路和所述压力容器罐相连接，所述压力容器罐连接有灭火枪，所述车辆控制系统2用于控制消防车1移动。

本实施例提供了一种全自动轮式灭火装置，提高了灭火能力，实现了消防车自主移动。

优选的，所述车辆控制系统2包括第一建模子系统、第二建模子系统和消防车控制子系统，所述第一建模子系统用于建立消防车动力学模型，所述第二建模子系统用于根据消防车的动力学模型建立消防车控制模型，所述消防车控制子系统根据消防车动力学模型和消防车控制模型对消防车进行控制。

本优选实施例车辆控制系统对于提高消防车的智能化程度以及降低道路交通事故的发生概率均具有重要意义。

优选的，所述第一建模子系统包括一次动作单元和二次动作单元，所述一次动作单元用于建立消防车的运动模型，所述二次动作单元用于建立消防车的轮胎模型；

实际行驶的消防车具有明显的变参数、非线性、耦合等特性，在不同的车速下消防车参数的取值是不断变化的，本优选实施例第一建模子系统通过建立消防车的运动模型和消防车的轮胎模型，为后续自动控制奠定了基础。

优选的，所述一次动作单元用于建立消防车的运动模型，表示为：

假定左右车轮差异忽略不计，在水平道路上匀速行驶，消防车的运动模型采用以下方式建立：上式里，a_x表示纵向风阻系数，a_y表示横向风阻系数，AY_x表示消防车的纵向测量速度，AY_y表示消防车的横向测量速度,σ表示速度校正因子，用于校正温度对测量带来的影响，T₀表示标准测量温度，T表示实际测量温度，m₀表示消防车自身质量，m₁表示消防车负载的质量，FN_qx表示消防车前轮所受到的纵向力，FN_bx表示消防车后轮所受到的纵向力，FN_qy表示消防车前轮所受到的横向力，FN_by表示消防车后轮所受到的横向力，β表示转向轮转角，δ表示消防车的横摆角速度，FN₀表示滚动阻力；

假定左右车轮差异忽略不计，在水平道路上加速行驶时，消防车的运动模型采用以下方式建立：上式里，a_x表示纵向风阻系数，a_y表示横向风阻系数，AY_x表示消防车的纵向测量速度，AY_y表示消防车的横向测量速度,σ表示速度校正因子，用于校正温度对测量带来的影响，T₀表示标准测量温度，T表示实际测量温度，m₀表示消防车自身质量，m₁表示消防车负载的质量，FN_qx表示消防车前轮所受到的纵向力，FN_bx表示消防车后轮所受到的纵向力，FN_qy表示消防车前轮所受到的横向力，FN_by表示消防车后轮所受到的横向力，β表示转向轮转角，δ表示消防车的横摆角速度，FN₀表示滚动阻力，FN₁表示加速阻力；

假定左右车轮差异忽略不计，在坡道上加速行驶时，消防车的运动模型采用以下方式建立：上式里，a_x表示纵向风阻系数，a_y表示横向风阻系数，AY_x表示消防车的纵向测量速度，AY_y表示消防车的横向测量速度,σ表示速度校正因子，用于校正温度对测量带来的影响，T₀表示标准测量温度，T表示实际测量温度，m₀表示消防车自身质量，m₁表示消防车负载的质量，FN_qx表示消防车前轮所受到的纵向力，FN_bx表示消防车后轮所受到的纵向力，FN_qy表示消防车前轮所受到的横向力，FN_by表示消防车后轮所受到的横向力，β表示转向轮转角，δ表示消防车的横摆角速度，FN₀表示滚动阻力，FN₁表示加速阻力，FN₂表示坡度阻力；

必须考虑消防车纵向参数和消防车横向参数的影响，以减小控制器的误差，提高其对消防车的控制精度，本优选实施例一次动作单元所建立的消防车的运动模型不仅体现出消防车纵向、横向运动之间的动力学耦合关系，而且要兼顾其真实性、有效性和简洁性，此外，充分考虑了各阻力及对消防车速度的校正，进一步提升了模型的准确性。

优选的，所述二次动作单元包括一次动作子单元和二次动作子单元，所述一次动作子单元用于对轮胎所受纵向力进行建模，所述二次动作子单元用于对轮胎所受横向力进行建模。

所述一次动作子单元用于对轮胎所受纵向力进行建模：采用下式确定轮胎单位接触面积所受的纵向力因子：上述式子中，EU₁表示轮胎单位接触面积所受的纵向力因子，S表示轮胎与地面接触面积的测量值，u表示面积校正因子，u∈(0.9,0.95)，FN_x表示轮胎所受的无量纲纵向力，ρ_x表示轮胎的纵向摩擦系数，FN_z表示轮胎的竖向载荷；纵向力因子越大，表示纵向力越大；

所述二次动作子单元用于对轮胎所受横向力进行建模：采用下式确定轮胎单位接触面积所受的横向力因子：上述式子中，EU₂表示轮胎单位接触面积所受的横向力因子，FN_y表示轮胎所受的无量纲横向力，ρ_y表示轮胎的横向摩擦系数；横向力因子越大，表示横向力越大；

本优选实施例二次动作单元引入面积校正因子，有助于提高测量精度，充分考虑了轮胎的载荷和不同方向的摩擦系数，实现了消防车的轮胎模型的准确建模。

采用本发明全自动轮式灭火装置进行灭火，选取5个火灾区进行模拟实验，分别为火灾区1、火灾区2、火灾区3、火灾区4、火灾区5，对灭火效率和火灾扑灭率进行统计，同现有消防车相比，产生的有益效果如下表所示：

	灭火效率提高	火灾扑灭率提高
			火灾区1	29％	27％
火灾区2	27％	26％
			火灾区3	26％	26％
火灾区4	25％	24％
			火灾区5	24％	22％

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解应当理解，可以以硬件、软件、固件、中间件、代码或其任何恰当组合来实现这里描述的实施例。对于硬件实现，处理器可以在一个或多个下列单元中实现：专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、设计用于实现这里所描述功能的其他电子单元或其组合。对于软件实现，实施例的部分或全部流程可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。实现时，可以将上述程序存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。计算机可读介质可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims

1.一种全自动轮式灭火装置，其特征在于，包括消防车和与消防车连接的车辆控制系统，所述消防车上设置有抢险器材区和灭火系统，所述抢险器材区设置在所述消防车两侧，并放置有多种抢险救援器材，所述灭火系统设置在消防车后部，所述灭火系统包括压力容器罐和压力气瓶，所述压力容器罐内充装有泡沫水混合液，所述压力气瓶内充装有压缩气体，所述压力气瓶通过气体输送管路和所述压力容器罐相连接，所述压力容器罐连接有灭火枪，所述车辆控制系统用于控制消防车移动。

2.根据权利要求1所述的全自动轮式灭火装置，其特征在于，所述车辆控制系统包括第一建模子系统、第二建模子系统和消防车控制子系统，所述第一建模子系统用于建立消防车动力学模型，所述第二建模子系统用于根据消防车的动力学模型建立消防车控制模型，所述消防车控制子系统根据消防车动力学模型和消防车控制模型对消防车进行控制。

3.根据权利要求2所述的全自动轮式灭火装置，其特征在于，所述第一建模子系统包括一次动作单元和二次动作单元，所述一次动作单元用于建立消防车的运动模型，所述二次动作单元用于建立消防车的轮胎模型。

4.根据权利要求3所述的全自动轮式灭火装置，其特征在于，所述一次动作单元用于建立消防车的运动模型，表示为：

假定左右车轮差异忽略不计，在水平道路上匀速行驶，消防车的运动模型采用以下方式建立：上式里，a_x表示纵向风阻系数，a_y表示横向风阻系数，AY_x表示消防车的纵向测量速度，AY_y表示消防车的横向测量速度，σ表示速度校正因子，用于校正温度对测量带来的影响，T₀表示标准测量温度，T表示实际测量温度，m₀表示消防车自身质量，m₁表示消防车负载的质量，FN_qx表示消防车前轮所受到的纵向力，FN_bx表示消防车后轮所受到的纵向力，FN_qy表示消防车前轮所受到的横向力，FN_by表示消防车后轮所受到的横向力，β表示转向轮转角，6表示消防车的横摆角速度，FN₀表示滚动阻力。

5.根据权利要求4所述的全自动轮式灭火装置，其特征在于，所述二次动作单元包括一次动作子单元和二次动作子单元，所述一次动作子单元用于对轮胎所受纵向力进行建模，所述二次动作子单元用于对轮胎所受横向力进行建模。

6.根据权利要求5所述的全自动轮式灭火装置，其特征在于，所述一次动作子单元用于对轮胎所受纵向力进行建模：采用下式确定轮胎单位接触面积所受的纵向力因子：上述式子中，EU₁表示轮胎单位接触面积所受的纵向力因子，S表示轮胎与地面接触面积的测量值，u表示面积校正因子，u∈(0.9，0.95)，FN_x表示轮胎所受的无量纲纵向力，ρ_x表示轮胎的纵向摩擦系数，FN_z表示轮胎的竖向载荷；纵向力因子越大，表示纵向力越大。

7.根据权利要求6所述的全自动轮式灭火装置，其特征在于，所述二次动作子单元用于对轮胎所受横向力进行建模：采用下式确定轮胎单位接触面积所受的横向力因子：上述式子中，EU₂表示轮胎单位接触面积所受的横向力因子，FN_y表示轮胎所受的无量纲横向力，ρ_y表示轮胎的横向摩擦系数；横向力因子越大，表示横向力越大。