CN109712458A - 一种火焰仿真系统、装置和训练设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例中提供了一种火焰仿真系统、装置和训练设备，其中，所述火焰仿真系统包括：驱动部、柔性反光部和发光单元；所述柔性反光部悬挂在所述驱动部上；所述驱动部沿所述柔性反光部所在方向产生至少一组驱动力，带动所述柔性反光部产生不规则运动；所述发光单元产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部上，使运动的柔性反光部产生动态仿真火焰。本方案在柔性材料悬挂的状态下采用机械结构或气动的方式带动柔性材料运动，进而模拟真实火焰燃烧的效果；不但能够重复使用，而且能够节约材料，降低能耗，节省成本；能够抑制外界自然风的影响，增加了对柔性材料模型效果的可控性。
Description
技术领域
本申请涉及节能环保领域，特别涉及一种火焰仿真系统，以及应用于消防模拟演练中的火焰仿真装置和训练设备。
背景技术
火灾是最经常、最普遍地威胁人类公众安全和社会发展的主要灾害之一，特别是在人员集中和建筑密集的场所，一旦发生火灾会严重危害人们的生命财产安全，造成惨重的损失。如果能在火灾初起的时候用正确的方法正确的工具把火扑灭，就能把损失降到最低。因此，我国政府高度重视消防安全工作，每年都会组织相关单位进行消防演习。传统的消防演习一般采用灭火器针对明火进行训练练习，明火一般是将木头、布料等燃料放进容器中点燃。这样的训练练习对场地的要求非常严格，能用于布置明火的地点并不多，一般在室外露天环境进行，也会造成一定程度上的浪费和环境污染，而且不能做到每个训练人员都亲自上手操作，较难达到普及和推广的效果。
为了避免火灾隐患，便于演练操作，现有技术中采用一种模拟火焰燃烧的方式，来代替真实燃烧的火焰；一般，这种模拟方式采用风机等设备将静止的柔性材料吹起，并保持柔性材料处于飘浮抖动状态，以此模仿火焰燃烧的动态效果，但是，这种方式对于能源消耗很大，而且，极易受到外界自然风干扰，导致模拟演示效果不佳或模拟失败。此外，在柔性材料飘浮的状态下，使得对于模拟的可控性变差，无法满足针对不同类型火焰的模拟。
发明内容
为解决上述问题之一，本申请提供了一种火焰仿真系统，以及应用于消防模拟演练中的火焰仿真装置和训练设备。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种火焰仿真系统，该系统包括：驱动部1、柔性反光部2和发光单元3；
所述柔性反光部2悬挂在所述驱动部1的上部；柔性反光部2利用悬挂在驱动部1的上部的方式实现柔性反光部2的悬空状态，从而无需增加更多的动力或能耗来保持柔性反光部2的悬空状态；
所述驱动部1沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力，带动所述柔性反光部2产生不规则运动；通过驱动部1驱动柔性反光部2运动，使模拟的可控性更好，且降低受外界自然风等干扰因素的影响；另外，采用至少一组驱动力，能够使柔性反光部2的运动状态更加接近火焰燃烧时的不规则运动，使得模拟效果更加真实；
所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰；在模拟火焰燃烧动态效果的同时，配以不同颜色光线，使得模拟的火焰从颜色上展现更加真实的视觉感；还可以通过不同颜色光线的配合或切换，实现不同类型火焰效果的模拟。
根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种火焰仿真装置，该装置包括：设置在箱体20内的如上所述的火焰仿真系统；所述火焰仿真系统中的驱动部1能够相对于箱体20收纳或伸展；将火焰仿真系统整合到箱体20当中，使得火焰仿真系统的集成度更高，更加方便携带和使用；同时，配以用于收纳或展开的收纳装置，能够让火焰仿真系统更加方便的收纳入箱体20内；
此外，箱体20上进一步配置例如语音组件19、触摸显示屏24、无线/有线通信器件等辅助装置，能够实现用户与火焰仿真装置的操作交互或数据交互。
根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种训练设备，该设备包括：灭火仪和如上所述的火焰仿真装置；所述灭火仪向所述火焰仿真装置中的接收模块发出激励信号，所述火焰仿真装置中的触发模块根据接收到的外部激励信号的时长，产生对应的灭火信号；所述火焰仿真系统中的发光单元3接收所述灭火信号，调整发光颜色、时间、亮度的以上一种或多种；通过灭火仪与火焰仿真装置的配合，实现对练习人员的防火演练或灭火器械使用的训练。
本申请所述技术方案的有益效果：
1、在模拟真实火焰燃烧效果的同时，不会造成环境污染、不会产生明火，没有火灾危险和环境污染的隐患；
2、本方案在柔性材料悬挂的状态下采用机械结构或气动的方式带动柔性材料运动，进而模拟真实火焰燃烧的效果；不但能够重复使用，而且能够节约材料，降低能耗，节省成本；能够抑制外界自然风的影响，增加了对柔性材料模型效果的可控性；
3、在模拟真实火焰燃烧效果时，配置无害烟气和音效，进而模拟出真实火焰燃烧时风向、声音和产生烟雾的效果；与此同时，还能够模拟不同难度等级的火焰和不同种类的火焰效果；
4、本方案采用多种供电方式，能够满足不同环境下的供电需求；
5、本方案能够为练习人员提供连续的演练操作，不受演练条件和练习人数的限制；能够与练习人员进行良好的互动，语音引导练习人员进行灭火训练
6、本方案能够记录演练的过程，并通过无线或者有线的方式供用户获取演练数据。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出本方案所述火焰仿真装置的一种实例示意图；
图2示出本方案所述火焰仿真装置中控制单元的示意图
图3示出实施例1和实施例2中所述柔性反光部的示意图；
图4示出实施例1中所述驱动部的示意图；
图5示出实施例2中所述驱动部的示意图；
图6示出实施例3中所述驱动部的示意图；
图7示出本方案所述一种升降机构的示意图；
图8示出本方案所述另一种升降机构的示意图；
图9示出本方案所述悬挂部的一种实例示意图；
图10示出本方案所述悬挂部的另一种实例示意图；
图11示出本方案所述悬挂部的另一种实例示意图；
图12示出本方案所述悬挂部的另一种实例示意图；
图13示出本方案所述火焰仿真装置的另一种实例示意图；
图14示出本方案所述一种实现驱动部相对于箱体翻转的示意图；
图15示出本方案所述另一种实现驱动部相对于箱体翻转的示意图。
附图标号
1、驱动部，2、柔性反光部，3、发光单元，4、控制单元，5、第一架体，6、第二架体，7、第一驱动电机，8、第二驱动电机，9、曲轴连杆机构，10、连杆组件，11、转接件，12、第三驱动电机，13、柔性反光材料，14、配重件，15、气路组件，16、振动机构，17、升降机构，18、电源，19、语音组件，20、箱体，21、箱盖，22、矩形框架，23、辅助架，24、显示屏。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本方案的核心思路是在柔性反光材料悬挂的状态下，利用气动或机械结构驱动柔性反光材料产生不规则运动，以模拟火焰燃烧时产生的不规则运动，同时，配合不同颜色的光线，使得模拟的火焰从颜色上展现更加真实的视觉感。进一步，利用由上述系统装配成的火焰仿真装置与激光灭火仪配合，实现无明火、无污染状态下的防火演练或灭火器械使用的训练。
实施例1
如图1所示，本实施例公开了一种火焰仿真系统，该系统包括：驱动部1、柔性反光部2和发光单元3；所述柔性反光部2悬挂在所述驱动部1上；所述驱动部1沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力，带动所述柔性反光部2产生不规则运动；所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰。
在实施例1中，如图4所示，所述驱动部1包括：设置在支撑架上的曲轴连杆机构9和第一驱动电机7；所述第一驱动电机7驱动曲轴连杆机构9沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力；所述柔性反光部2在驱动力的作用下，模拟火焰燃烧时焰体的不规则运动；柔性反光部2的这种模拟火焰的不规则运动，配合照在其上的例如黄色、红色、蓝色等颜色的灯光，能够使使用者从视觉上感知到犹如真实看到火焰燃烧一般的景象。
在实施例1中，如图4所示，所述曲轴连杆机构9包括：主轴颈和通过曲轴臂与所述主轴颈连接的至少两个连杆轴颈；每个连杆轴颈上设有一个连杆组件10。曲轴两杆机构两端分别为主轴颈，一个主轴颈与第一驱动电机7固定，另一个主轴颈与支撑架转动连接；为了防止主轴颈与支撑架的摩擦损耗，可以通过轴承将另一个主轴颈与支撑架固定。优选地，本实例中曲轴连杆机构9包括：6个连杆轴颈，每个连杆轴颈上转动连接有连杆组件10；相邻两个连杆组件10产生的驱动力的方向相反，这样可以让柔性反光部2受到不同方向力的作用，从而使柔性反光部2产生的运动更加随机，更加贴近真实火焰燃烧时焰体的运动效果。此外，本实施例中，每个连杆组件10均包括：第一连杆和第二连杆；所述第一连杆的一端与所述连杆轴颈转动连接，其另一端与第二连杆的一端铰接；所述第二连杆的另一端与所述柔性反光部2连接；为了能够使连杆组件10在曲轴的带动下能够稳定的运动，在支撑架上增加一个转接件11，所述第二连杆的杆体通过转接件11与所述支撑架固定连接，这样，在曲轴通过第一连杆带动第二连杆运动时，能够稳定的沿着柔性反光部2所在方向运动，防止连杆组件10向沿柔性反光部2所在方向的垂直方向移动。通过曲轴连杆机构9驱动柔性反光部2运动，使模拟的可控性更好，且降低受外界自然风等干扰因素的影响；另外，采用至少一组驱动力，能够使柔性反光部2的运动状态更加接近火焰燃烧时的不规则运动，使得模拟效果更加真实。
在实施例1中，如图1和图4所示，用于承载曲轴连杆结构的支撑架包括：第一架体5和第二架体6；所述第二架体6与所述第一架体5铰接，且能够相对于第一架体5做翻转运动；所述柔性反光部2的顶部与所述第二架体6的顶部固定，实现柔性反光部2的悬空状态，从而无需增加更多的动力或能耗来保持柔性反光部2的悬空状态。当曲轴连杆机构9运动时，通过连接线或者连接杆拉拽柔性反光部2，或者，直接利用曲轴连杆机构9推打柔性反光部2，使得柔性反光部2在曲轴连杆机构9的作用下，产生不规则的运动。。
在实施例1中，如图4所示，第二架体6可以通过固定在支撑架上的第二驱动电机8实现相对于第一架体5的翻转。第二驱动电机8可以设置在第二架体6上，通过第二驱动电机8的转动或者借助配备的齿轮组的联动带动第二架体6和第二驱动电机8相对于第一架体5翻转；第二驱动电机8也可以设置在第一架体5上，通过第二驱动电机8的转动或者借助配备的齿轮组的联动带动第二架体6相对于第一架体5翻转。
在实施例1中，第二架体6还可以通过固定在支撑架上的液压驱动装置或气压驱动装置实现相对于第一架体5的翻转。将液压驱动装置、气压驱动装置或气缸驱动装置与第二架体6铰接，利用液压驱动装置或气压驱动装置驱动杆与在第一架体5上设置的滑轨内的滑块铰接，通过液压驱动装置或气压驱动装置的伸缩运动，带动滑块运动，通过滑轨和滑块的相对运动，带动第二架体6相对于第一架体5做翻转运动。也可以将液压驱动装置或气压驱动装置的两端分别与第一架体5和第二架体6铰接，通过液压驱动装置、气压驱动装置或气缸驱动装置的伸缩运动带动第二架体6相对于第一架体5运动。
在实施例1中，第二架体6还可以通过固定在支撑架上的第二驱动电机8和链轮/带轮传动机构实现相对于第一架体5的翻转。分别将主传动轮和副传动轮设置在第一架体5和第二架体6上，利用第二驱动电机8带动主传动轮运动，通过皮带或链条带动副传动轮运动，副传动轮通过固定轴与第二架体6固定，并再带动第二架体6相对于第一架体5的翻转。本实施例中，链轮/带轮传动机构也可以替换为齿轮齿条、链轮链条、皮带转轮等类型的传动方式。
在实施例1中，如图3所示，所述柔性反光部2包括：柔性反光材料13和固定在所述柔性反光材料13上的多个配重件14。所述柔性反光材料13的顶部与所述支撑架的顶部固定。本实施例中，所述柔性反光材料13的底部和两侧可以根据需要全部与支撑架固定，也可以柔性反光材料13的底部与支撑架固定，柔性反光材料13的两侧不固定，也可以柔性反光材料13的两侧与支撑架固定，柔性反光材料13的顶部不固定。如图14和图15所示，柔性反光部2固定在第一架体5的上部(图中V1所述)和第二架体6的中部(图中V2所述)处。也可以将柔性反光部2直接固定在用于承载所述火焰仿真系统的箱体20上。本实例中，所述柔性反光材料13可以为具有一定反光度的布料、绸缎、薄膜等材料。柔性反光材料13上配置的配重件14可以为任意形状的具有一定质量的物体，配重件14的总重量要小于驱动部1为柔性反光材料13提供的驱动力。
在实施例1中，所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰；在模拟火焰燃烧动态效果的同时，配以不同颜色光线，使得模拟的火焰从颜色上展现更加真实的视觉感；还可以通过不同颜色光线的配合或切换，实现不同类型火焰效果的模拟。所述发光单元3包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制；多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光材料13对向设置，以使LED灯组的光线能够照射在柔性反光材料13上，优选地，可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的对向的斜下侧的位置；也可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的正下方。本实施例中，LED灯组可以采用红色、黄色、蓝色的LED灯，LED灯组优选的设置在柔性反光材料13的对向偏下的位置，或者，设置在柔性反光材料13的前下方(该方向为用户展现模拟火焰的方向)，以使LED灯组发出的光线能够直射或者斜射到柔性反光材料13上，通过不同颜色LED灯的组合，或者变换LED灯的颜色，呈现出不同类型和不同强度的立体火焰。
在实施例1中，为了让仿真火焰的效果更加逼真，可以在所述柔性反光部2的附件进一步设置用于模拟火焰燃烧时产生烟雾的烟机设备；在模拟火焰时，开启烟机设备，产生无害无污染的烟雾，使得模拟火焰的真实度更高。
在实施例1中，如图2所示，该火焰仿真系统还配置有控制单元4，该控制单元4可以根据外部控制指令对驱动部1和/或发光单元3进行控制。具体的，所述控制单元4包括：电机控制模块和灯光控制模块；所述电机控制模块能够基于外部的电机控制指令，产生第一控制信号和/或第二控制信号，从而控制第一驱动电机7和/或第二驱动电机8/气压驱动装置/液压驱动装置/电缸驱动装置工作；所述灯光控制模块能够基于外部灯光控制指令，产生灯光控制信号，从而控制不同颜色的LED灯组发光的时间和发光的亮度。本实例中，优选地所述控制单元4采用单片机控制器；在单片机控制器中预先划分控制区域、烧写控制程序，从而实现对气路通断、灯光、语音等功能进行综合控制。也可以将电机控制模块和灯光控制模块的功能集成在单片机控制器中，利用单片机控制器对电机和灯光进行综合控制。
该火焰仿真系统工作时，根据使用者发出的控制指令，控制单元4先升起支撑架，使柔性反光材料13处于悬空状态，再控制曲轴连杆机构9驱动柔性反光材料13运动，在带有配重件14的柔性反光材料13与曲轴连杆机构9的配合下产生抖动效果，与此同时，控制LED灯组照射柔性反光材料13，并可以根据使用者发出的控制指令，控制单元4对LED灯组中不同颜色的LED灯进行选择控制，同时控制发光时间和亮度，最终呈现不同类型和不同强度的仿真火焰。
实施例2
如图1所示，本实施例公开了一种火焰仿真系统，该系统包括：驱动部1、柔性反光部2和发光单元3；所述柔性反光部2悬挂在悬挂部上；所述驱动部1沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力，带动所述柔性反光部2产生不规则运动；所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰。
在实施例2中，所述驱动部1与悬挂部独立设置；所述驱动部1包括：气路组件15和与所述气路组件15连接的气源；所述气路组件15利用由所述气源输入的高压气体，沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力；所述柔性反光部2在驱动力的作用下，模拟火焰燃烧时焰体的不规则运动；柔性反光部2的这种模拟火焰的不规则运动，配合照在其上的例如黄色、红色、蓝色等颜色的灯光，能够使使用者从视觉上感知到犹如真实看到火焰燃烧一般的景象。如图5所示，A1为气路通道的末端，A2为气路阀(可调节出气量大小)，A3为气路通道连接空气压缩机、气泵或高压气罐等气源的进气端。
在实施例2中，所述气路组件15包括：多个气路通道；每个气路通道的出口朝向柔性反光部2；每个气路通道上设有气路阀。通过气路阀控制相邻两个出气口的出气状态或出气速率不同，从而让多个出气口形成不同强度的局部驱动力，在不同强度的局部驱动力的作用下，让柔性反光部2的运动更加随机，更加贴近真实火焰燃烧时焰体的运动效果。此外，本实施例中，该系统还可以进一步配置用于为高压气罐充气的充气泵；在使用前为高压气罐充气，保证仿真过程中高压气罐的气量充足度，同时，提高系统在多种使用环境下的重复利用能力。
在实施例2中，如图3所示，所述柔性反光部2包括：柔性反光材料13和固定在所述柔性反光材料13上的多个配重件14。所述柔性反光材料13的一侧与所述悬挂部的顶部固定，以使所述柔性反光材料13能够悬挂在所述悬挂部上；所述柔性反光材料13的另一侧与悬挂部固定。本实施例中，所述柔性反光材料13的底部和两侧可以根据需要全部与悬挂部固定，也可以柔性反光材料13的底部与悬挂部固定，柔性反光材料13的两侧不固定，也可以柔性反光材料13的两侧与悬挂部固定，柔性反光材料13的顶部不固定。如图14和图15所示，柔性反光部2固定在第一架体5的上部(图中V1所述)和第二架体6的中部(图中V2所述)处。也可以将柔性反光部2直接固定在用于承载所述火焰仿真系统的箱体20上。所述柔性反光材料13的另一侧也可以直接固定在用于承载所述火焰仿真系统的箱体20固定。本实施例中，所述悬挂部可以选用液压升降机构17、气压升降机构17、电缸升降机构17或连杆升降机构17等升降机构17。如图7所示，柔性反光材料13的顶部与连接杆(图中D2所述)连接，柔性反光材料13的底部与升降机构17(图中D1所示)的底部或者用于承载火焰仿真系统的箱体20固定，利用升降机构17(图中D1所示)将柔性反光材料13升起，使柔性反光材料13悬挂在升降机构17(图中D1所示)上。如图8所示，所述柔性反光材料13的顶部与连杆升降机构17(图中F1所示)的顶部连接，柔性反光材料13的底部与连杆升降机构17(图中F1所示)的底部或者用于承载火焰仿真系统的箱体20固定，利用电机F2驱动连杆机构F1将柔性反光材料13升起，使柔性反光材料13悬挂在连杆升降机构17(图中F1所示)上。
在实施例2中，所述悬挂部还可以包括：矩形框架22和旋转设置在矩形框架22上端和/或下端的至少两个辅助架23；矩形框架22中间设有多个加强筋。辅助架23通过与矩形框架22的铰接实现相对于矩形框架22的翻转。
如图10所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的底端对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端固定在矩形框架22的顶端，柔性反光部2的底端与辅助架23和矩形框架22固定；其中，柔性反光部2可以采用下边宽，上边窄的柔性反光材料13。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由操作人员方向吹向火焰仿真系统的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。
如图11所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的顶端对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端与矩形框架22的顶端和辅助架23固定，柔性反光部2的底端与矩形框架22的底端固定；其中，柔性反光部2可以采用上边宽，下边窄的柔性反光材料13。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由火焰仿真系统方向吹向操作人员的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。
如图12所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的底部和顶端均对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端与矩形框架22的顶端和辅助架23固定，柔性反光部2的底端与矩形框架22的底端和辅助架23固定。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由火焰仿真系统方向吹向操作人员的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。如图15所示，当采用四组辅助架23时，反光布为竖直状态，可模拟没有风的环境下火焰的状态。还可以通过电机或手动驱动的方式，实现折叠连杆的小幅度往复运动，即展开和折叠的动作交替进行，从而模拟火焰前后跳动晃动的状态。
在实施例2中，柔性反光材料13可以为具有一定反光度的布料、绸缎、薄膜等材料。柔性反光材料13上配置的配重件14可以为任意形状的具有一定质量的物体，配重件14的总重量要小于驱动部1为柔性反光材料13提供的驱动力。
在实施例2中，所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰；在模拟火焰燃烧动态效果的同时，配以不同颜色光线，使得模拟的火焰从颜色上展现更加真实的视觉感；还可以通过不同颜色光线的配合或切换，实现不同类型火焰效果的模拟。所述发光单元3包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制；多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光材料13对向设置，以使LED灯组的光线能够照射在柔性反光材料13上，优选地，可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的对向的斜下侧的位置；也可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的正下方。
本实施例中，LED灯组可以采用红色、黄色、蓝色的LED灯，LED灯组优选的设置在柔性反光材料13的对向偏下的位置，或者，设置在柔性反光材料13的前下方(该方向为用户展现模拟火焰的方向)，以使LED灯组发出的光线能够直射或者斜射到柔性反光材料13上，通过不同颜色LED灯的组合，或者变换LED灯的颜色，呈现出不同类型和不同强度的立体火焰。
在实施例2中，为了让仿真火焰的效果更加逼真，可以在所述柔性反光部2的附件进一步设置用于模拟火焰燃烧时产生烟雾的烟机设备；在模拟火焰时，开启烟机设备，产生无害无污染的烟雾，使得模拟火焰的真实度更高。
在实施例2中，如图2所示，该火焰仿真系统还配置有控制单元4，该控制单元4可以根据外部控制指令对驱动部1和/或发光单元3进行控制。具体的，所述控制单元4包括：气路控制模块和灯光控制模块；所述气路控制模块能够基于外部的气路控制指令，产生阀控制信号，从而控制气路阀工作；所述灯光控制模块能够基于外部灯光控制指令，产生灯光控制信号，从而控制不同颜色的LED灯组发光的时间和发光的亮度。本实例中，优选地所述控制单元4采用单片机控制器；在单片机控制器中预先划分控制区域、烧写控制程序，从而实现对气路通断、灯光、语音等功能进行综合控制。也可以将气路控制模块和灯光控制模块的功能集成在单片机控制器中，利用控制器对气路和灯光进行综合控制。
该火焰仿真系统工作时，升起柔性反光部2，调整气路组件15的位置，利用控制单元4控制气源，在气路阀的调解下使气路组件15产生驱动力，能够稳定的出气，根据使用者发出的控制指令，带有配重件14的柔性反光材料13在驱动力的作用下产生抖动效果，与此同时，控制LED灯组照射柔性反光材料13，并可以根据使用者发出的控制指令，控制单元4对LED灯组中不同颜色的LED灯进行选择控制，同时控制发光时间和亮度，最终呈现不同类型和不同强度的仿真火焰。
实施例3
本实施例公开了一种火焰仿真系统，该系统包括：驱动部1、柔性反光部2和发光单元3；所述柔性反光部2悬挂在悬挂部上；所述驱动部1沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力，带动所述柔性反光部2产生不规则运动；所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰。
在实施例3中，所述驱动部1包括：设置在支撑架上的至少一个振动机构16和至少两个连接杆；所述连接杆的一端与振动机构16连接，其另一端与柔性反光部2连接；所述振动机构16驱动连接杆沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力。使用两个以上的连接杆能够产生异步的驱动力组，从而使所述柔性反光部2在异步的驱动力组的作用下，模拟火焰燃烧时焰体的不规则运动；柔性反光部2的这种模拟火焰的不规则运动，配合照在其上的例如黄色、红色、蓝色等颜色的灯光，能够使使用者从视觉上感知到犹如真实看到火焰燃烧一般的景象。
在实施例3中，如图6所示，所述振动机构16可以为：多个直线振动电机；每个直线振动电机(图中E2所示)分别连接一个连接杆(图中E1所示)；直线振动电机(图中E2所示)通过连接杆(图中E1所示)，带动柔性反光部2的振动。本实例中，优选地，采用4至8个直线振动电机(图中E2所示)和与直线振动电机数量相等的连接杆(图中E1所示)；直线振动电机(图中E2所示)均布在柔性反光部2斜下方，相邻两个直线振动电机(图中E2所示)的振动频率或相位不同，使得相邻两个连接杆(图中E1所示)之间的振动不同步，从而产生异步的驱动力组，在异步的驱动力组的作用下，使柔性反光部2产生的运动更加接近火焰燃烧时焰体的不规则运动。
在实施例3中，所述振动机构16还可以为：曲轴振动电机组和联动件；振动电机通过联动件为连接杆提供振动力，从而带动柔性反光部2的振动。本实例中，优选地，所述曲轴振动电机组采用4个曲轴电机并排放置组装而成，且相邻两个电机首尾倒置放置。本实例中，所述联动件可以采用具有放置振动电机组固定口的联动盘，联动盘四周与均匀的以转动方式连接所述连接杆，曲轴振动电机组在振动时，振动盘四周会产生振动，通过连接杆将振动传递给所述柔性反光部2，使得柔性反光部2产生模拟出火焰燃烧时焰体的不规则运动。本实例中，优选地，采用4至8个连接杆，这些连接杆均布在振动盘的四周；由于曲轴振动电机组能够相对于其所在平面产生周期性振动，使得振动盘也一同产生相对于其所在平面产生周期性振动，使得相邻两个连接杆之间的振动不同步，从而产生异步的驱动力组，在异步的驱动力组的作用下，使柔性反光部2产生的运动更加接近火焰燃烧时焰体的不规则运动。此外，本方案为了避免曲轴振动电机组振动时对支撑架的冲击和振动，在支撑架上进一步设置一套减震机构；所述减震机构包括：固定架和多个减震弹簧；所述振动机构16设置在固定架内，所述多个减震弹簧对称设置在所述固定架外部；所述减震弹簧的一端与支撑架固定，其另一端与固定架固定，通过多个减震弹簧的吸振消除振动机构16对支撑架的冲击和振动。
在实施例3中，如图3所示，所述柔性反光部2包括：柔性反光材料13和固定在所述柔性反光材料13上的多个配重件14。所述柔性反光材料13的一侧与所述悬挂部的顶部固定，以使所述柔性反光材料13能够悬挂在所述悬挂部上；所述柔性反光材料13的另一侧与悬挂部固定或用于承载所述火焰仿真系统的箱体20固定。如图7所示，柔性反光材料13的顶部与连接杆(图中D2所示)连接，柔性反光材料13的底部与升降机构17(图中D1所示)的底部或者用于承载火焰仿真系统的箱体20固定，利用升降机构17(图中D1所示)将柔性反光材料13升起，使柔性反光材料13悬挂在升降机构17(图中D1所示)上。如图8所示，所述柔性反光材料13的顶部与连杆升降机构17(图中F1所示)的顶部连接，柔性反光材料13的底部与连杆升降机构17(图中F1所示)的底部或者用于承载火焰仿真系统的箱体20固定，利用电机F2驱动连杆机构F1将柔性反光材料13升起，使柔性反光材料13悬挂在连杆升降机构17(图中F1所示)上。
在实施例3中，所述悬挂部还可以包括：矩形框架22和旋转设置在矩形框架22上端和/或下端的至少两个辅助架23；矩形框架22中间设有多个加强筋。辅助架23通过与矩形框架22的铰接实现相对于矩形框架22的翻转。
如图10所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的底端对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端固定在矩形框架22的顶端，柔性反光部2的底端与辅助架23和矩形框架22固定；其中，柔性反光部2可以采用下边宽，上边窄的柔性反光材料13。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由操作人员方向吹向火焰仿真系统的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。
如图11所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的顶端对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端与矩形框架22的顶端和辅助架23固定，柔性反光部2的底端与矩形框架22的底端固定；其中，柔性反光部2可以采用上边宽，下边窄的柔性反光材料13。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由火焰仿真系统方向吹向操作人员的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。
如图12所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的底部和顶端均对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端与矩形框架22的顶端和辅助架23固定，柔性反光部2的底端与矩形框架22的底端和辅助架23固定。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由火焰仿真系统方向吹向操作人员的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。如图15所示，当采用四组辅助架23时，反光布为竖直状态，可模拟没有风的环境下火焰的状态。还可以通过电机或手动驱动的方式，实现折叠连杆的小幅度往复运动，即展开和折叠的动作交替进行，从而模拟火焰前后跳动晃动的状态。
在实施例3中，所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰；在模拟火焰燃烧动态效果的同时，配以不同颜色光线，使得模拟的火焰从颜色上展现更加真实的视觉感；还可以通过不同颜色光线的配合或切换，实现不同类型火焰效果的模拟。所述发光单元3包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制；多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光材料13对向设置，以使LED灯组的光线能够照射在柔性反光材料13上，优选地，可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的对向的斜下侧的位置；也可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的正下方。本实施例中，LED灯组可以采用红色、黄色、蓝色的LED灯，LED灯组优选的设置在柔性反光材料13的对向偏下的位置，或者，设置在柔性反光材料13的前下方(该方向为用户展现模拟火焰的方向)，以使LED灯组发出的光线能够直射或者斜射到柔性反光材料13上，通过不同颜色LED灯的组合，或者变换LED灯的颜色，呈现出不同类型和不同强度的立体火焰。
在实施例3中，为了让仿真火焰的效果更加逼真，可以在所述柔性反光部2的附件进一步设置用于模拟火焰燃烧时产生烟雾的烟机设备；在模拟火焰时，开启烟机设备，产生无害无污染的烟雾，使得模拟火焰的真实度更高。
在实施例3中，如图2所示，该火焰仿真系统还配置有控制单元4，该控制单元4可以根据外部控制指令对驱动部1和/或发光单元3进行控制。具体的，所述控制单元4包括：振动控制模块和灯光控制模块；所述振动控制模块能够基于外部的振动控制指令，产生振动控制信号，从而控制振动机构16工作；所述灯光控制模块能够基于外部灯光控制指令，产生灯光控制信号，从而控制不同颜色的LED灯组发光的时间和发光的亮度。本实例中，优选地所述控制单元4采用单片机控制器；在单片机控制器中预先划分控制区域、烧写控制程序，从而实现对气路通断、灯光、语音等功能进行综合控制。也可以将振动控制模块和灯光控制模块的功能集成在单片机控制器中，利用控制器对振动机构16和灯光进行综合控制。
该火焰仿真系统工作时，根据使用者发出的控制指令，升起柔性反光部2，随后，利用控制单元4控制振动机构16产生驱动力，带有配重件14的柔性反光材料13在驱动力的作用下产生抖动效果，与此同时，控制LED灯组照射柔性反光材料13，并可以根据使用者发出的控制指令，控制单元4对LED灯组中不同颜色的LED灯进行选择控制，同时控制发光时间和亮度，最终呈现不同类型和不同强度的仿真火焰。
实施例4
如图13所示，本实施例公开了一种火焰仿真系统，该系统包括：驱动部1、柔性反光部2和发光单元3；所述柔性反光部2悬挂在悬挂部上；所述驱动部1沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力，带动所述柔性反光部2产生不规则运动；所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰。
在实施例4中，所述驱动部1设置在悬挂部上；所述驱动部1包括：气路组件15和与所述气路组件15连接的气源；所述气路组件15利用由所述气源输入的高压气体，沿所述柔性反光部2所在方向产生至少一组驱动力；所述柔性反光部2在驱动力的作用下，模拟火焰燃烧时焰体的不规则运动；柔性反光部2的这种模拟火焰的不规则运动，配合照在其上的例如黄色、红色、蓝色等颜色的灯光，能够使使用者从视觉上感知到犹如真实看到火焰燃烧一般的景象。
在实施例4中，如图9所示，所述气路组件15包括：多个在悬挂部上的气路通道；每个气路通道的出口朝向柔性反光部2；每个气路通道上设有气路阀。通过气路阀控制相邻两个出气口的出气状态或出气速率不同，从而让多个出气口形成不同强度的局部驱动力，在不同强度的局部驱动力的作用下，让柔性反光部2的运动更加随机，更加贴近真实火焰燃烧时焰体的运动效果。
在实施例4中，如图3所示，所述柔性反光部2包括：柔性反光材料13和固定在所述柔性反光材料13上的多个配重件14。所述柔性反光材料13的边缘与所述悬挂部固定，以使所述柔性反光材料13能够悬挂在所述悬挂部上。
本实施例4中，如图9所示，所述悬挂部包括：矩形框架22和旋转设置在矩形框架22上端和/或下端的至少两个辅助架23；矩形框架22中间设有多个加强筋。辅助架23通过与矩形框架22的铰接实现相对于矩形框架22的翻转。
如图10所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的底端对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端固定在矩形框架22的顶端，柔性反光部2的底端与辅助架23和矩形框架22固定；其中，柔性反光部2可以采用下边宽，上边窄的柔性反光材料13。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由操作人员方向吹向火焰仿真系统的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。
如图11所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的顶端对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端与矩形框架22的顶端和辅助架23固定，柔性反光部2的底端与矩形框架22的底端固定；其中，柔性反光部2可以采用上边宽，下边窄的柔性反光材料13。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由火焰仿真系统方向吹向操作人员的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。
如图12所示，所述火焰仿真系统可以固定在具有箱盖的箱体中，所述矩形框架22可以固定在箱盖上，矩形框架22中间设置有多个加强筋，以加固矩形框架22强度；矩形框架22的底部和顶端均对称设置有两个的四边形的辅助架23。柔性反光部2的顶端与矩形框架22的顶端和辅助架23固定，柔性反光部2的底端与矩形框架22的底端和辅助架23固定。通过柔性反光部2设置在矩形框架22的方式，能够更加逼真的模拟由火焰仿真系统方向吹向操作人员的风向。使用时，辅助架23可以通过手动的方式相对于矩形框架22翻转，也可以通过电机带动旋转轴，驱动辅助架23相对于矩形框架22翻转。如图15所示，当采用四组辅助架23时，反光布为竖直状态，可模拟没有风的环境下火焰的状态。还可以通过电机或手动驱动的方式，实现折叠连杆的小幅度往复运动，即展开和折叠的动作交替进行，从而模拟火焰前后跳动晃动的状态。
在实施例4中，柔性反光材料13可以为具有一定反光度的布料、绸缎、薄膜等材料。柔性反光材料13上配置的配重件14可以为任意形状的具有一定质量的物体，配重件14的总重量要小于驱动部1为柔性反光材料13提供的驱动力。
在实施例4中，所述发光单元3产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部2上，使运动的柔性反光部2产生动态仿真火焰；在模拟火焰燃烧动态效果的同时，配以不同颜色光线，使得模拟的火焰从颜色上展现更加真实的视觉感；还可以通过不同颜色光线的配合或切换，实现不同类型火焰效果的模拟。所述发光单元3包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制；多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光材料13对向设置，以使LED灯组的光线能够照射在柔性反光材料13上，优选地，可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的对向的斜下侧的位置；也可以将多组不同颜色LED灯组放置在柔性反光材料13的正下方。
本实施例4中，LED灯组可以采用红色、黄色、蓝色的LED灯，LED灯组优选的设置在柔性反光材料13的对向偏下的位置，或者，设置在柔性反光材料13的前下方(为用户展现模拟火焰的方向)，以使LED灯组发出的光线能够直射或者斜射到柔性反光材料13上，通过不同颜色LED灯的组合，或者变换LED灯的颜色，呈现出不同类型和不同强度的立体火焰。
在实施例4中，为了让仿真火焰的效果更加逼真，可以在所述柔性反光部2的附件进一步设置用于模拟火焰燃烧时产生烟雾的烟机设备；在模拟火焰时，开启烟机设备，产生无害无污染的烟雾，使得模拟火焰的真实度更高。
在实施例4中，如图2所示，该火焰仿真系统还配置有控制单元4，该控制单元4可以根据外部控制指令对驱动部1和/或发光单元3进行控制。具体的，所述控制单元4包括：气路控制模块和灯光控制模块；所述气路控制模块能够基于外部的气路控制指令，产生阀控制信号，从而控制气路阀工作；所述灯光控制模块能够基于外部灯光控制指令，产生灯光控制信号，从而控制不同颜色的LED灯组发光的时间和发光的亮度。本实例中，优选地所述控制单元4采用单片机控制器；在单片机控制器中预先划分控制区域、烧写控制程序，从而实现对气路通断、灯光、语音等功能进行综合控制。也可以将气路控制模块和灯光控制模块的功能集成在单片机控制器中，利用控制器对气路和灯光进行综合控制。
该火焰仿真系统工作时，拉动箱盖，通过设置在箱盖上的矩形框架22升起柔性反光部2，利用控制单元4控制气源，在气路阀的调解下使设置在矩形框架22上的气路组件15产生驱动力，能够稳定的出气，根据使用者发出的控制指令，带有配重件14的柔性反光材料13在驱动力的作用下产生抖动效果，与此同时，控制LED灯组照射柔性反光材料13，并可以根据使用者发出的控制指令，控制单元4对LED灯组中不同颜色的LED灯进行选择控制，同时控制发光时间和亮度，最终呈现不同类型和不同强度的仿真火焰。
实施例5
如图1所示，本实施例公开了一种火焰仿真装置，该装置包括：设置在箱体20内的如实施例1、实施例2或实施例3任意一种所述的火焰仿真系统；所述火焰仿真系统中的驱动部1能够相对于箱体20收纳或伸展；该装置还配置有与箱体20转动连接的箱盖21，在装置未使用时，通过箱盖21盖合在箱体20上，对其内部的火焰仿真系统进行保护，防止灰尘、杂物等对系统的损伤。将火焰仿真系统整合到箱体20当中，使得火焰仿真系统的集成度更高，更加方便携带和使用；同时，配以用于收纳或展开的收纳装置，能够让火焰仿真系统更加方便的收纳入箱体20内。此外，还可以在箱体20上进一步配置例如语音组件19、触摸显示屏24、无线/有线通信器件等辅助装置，能够实现用户与火焰仿真装置的操作交互或数据交互。
本实施例5中，所述箱体20内设有第三驱动电机12；第三驱动电机12带动火焰仿真系统中的驱动部1相对于箱体20做翻转运动，以使所述驱动部1能够相对于箱体20收纳或伸展。如图14所示，V2分别为电机/气动马达/液压马达等驱动电机，驱动部1可以直接与驱动电机连接，也可以通过齿轮/链轮/皮带/摩擦轮与驱动电机完成相对于箱体20的翻转传动。例如气路组件15、气路板、驱动部1中的支撑架等结构翻转时，与驱动电机V2连接的框架做顺时针旋转运动，触碰到预先设置在箱体20内的传感器后动作停止。如若驱动部1中的支撑架为分体结构，则V2运动完毕后，利用V1带动第二架体6框架做顺时针旋转运动，若触碰到预先设置在第一架体5上的传感器后动作停止。利用V2带动第一架体5做顺时针翻转，触碰到预先设置在箱体20内的传感器后动作停止。通过V1和V2的配合完成例如气路组件15、气路板、驱动部1中的支撑架等结构相对于箱体20的收纳和伸展。
如图15所示，本实例中还可以通过例如气压驱动装置、液压驱动装置或电动缸等结构的伸缩运动带动例如气路组件15、气路板、驱动部1中的支撑架等结构的翻转，实现通过所述驱动部1相对于箱体20收纳或伸展。图中，C1可以为电机、气动马达、液压马达等驱动装置。C2可以为气压驱动装置、液压驱动装置或电动缸。装置工作时，C2的活塞杆伸出，从而带动与其相连的例如气路组件15、气路板、驱动部1中的支撑架等结构沿着其底部的铰链做顺时针旋转，若触碰到预先设置在箱体20内的传感器后停止运动。如若驱动部1中的支撑架为分体结构，则C2运动完毕后，C1开始动作，利用C1带动与其相连接的第二架体6沿着电机轴做顺时针选装运动，触碰到预先设置在第一架体5上的传感器后，动作停止。通过C1和C2的配合完成例如气路组件15、气路板、驱动部1中的支撑架等结构相对于箱体20的收纳和伸展。
如图1所示，该装置的箱体20上设置有语音组件19；所述语音组件19内预先录制有火焰音效和/或操作提示语音。具体的，所述语音组件19包括：存储有预先录制的火焰音效和/或操作提示语音的语音模块和设置在箱体20上的喇叭。语音模块将声音信号传送给喇叭，放大后播放出来；可播放不同火焰的音效和操作提示音。本实施例中，可以利用所述火焰仿真系统中的控制单元4接收外部控制指令，产生语音控制信号；所述语音组件19通过语音控制信号播放火焰音效或调整音量。本实施例中，语音模块还可以与单片机控制器连接，以便用户通过单片机控制器向语音模块发送控制指令，从而实现使用者对语音播放的独立控制。
如图2所示，该装置中在所述箱体20上设置有用于接入外部电源18的电源18组件；电源18组件采用单项220V供电，通过采用电源18线插接供电，使用结束后拔掉电源18，安全节能。本实施例中，也可以在箱体20内设置用于为装置提供电源18的蓄电池或超级电容，这样就可以满足在没有外接电源18的情况，依然可以正常使用火焰仿真装置，不会影响装置正常工作，待装置使用完毕后，可以对蓄电池和超级电容充电，以保证其具有充足的储备电量。
本实施例5中，为了增强装置与用户的互动性，在该装置的箱体20外部进一步配置有触摸显示屏；利用触摸显示屏完成火焰仿真系统的控制参数设置、发送控制指令、显示系统工作状态等操作。优选地，所述触摸显示屏采用LED显示屏24。本实施例中，也可以为装置单独配备遥控器，使用者可以利用遥控器远距离对火焰仿真系统进行参数调整或发送控制指令。
本实施例5中，为了进一步支持装置与外界的数据交互，在该装置上进一步配置有无线通信单元和/或有线通信接口。利用无线通信单元与服务器或终端设备进行无线数据传输，以便远程获取装置的工作数据，也可以利用有线通信接口直接与终端设备连接，完成有线数据传输，让使用者获取使用过程中的所有操作数据，从而以便后期进行数据采集和处理。通过无线或有线的传输方式，可将相关信息上传到服务器云端，上传到手机，平板等移动设备的App，便于训练人员进行查看、数据统计、数据分析和互动。其中，无线通信的方式可以采用射频通信、蓝牙通信、WIFI通信或2G/3G/4G通信等通信模块支持该装置的无线通信功能。
本实施例5中，该装置还包括：接收模块和触发模块；接收模块能够接收外部激励信号，并传输给触发模块；触发模块根据外部激励信号，产生灭火信号；所述火焰仿真系统中的发光单元3接收所述灭火信号，调整发光颜色、时间、亮度。优选地，所述接收模块采用光电接收器，所述触发模块采用灯光控制器；所述光电接收器将接收到的例如外部光信号等激励信号转换为电信号，发送给灯光控制器；灯光控制器根据接收到的电信号的时长，产生对应的灭火信号，并发送给发光单元3中的LED灯组，从而完成对LED灯的控制。本实施例中，为了降低接收模块接收到的信号传输到触发模块时的信号损耗，在连接在接收模块和触发模块之间进一步配置一个信号放大器，以对由接收模块输出的信号进行放大。本实施例中，灯光控制器还可以与单片机控制器连接，以便用户通过单片机控制器对灯光控制器进行控制，从而实现使用者对灯光单独控制，以及灭火仪与火焰仿真装置模拟演练的分立操作。
下面以箱体20内配置实施例1中所述火焰仿真系统时装置的工作过程为例，对本实施例中所述的火焰仿真装置进行说明。
该装置使用时，打开箱盖21，接通电源18(插接电源18线或电池供电)，设备启动，语音组件19播放语音提示“请您严格遵照规章使用灭火器，务必站立在上风口，距离火焰2米至3米的距离，并请随时撤离到安全区域”。手动启动或遥控启动设备，驱动部1中的支撑架按照顺序升起，使曲轴连杆机构9和柔性反光材料13折叠状态翻转成展开状态；控制曲轴连杆机构9启动，带有配重件14的柔性反光材料13在曲轴连杆机构9的带动下，形成不规则运动的背景；发光单元3发出的红色、黄色和蓝色的光投射在柔性反光材料13上，产生似火焰燃烧的仿真效果；与此同时，利用仿真烟机发出烟雾，语音组件19发出不同火焰的声音，实现演示不同种类明火火焰状态的目的。
实施例6
本实施例6中提供了一种训练设备，该设备包括：灭火仪和如实施例5中所述的火焰仿真装置；所述灭火仪向所述火焰仿真装置中的接收模块发出激励信号，所述火焰仿真系统中的控制单元4根据接收到的外部激励信号的时长，产生对应的灭火信号；所述火焰仿真系统中的发光单元3中的灯光控制器接收所述灭火信号，调整发光颜色、时间、亮度的以上一种或多种；通过灭火仪与火焰仿真装置的配合，实现对练习人员的防火演练或灭火器械使用的训练。本实施例中，用于训练的灭火仪包括：设置在仪器本体上的激光器、控制器和设置在仪器本体上控制键；所述控制键与所述控制器电连接；当使用者触动控制键时，触发控制器发出控制信号，所述激光器根据控制器发出控制信号产生激光束。通过火焰仿真装置与灭火仪的通讯和信号交互，呈现出火焰燃烧、逐渐熄灭、完全熄灭、复燃四种状态。
本实施例6中，为了配合演练，单片机控制器内可设有计时功能，记录操作人员开始灭火开到停止灭火的用时，并提示操作训练人员的灭火时间，也可以设定时间阈值，在规定时间内完成灭火动作，若在规定阈值内未完成灭火动作，则提示灭火失败。本实施例中，单片机控制器采用STC12C5410AD芯片，对于单片机控制器的划分控制区域、烧写处理程序、设置控制参数等操作均属于本领域普通技术人员熟知的技术，在此不再赘述。
本实施例6中，根据训练的需要可以利用多组不同颜色的LED灯组模拟常见多种类型的火灾火焰，例如，
A类火灾：固体物质火灾；
B类火灾：液体或可熔化的固体物质火灾；
C类火灾：气体火灾；
D类火灾：金属火灾；
E类火灾：带电火灾；
F类火灾：烹饪器具内的烹饪物火灾。
此处，以红色、黄色和蓝色LED灯组的之间的配合对模拟的火焰类型进行举例描述。红色可为火焰最外层火焰的颜色，黄色可为中间层火焰的颜色，蓝色可为最里层火焰的颜色。根据预先设置的模拟火焰熄灭顺序，在训练灭火时，可以依次将三层火焰层层熄灭，当三组LED灯组全部达到设定的参数时，三组灯光即可熄灭，若有某组LED灯没有达到预先设定的熄灭要求，则这组灯光保持发光，且在预设时间内模拟火焰未熄灭，则其他灯组将重新点亮，模仿火焰复燃的状态，表明灭火失败；此时单片机控制控制器会控制语音组件19发出灭火失败等声音。对于单片机控制器中模拟灭火时设置的参数可以包括：灭火时间，灭火位置，灭火仪喷射力度(即发光强度)等。
本实施例6中，通过不同颜色的LED灯组的配合照射，能够呈现不同类型和不同强度的火焰，从而增强火焰仿真的效果。为了配合不同类型和不同强度的火焰进行演练，可以在单片机控制器中对应设置灭火难度的，例如根据火焰的灭火时间是否达到预设定值、灭火位置是否精准、灭火喷射力度是否达到对应的等级等进一步设置火焰不同难度等级，使用者可以根据需要进行选择难易程度。
基于上述描述，本实施例中所述训练设备在演练过程中，火焰仿真装置接收灭火器发出的激励信号，根据单片机控制器控LED灯组和驱动部1产生的驱动力，通过二者的配合，模拟火焰被扑灭的状态。通过持续接收到激励信号或累计信号后，灯组的亮度会逐渐变小直到逐渐关闭，驱动部1产生的驱动力也逐渐变小直到停止驱动。在设定时间内，若发光单元3整体没有获得满足灭火要求的信号，则已经关闭的灯组会再次逐渐开启，模拟火焰复燃。灭火结束，语音模块播放操作人员的灭火时间或播放本次灭火失败提示。根据训练需求，可以调整训练难度，同样，只有正确操作灭火仪，接收模块才能接收到符合灭火要求的信号，在规定时间内将由发光单元3和驱动部1模拟的火焰熄灭，调动了训练人员的紧张感。
综上所述，本申请所述方案能够逼真的对火焰燃烧的动态效果进行仿真；通过与灭火仪的配合有效解决传统消防训练练习布置明火时对场地的苛刻要求，同时避免资源浪费和环境污染，更好的人员练习和消防常识的普及推广。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (61)
1.一种火焰仿真系统，其特征在于，该系统包括：驱动部(1)、柔性反光部(2)和发光单元(3)；
所述柔性反光部(2)悬挂在所述驱动部(1)上或悬挂在悬挂部上；
所述驱动部(1)沿所述柔性反光部(2)所在方向产生至少一组驱动力，带动所述柔性反光部(2)产生不规则运动；
所述发光单元(3)产生至少一种有色光束照射在所述柔性反光部(2)上，使运动的柔性反光部(2)产生动态仿真火焰。
2.根据权利要求1所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述驱动部(1)包括：设置在支撑架上的曲轴连杆机构(9)和第一驱动电机(7)；
所述第一驱动电机(7)驱动曲轴连杆机构(9)沿所述柔性反光部(2)所在方向产生至少一组驱动力。
3.根据权利要求2所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述曲轴连杆机构(9)包括：主轴颈和通过曲轴臂与所述主轴颈连接的至少两个连杆轴颈；每个连杆轴颈上设有一个连杆组件(10)。
4.根据权利要求3所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述连杆组件(10)包括：第一连杆和第二连杆；
所述第一连杆的一端与所述连杆轴颈转动连接，其另一端与第二连杆的一端铰接；
所述第二连杆的另一端用于与所述柔性反光部(2)连接；
所述第二连杆的杆体通过转接件(11)与所述支撑架固定连接。
5.根据权利要求2至4任一项所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述曲轴连杆机构(9)中相邻两连杆组件(10)产生的驱动力的方向相反。
6.根据权利要求2至4任一项所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述支撑架包括：第一架体(5)和第二架体(6)；所述第二架体(6)与所述第一架体(5)铰接，且能够相对于第一架体(5)做翻转运动；
所述柔性反光部(2)的顶部与所述第二架体(6)的顶部固定。
7.根据权利要求6所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述第一驱动电机(7)和主轴颈设置在第一架体(5)上；所述第二连杆通过转接件(11)设置在第二架体(6)上。
8.根据权利要求6所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述支撑架上设有第二驱动电机(8)，所述第二驱动电机(8)驱动第二架体(6)相对于第一架体(5)做翻转运动；或者，
所述支撑架上设有液压/气压驱动装置，所述液压/气压驱动装置的驱动杆运动带动带动第二架体(6)相对于第一架体(5)做翻转运动；或者，
所述支撑架上设有第二驱动电机(8)和链轮/带轮传动机构，所述第二驱动电机(8)驱动链轮/带轮传动机构中的主传动轮运动，通过链/带传动带动副传动轮运动，从而带动与副传动轮固定的第二架体(6)相对于第一架体(5)做翻转运动。
9.根据权利要求1或2所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述柔性反光部(2)包括：柔性反光材料(13)和固定在所述柔性反光材料(13)上的多个配重件(14)。
10.根据权利要求9所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述柔性反光材料(13)的顶部与驱动部(1)的顶部固定；
所述柔性反光材料(13)通过所述曲轴连杆机构(9)的拉拽或推打运动，使柔性反光材料(13)产生不规则运动。
11.根据权利要求1或10所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述发光单元(3)包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制。
12.根据权利要求11所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光部(2)对向设置，以使LED灯组的光线能够照射在柔性反光部(2)上；或者，
所述多组不同颜色LED灯组设置在柔性反光部(2)的下方。
13.根据权利要求1所述的火焰仿真系统，其特征在于，该系统还包括：设置在所述柔性反光部(2)附近的用于模拟火焰燃烧时产生烟雾的烟机设备。
14.根据权利要求1、2、8、12所述的火焰仿真系统，其特征在于，该系统还包括：用于基于外部控制指令对驱动部(1)和/或发光单元(3)进行控制的控制单元(4)。
15.根据权利要求14所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述控制单元(4)基于至少一个外部控制指令，输出用于控制第一驱动电机(7)的第一控制信号、用于控制第二驱动电机(8)或气压/液压/电缸驱动装置的第二控制信号、用于控制LED灯组工作状态的灯光控制信号的以上控制信号的一种或多种。
16.根据权利要求1所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述驱动部(1)包括：气路组件(15)和与所述气路组件(15)连接的气源；
所述气路组件(15)利用由所述气源输入的高压气体，沿所述柔性反光部(2)所在方向产生至少一组驱动力。
17.根据权利要求16所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述气路组件(15)包括：多个气路通道；每个气路通道的出口朝向柔性反光部(2)；
每个气路通道上设有气路阀，并通过气路阀控制每条气路通道的通断。
18.根据权利要求16所述的火焰仿真系统，其特征在于，相邻两个出气口的出气状态或出气速率不同。
19.根据权利要求16所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述驱动部(1)还包括：用于为气源充气的充气泵。
20.根据权利要求16所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述柔性反光部(2)包括：柔性反光材料(13)和固定在所述柔性反光材料(13)上的多个配重件(14)；
所述柔性反光材料(13)的一侧与所述悬挂部的顶部固定，以使所述柔性反光材料(13)能够悬挂在所述悬挂部上；
所述柔性反光材料(13)的另一侧与悬挂部固定或用于承载所述火焰仿真系统的箱体固定。
21.根据权利要求16所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述发光单元(3)包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制；
所述多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光部(2)对向设置，以使LED灯的光线能够照射在所述柔性反光部(2)上；或者，`
所述多组不同颜色LED灯组设置在所述柔性反光部(2)的下方。
22.根据权利要求16、17或21所述的火焰仿真系统，其特征在于，该系统还包括：用于基于外部控制指令对驱动部(1)和/或发光单元(3)进行控制的控制单元(4)。
23.根据权利要求22所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述控制单元(4)基于至少一个外部控制指令，输出用于控制气路阀的阀控制信号和/或用于控制LED灯组工作状态的灯光控制信号。
24.根据权利要求1所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述驱动部(1)包括：设置在支撑架上的至少一个振动机构(16)和至少两个连接杆；所述连接杆的一端与振动机构(16)连接，其另一端与柔性反光部(2)连接；
所述振动机构(16)驱动连接杆沿所述柔性反光部(2)所在方向产生至少一组驱动力。
25.根据权利要求24所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述振动机构(16)包括：曲轴振动电机组和联动件；振动电机通过联动件为连接杆提供振动力；或者，
所述振动机构(16)包括：分别与每个连接杆单独连接的直线振动电机。
26.根据权利要求25所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述曲轴振动电机组包括：至少一对反向放置的曲轴电机。
27.根据权利要求25所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述联动件包括：设有电机组固定口的联动盘，所述连接杆与联动盘铰接；或者，
所述联动件连动杆，所述连接杆与连动杆铰接。
28.根据权利要求25所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述曲轴振动电机组通过减震机构与所述支撑架固定。
29.根据权利要求28所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述减震机构包括：固定架和多个减震弹簧；
所述振动机构(16)设置在固定架内，所述多个减震弹簧对称设置在所述固定架外部；
所述减震弹簧的一端与支撑架固定，其另一端与固定架固定。
30.根据权利要求25所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述直线振动电机设置在悬挂部底部。
31.根据权利要求24所述的火焰仿真系统，其特征在于，相邻两个连接杆的振动相位或振动频率不同。
32.根据权利要求24所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述柔性反光部(2)包括：柔性反光材料(13)；
所述柔性反光材料(13)的一侧与所述悬挂部顶部固定，以使所述柔性反光材料(13)能够悬挂在所述悬挂部上；
所述柔性反光材料(13)的另一侧与悬挂部固定或用于承载所述火焰仿真系统的箱体固定。
33.根据权利要求20、32所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述悬挂部为液压升降机构、气压升降机构、电缸升降机构或连杆升降机构。
34.根据权利要求24所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述发光单元(3)包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制；
所述多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光部(2)对向设置，以使LED灯的光线能够照射在所述柔性反光部(2)上；或者，所述多组不同颜色LED灯组设置在所述柔性反光部(2)的下方。
35.根据权利要求11所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光部(2)对向设置，以使LED灯的光线能够照射在所述柔性反光部(2)上；或者，
所述多组不同颜色LED灯组设置在柔性反光部(2)的下方。
36.根据权利要求24、25或34所述的火焰仿真系统，其特征在于，该系统还包括：用于基于外部控制指令对驱动部(1)和/或发光单元(3)进行控制的控制单元(4)。
37.根据权利要求36所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述控制单元(4)基于至少一个外部控制指令，输出用于控制振动机构(16)的振动控制信号和/或用于控制LED灯组工作状态的灯光控制信号。
38.根据权利要求1所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述驱动部(1)设置在悬挂部上；所述驱动部(1)包括：气路组件(15)和与所述气路组件(15)连接的气源；
所述气路组件(15)利用由所述气源输入的高压气体，沿所述柔性反光部(2)所在方向产生至少一组驱动力。
39.根据权利要求38所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述气路组件(15)包括：多个设置在悬挂部上的气路通道；每个气路通道的出口朝向柔性反光部(2)；
每个气路通道上设有气路阀，并通过气路阀控制每条气路通道的通断。
40.根据权利要求39所述的火焰仿真系统，其特征在于，相邻两个出气口的出气状态或出气速率不同。
41.根据权利要求38所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述柔性反光部(2)包括：柔性反光材料(13)和固定在所述柔性反光材料(13)上的多个配重件(14)；
所述柔性反光材料(13)的边缘与所述悬挂部固定，以使所述柔性反光材料(13)能够悬挂在所述悬挂部上。
42.根据权利要求38所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述发光单元(3)包括：灯光控制器和多组不同颜色的LED灯组；所述灯光控制器基于灯光控制信号对多组不同颜色的LED灯组进行控制；
所述多组不同颜色LED灯组与所述柔性反光部(2)对向设置，以使LED灯的光线能够照射在所述柔性反光部(2)上；或者，`
所述多组不同颜色LED灯组设置在所述柔性反光部(2)的下方。
43.根据权利要求38、39或42所述的火焰仿真系统，其特征在于，该系统还包括：用于基于外部控制指令对驱动部(1)和/或发光单元(3)进行控制的控制单元(4)。
44.根据权利要求43所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述控制单元(4)基于至少一个外部控制指令，输出用于控制气路阀的阀控制信号和/或用于控制LED灯组工作状态的灯光控制信号。
45.根据权利要求38或41所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述悬挂部包括：矩形框架(22)和旋转设置在矩形框架(22)上端和/或下端的至少两个辅助架(23)；
所述柔性反光部(2)的左右两个边缘与矩形框架(22)固定；所述柔性反光部(2)的上下两个边缘与矩形框架(22)和辅助架(23)固定。
46.根据权利要求38或41所述的火焰仿真系统，其特征在于，所述两个辅助架(23)轴对称设置。
47.一种火焰仿真装置，其特征在于，该装置包括：设置在箱体内的如权利要求1至46任一项所述的火焰仿真系统；
所述火焰仿真系统中的驱动部(1)能够相对于箱体收纳或伸展。
48.根据权利要求47所述的火焰仿真装置，其特征在于，所述箱体内设有第三驱动电机(12)；第三驱动电机(12)带动所述驱动部(1)相对于箱体做翻转运动，以使所述驱动部(1)能够相对于箱体收纳或伸展。
49.根据权利要求47所述的火焰仿真装置，其特征在于，该装置还包括：设置在箱体上的语音组件；
所述语音组件内预先录制有火焰音效和/或操作提示语音。
50.根据权利要求49所述的火焰仿真装置，其特征在于，所述语音组件包括：存储有预先录制的火焰音效和/或操作提示语音的语音模块和设置在箱体上的喇叭。
51.根据权利要求49所述的火焰仿真装置，其特征在于，所述火焰仿真系统中的控制单元(4)还接收外部控制指令，产生语音控制信号；
所述语音组件通过语音控制信号播放火焰音效或调整音量。
52.根据权利要求47所述的火焰仿真装置，其特征在于，该装置还包括：设置在箱体上的用于接入外部电源(18)的电源(18)组件；和/或，
置于箱体内部的用于为装置提供电源(18)的蓄电池或超级电容。
53.根据权利要求47所述的火焰仿真装置，其特征在于，该装置还包括：触摸显示屏(24)，用于设置火焰仿真系统的控制参数、发送控制指令、显示系统工作状态的以上功能的一种或多种；或者，该装置还配置有：遥控器，用于设置火焰仿真系统的控制参数和发送控制指令。
54.根据权利要求47所述的火焰仿真装置，其特征在于，该装置还包括：设置在箱体上的无线通信单元，用于与服务器或终端设备进行无线数据传输；或者，
设置在箱体上的有线通信接口，用于与终端设备进行有线数据传输。
55.根据权利要求54所述的火焰仿真装置，其特征在于，所述无线通信的方式为射频通信、蓝牙通信、WIFI通信或2G/3G/4G通信。
56.根据权利要求54所述的火焰仿真装置，其特征在于，该装置还包括：接收模块，用于接收外部激励信号；
所述控制单元(4)，根据接收到的外部激励信号的时长，产生对应的灭火信号；
所述火焰仿真系统中的发光单元(3)接收所述灭火信号，调整发光颜色、时间、亮度的以上一种或多种。
57.根据权利要求56所述的火焰仿真装置，其特征在于，所述接收模块采用光电接收器；所述光电接收器将接收到的外部光信号转换为电信号。
58.根据权利要求56所述的火焰仿真装置，其特征在于，该装置还包括：连接在接收模块输出端的信号放大器。
59.一种训练设备，其特征在于，该设备包括：灭火仪和如权利要求38至56任意一项所述的火焰仿真装置；
所述灭火仪向所述火焰仿真装置中的接收模块发出激励信号，所述控制单元(4)根据接收到的外部激励信号的时长，产生对应的灭火信号；
所述火焰仿真系统中的发光单元(3)接收所述灭火信号，调整发光颜色、时间、亮度的以上一种或多种。
60.根据权利要求59所述的训练设备，其特征在于，所述灭火仪包括：设置在仪器本体上的激光器和控制器；所述激光器根据控制器发出控制信号产生激光束。
61.根据权利要求59所述的训练设备，其特征在于，所述灭火仪还括：设置在仪器本体上控制键；所述控制键与所述控制器电连接。
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