CN110237469B - 一种消防炮体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带绝对位置反馈和手自动转换的消防炮。包括水平传动总成和俯仰传动总成及其设置的驱动机构，驱动机构由电机、传动蜗杆和齿轮组构成；电机输出轴与传动蜗杆为可分离离合结构用于实现切断或结合转动传输；传动蜗杆与齿轮组转动联接并与绝对位置传感器转动联接获得水平或俯仰角度信息，传动蜗杆另一端设置手动摇轮。本发明公开了一种具体采用绝对位置传感器获得准确喷射角度的紧凑结构，解决了消防炮移动时绝对位置的信息采集与传输，绝对位置传感器能够实时反馈角度、行程位置给控制器，以便操作人员准确调整喷射角度和行程；手自动转换装置与传动结构匹配能够去除手动操作时电机带来的附加力更快速改变喷雾角度。

Description

一种消防炮体

技术领域

本发明属于消防设备设计技术领域，尤其属于消防设备中可自动调节喷射状态的消防炮设计技术领域，特别涉及一种带绝对位置反馈和手动自动转换的消防炮体。

背景技术

现有消防设备已经实现自动预警并根据火灾情况进行准确的自动调整喷射灭火。

中国申请201420552773.6公开了一种消防炮，包括炮身，炮身上设置有主体管和喷水炮筒，还设置有回转机构和俯仰机构实现消防炮全角度转动喷射，该消防炮可以根据热度传感器来辨别火点，同时还可以通过控制箱控制俯仰机构与回转机构来调节所要喷水的位置。

中国申请201610425466.5公开了一种可按任意设定路径自动灭火的消防水炮控制系统和控制方法，在控制系统中，以水平位置编码器和俯仰位置编码器分别反馈水炮喷口在水平方位上和俯仰方向的位置信息；以水平限位传感器和俯仰限位传感器限定水炮喷口在水平方向上和俯仰方向上的转动范围，并用来标定水炮喷口在水平方向和俯仰方向的位置信息；以摇杆控制器用来发送水炮工作的各种指令；以控制中心接收摇杆控制器的指令，并结合位置编码器和限位传感器的传感信息驱动三个电机实现水炮的灭火过程。该申请能够记忆存储预先设定的水炮灭火路径，在无人干预的情况下实现水炮按照设定的路径自动循环灭火。

现有电控消防炮在灭火作业时消防喷头移动不能准确得到位置信息，不能有效的知道绝对的喷雾角度，上述申请提出了获得和控制消防炮角度的技术，但对于如何更准确获得角度和设置角度现有技术没有公开其结构。绝对位置传感器能够实时反馈消防炮移动行程位置给控制器，控制器通过通信线路传输给位于远端的计算机或HMI，并显示在用户界面上，能够使操作人员准确调整消防炮体的喷射角度。

同时，现有电控消防炮在灭火操作过程中由电机驱动传动装置调整喷射角度，当电机掉电时消防员手动操作摇轮驱动传动装置调整喷雾角度。电机没有与传动装置分离时电机自带的附加力没有消除，电机自带的附加力会给消防员手动操作带来额外的阻力，增加了消防员劳动强度继而减慢了喷射角度的调整速度。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种带绝对位置反馈和手自动转换的消防炮。本发明要解决的问题是提供一种采用绝对位置传感器获取准确的喷射角度、实现准确控制喷射并能够方便在手自动控制方式间转换的消防炮体。

本发明通过以下技术方案实现：

一种消防炮体，包括底座总成、水平传动总成、电控总成、炮体弯管总成、俯仰传动总成和出口弯管总成，所述水平传动总成和俯仰传动总成均包括驱动机构，驱动机构包括电机及其驱动的传动蜗杆，传动蜗杆驱动套装管道上的传动涡轮转动实现消防炮水平或俯仰调整，其特征在于：

所述驱动机构由依次驱动联接的电机、传动蜗杆和齿轮组构成；电机输出轴与传动蜗杆为可分离离合结构用于实现切断或结合转动传输；传动蜗杆与齿轮组转动联接并与绝对位置传感器转动联接用于获得水平或俯仰角度的绝对位置信息，传动蜗杆另一端设置手动摇轮。

进一步所述电机输出轴与传动蜗杆可分离离合结构包括同轴线安装的传动蜗杆、电机花键二、电机花键一、电机花键轴套和弹簧，还包括电机花键轴套剥离偏心轴；电机输出轴与电机花键一固定连接，电机花键二与传动蜗杆固定连接，电机花键二与电机花键一同轴线相对安装并保留一定间隙，电机花键轴套一侧设置弹簧、另一侧有电机花键轴套剥离偏心轴驱动电机花键轴套在电机花键一和电机花键二上的滑动实现传动的分离和结合。

所述传动蜗杆与电机花键二固定连接后端设置用于限位电机花键轴套滑动的花键定位套。

所述电机花键轴套剥离偏心轴轴线与电机花键轴套轴线垂直设置，并由玻珠螺栓固定。

本发明所述齿轮组为变速传动齿轮组，包括：传动前端的双联齿，传动后端的平齿；传动蜗杆同轴的传动齿驱动双联齿、双联齿驱动平齿、平齿驱动绝对位置传感器输入轴带动绝对位置传感器获得水平或俯仰移动的绝对位置信息。

所述齿轮组通过绝对位置传感器输入轴驱动绝对位置传感器，绝对位置传感器输入轴转动角度与传动蜗轮转动角度成固定的比例关系。

本发明实现了消防炮体喷射方向绝对位置的信息采集与传输，绝对位置传感器能够实时传输喷射方向位置，操作人员能够更快更准的对准火源。手自动转换结构使电机与传动装置分离，去除了电机带来的附加力能够减少消防员复杂操作及其劳动强度，消防员能够快速的驱动传动装置调整喷雾角度，有效的扑灭火源。

本发明采用可分离花键离合结构和齿轮组结合的传动结构，传动结构紧凑可靠；可分离花键离合结构传动可靠稳定，传动分离操作方便；齿轮组采用变速设计，将最后驱动的绝对位置传感器的电位器感应轴转动角度与传动蜗轮转动角度设计为成线性的比例关系，角度转换方式简单可行，无需进行角度转换，实现了功能结构的小型、紧凑、稳定，传动可靠准确。

本发明有益性：本发明公开了一种具体采用绝对位置传感器获得准确喷射角度的紧凑结构，解决了消防炮移动时绝对位置的信息采集与传输，绝对位置传感器能够实时反馈角度、行程位置给控制器，控制器通过通信线路传输给位于远端的计算机或HMI，并显示在用户界面上，以便操作人员准确调整喷射角度和行程。本发明手自动转换装置与传动结构匹配，操作方便，能够去除手动操作时电机带来的附加力，让手动操作更省力，操作人员能够更快速的手动改变喷雾角度。

附图说明

图1为本发明消防炮示意图；

图2为本发明零部件组装示意图；

图3为本发明零部件局部一组装示意图；

图4为本发明零部件局部二组装示意图；

图5为本发明外形组装示意图；

图6为本发明外形组装示意图；

图7为图6-D-D剖面示意图；

图8为图5-F-F剖面示意图；

图中，1a是底座总成，2a是水平传动总成，3a是电控总成，4a是炮体弯管总成，5a是俯仰传动总成，6a是出口弯管总成，1是传动蜗轮，2是密封圈，3是滑动钢珠，4是密封圈，5是密封圈，6是蜗壳，7是黄油进油嘴，8是深沟球轴承，9是平面推力轴承，10是密封圈，11是密封圈，12是轴承锁紧块，13是不锈钢螺栓，14是手动摇轮，15是大盘头螺栓，16是钢珠锁紧螺栓，17是蜗轮堵转螺栓，18是深沟球轴承，19平面推力轴承，20是密封圈，21是密封圈，22是电机过度板，23是不绣钢螺栓，24是密封圈，25是传动蜗杆，26是开花锁紧销，27传动齿，28是花键定位套，29是电机花键二，30是电机花键一，31是电机花键轴套，32是弹簧，33是绝对位置传感器外套，34是不绣钢螺栓，35是电机，36是电机外壳，38是防水电缆接头，39是绝对位置传感器，40是绝对位置传感器安装板，41是电机花键轴套剥离偏心轴，42是玻珠螺栓，43是齿轮定位轴，44是绝对位置传感器输入轴，45是双联齿，46是平齿。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

结合附图。

本发明消防炮包括底座总成1a、水平传动总成2a、电控总成3a、炮体弯管总成4a、俯仰传动总成5a和出口弯管总成6a，本发明水平传动总成2a和俯仰传动总成5a均包括驱动机构，驱动机构包括电机35及其驱动的传动蜗杆25，传动蜗杆25驱动套装管道上的传动涡轮1转动实现消防炮水平或俯仰调整。

驱动机构由依次驱动联接的电机35、传动蜗杆25和齿轮组构成；电机输出轴与传动蜗杆25为可分离离合结构用于实现切断或结合转动传输；传动蜗杆25与齿轮组转动联接并与绝对位置传感器39转动联接用于获得水平或俯仰移动的绝对位置信息，传动蜗杆25另一端设置手动摇轮14。

电机输出轴与传动蜗杆25可分离离合结构包括同轴线安装的传动蜗杆25、电机花键二29、电机花键一30、电机花键轴套31和弹簧32，还包括电机花键轴套剥离偏心轴41；电机输出轴与电机花键一30固定连接，电机花键二29与传动蜗杆25固定连接，电机花键二29与电机花键一30同轴线相对安装并保留一定间隙，电机花键轴套31一侧设置弹簧32、另一侧有电机花键轴套剥离偏心轴41驱动在电机花键一30和电机花键二29上的滑动实现传动的分离和结合。

传动蜗杆25与电机花键二29固定连接后端设置用于限位电机花键轴套31滑动的花键定位套28。

电机花键轴套剥离偏心轴41轴线与电机花键轴套31轴线垂直设置，并由玻珠螺栓42固定。

齿轮组为变速传动齿轮组，包括：传动前端的双联齿45，传动后端的平齿46；传动蜗杆25同轴的传动齿27驱动双联齿45、双联齿45驱动平齿46、平齿46驱动绝对位置传感器输入轴44带动绝对位置传感器39获得水平或俯仰移动的绝对位置信息。

齿轮组通过绝对位置传感器输入轴44驱动绝对位置传感器，绝对位置传感器输入轴44转动角度与传动蜗轮25转动角度成固定的比例关系。

下面以一具体消防炮体驱动机构的结构说明本发明。

带绝对位置传感器和手自动快速转换的消防炮体，包括底座总成1a、水平传动总成2a、电控总成3a、炮体弯管总成4a、俯仰传动总成5a和出口弯管总成6a；底座总成1a连接法兰与水平传动总成2a连接，水平传动总成2a与炮体弯管总成4a连接，炮体弯管总成4a与俯仰传动总成5a连接,俯仰传动总成5a与出口弯管总成6a连接，带压水流从底座总成1a进入，通过水平传动总成2a、炮体弯管总成4a、俯仰传动总成5a从出口弯管总成6a喷出，喷射方向由水平传动总成2a、俯仰传动总成5a通过电控总成3a控制旋转角度，水平传动总成2a与俯仰传动总成5a成垂直关系分别控制水平旋转角度和俯仰旋转角度，旋转方向位置信息由绝对位置传感器39传输到电控总成3a，控制器通过通信线路传输给位于远端的计算机或HMI，并显示在用户界面上，以便操作人员准确对准火源.

本发明绝对位置信息的获取通过绝对位置传感器39获得。如图所示，传动齿27固定在传动蜗杆25上，花键定位套28固定在传动蜗杆25上，电机花键二29固定在传动蜗杆29上，电机花键一30固定在电机35的输出轴上，电机花键轴套31与电机35同心安装在电机花键一30上，弹簧32与电机花键轴套31同心安装在电机花键一30上并可滑动，弹簧32推动电机花键轴套31使其与电机花键二29连接，电机花键二29与电机花键一30有一定间隙，电机35固定在电位器外套33上，双联齿45与齿轮定位轴43同心安装在电机过度板22上，双联齿45与齿轮定位轴43能独立旋转，平齿46固定在绝对位置传感器输入轴44上，绝对位置传感器39安装在绝对位置传感器安装板40上，绝对位置传感器安装板40固定在绝对位置传感器外套33上，绝对位置传感器39与绝对位置传感器输入轴44同心联接，防水电缆接头38固定在电机外壳36上，电机外壳36安装在绝对位置传感器外套33上，绝对位置传感器外套33与电机过度板22联接固定，当电机35输出轴转动时固定在电机35输出轴上的电机花键一30驱动电机花键轴套31旋转，电机花键轴套31驱动固定在传动蜗杆25上的电机花键二29，电机花键二29带动传动蜗杆25转动，传动蜗杆25带动固定在传动蜗杆25上的传动齿27，传动齿27驱动双联齿45，通过设计确定的齿轮数来调整输送到平齿46上的转速，平齿46转动带动绝对位置传感器输入轴44，绝对位置传感器输入轴44带动绝对位置传感器39的绝对位置传感器感应轴，当传动蜗轮25转动N度时绝对位置传感器39感应轴也相应转动N度，进而驱动电流信号传输到电控总成3a反馈位置信息，无需进行角度换算。

可分离离合结构手用于实现切断或结合转动传输。如图所示，传动齿27固定在传动蜗杆25上，花键定位套28固定在传动蜗杆25上，电机花键二29固定在传动蜗杆25上，电机花键一30固定在电机35输出轴上，电机花键轴套31与电机35同心安装在电机花键一30上，弹簧32与电机花键轴套31同心安装在电机花键一30上，弹簧32推动电机花键轴套31使其与电机花键二29连接，电机花键二29与电机花键一30有一定间隙，电机花键轴套剥离偏心轴41安装在电位器外套33上由玻珠螺栓42固定，电机花键轴套剥离偏心轴41与电机花键轴套31成垂直关系，当需要手动功能时，旋转电机花键轴套剥离偏心轴41推动电机花键轴套31使弹簧32往后压缩使电机花键轴套31与电机花键二29分离或其他方式使电机花键轴套31与电机花键二29分离从而使电机35与传动机构分离减少电机附加力。

Claims (2)

1.一种消防炮体，包括底座总成、水平传动总成、电控总成、炮体弯管总成、俯仰传动总成和出口弯管总成，所述水平传动总成和俯仰传动总成均包括驱动机构，驱动机构包括电机及其驱动的传动蜗杆，传动蜗杆驱动套装管道上的传动涡轮转动实现消防炮体水平或俯仰调整，其特征在于：

所述驱动机构由依次驱动联接的电机、传动蜗杆和齿轮组构成；电机输出轴与传动蜗杆为可分离离合结构用于实现切断或结合转动传输；传动蜗杆与齿轮组转动联接并与绝对位置传感器转动联接用于获得水平或俯仰移动的绝对位置信息，传动蜗杆另一端设置手动摇轮；

所述电机输出轴与传动蜗杆可分离离合结构包括同轴线安装的传动蜗杆、电机花键二、电机花键一、电机花键轴套和弹簧，还包括电机花键轴套剥离偏心轴；电机输出轴与电机花键一固定连接，电机花键二与传动蜗杆固定连接，传动蜗杆与电机花键二固定连接后端设置用于限位电机花键轴套滑动的花键定位套，电机花键二与电机花键一同轴线相对安装并保留一定间隙，电机花键轴套一侧设置弹簧、另一侧有电机花键轴套剥离偏心轴驱动电机花键轴套在电机花键一和电机花键二上的滑动实现传动的分离和结合；电机花键轴套剥离偏心轴轴线与电机花键轴套轴线垂直设置，并由玻珠螺栓固定；

所述齿轮组为变速传动齿轮组，包括：传动前端的双联齿，传动后端的平齿；传动蜗杆同轴的传动齿驱动双联齿、双联齿驱动平齿、平齿驱动绝对位置传感器输入轴带动绝对位置传感器获得绝对位置信息。

2.根据权利要求1所述的消防炮体，其特征在于：所述齿轮组通过绝对位置传感器输入轴驱动绝对位置传感器，绝对位置传感器输入轴转动角度与传动蜗轮转动角度成固定的比例关系。