CN110393872A - 一种森林消防自动控制灭火系统 - Google Patents

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许怡玲
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张京
任贺
邱岩
仲亮
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于文生
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Abstract

一种森林消防自动控制灭火系统，属于森林防火技术领域。本发明为了解决现有消防设备不能够兼具查找火源并及时实施扑救，避免火灾蔓延造成经济损失的问题。本发明包括底座、转动座、支架、轴承座、消防水枪枪体和电动推杆，转动座转动安装在底座上，支架安装在转动座的上端面，支架的顶部安装有轴承座，轴承座内安装有转轴，消防水枪枪体固定安装在转轴上，所述的转动座上还安装有电动推杆，电动推杆的输出端与消防水枪枪体建立连接，消防水枪枪体上套装有摄像头。本发明具有两个自由度，提高了系统的机动性，保证了火源查找和扑灭的精度，同时本发明动作灵活、活动范围大，可以在多种情况下动作。

Description

一种森林消防自动控制灭火系统
技术领域
本发明涉及一种灭火设备，属于森林防火技术领域。
背景技术
森林火灾是森林最危险的敌人，也是林业最可怕的灾害，它会给森林带来最有害，最具有毁灭性的后果，森林火灾不但烧毁成片的森林，伤害林内的动物，而且还降低森林的繁殖能力，引起土壤的贫瘠并破坏森林涵养水源，甚至会导致生态环境失去平衡；在火灾发生时火势蔓延与拓展速度快，无法靠近火源的情况下如何迅速有效地进行扑救，成为当下森林保护领域研究的热点问题。
现有的防火工作方式大多是人工瞭望和远程视频监控系统，人防巡查面积小、花费时间长、工作量大、林区边缘死角难以顾及，预报火灾及时性也很低；远程监控系统的实时视频传输需要庞大且昂贵的通信网络，工作人员也要24小时不间断的监视各测试点传送的视频，而且当火灾发生时，由于受某些地理环境的限制，人和消防车将无法顺利抵达现场，会延误火情的扑救。
基于上述描述，亟需提出一种具备查找火源并直接扑灭火源，且具有自动控制功能的森林防火巡防设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有消防设备不能够兼具查找火源并及时实施扑救，避免火灾蔓延造成经济损失的问题，进而提供一种森林消防自动控制灭火系统。
本发明的技术方案：
一种森林消防自动控制灭火系统，它具有两个自由度，包括底座、转动座、支架、轴承座、消防水枪枪体和电动推杆，转动座转动安装在底座上，支架安装在转动座的上端面，支架的顶部安装有轴承座，轴承座内安装有转轴，消防水枪枪体固定安装在转轴上，所述的转动座上还安装有电动推杆，电动推杆的输出端与消防水枪枪体建立连接，消防水枪枪体上套装有摄像头。
进一步地、所述的转动座的底端面安装有外齿齿轮盘，所述的底座的上端面通过滚轮支架，滚轮支架上通过滚轮轴滚动安装有滚轮，滚轮用于支撑外齿齿轮盘，所述的底座上还安装有减速电机支座，减速电机支座上安装有减速电机，减速电机的输出端安装有驱动齿轮，驱动齿轮与外齿齿轮盘啮合。
进一步地、所述的支架为“门形架“，支架的顶部安装有两个对称设置的轴承座。
进一步地、所述的转轴上安装有枪夹体，消防水枪枪体被夹紧安装在枪夹体内。
进一步地、所述的枪夹体包括呈镜像设置的两个夹瓣，每个夹瓣的本体内侧面上加工有用于夹持消防水枪枪体的弧形槽口，夹瓣的上下两端具有安装耳，夹瓣的外侧面上安装有紧固螺母。
进一步地、所述的消防水枪枪体上具有进气接嘴。
进一步地、所述的消防水枪枪体上安装有舵机和枪体开关阀门。
本发明具有以下有益效果：一种森林消防自动控制灭火系统，它具有两个自由度，包括实现枪体360°转动自由度和枪体俯仰动作自由度，其中枪体360°方位角转动能够有效保证枪实现针对不同方位火源进行精准查找和扑灭，枪体自由俯仰动作有效实现枪体高扬程灭火；该系统具有的自由度提高了系统的机动性，保证了火源查找和扑灭的精度。本发明动作灵活、活动范围大，可以在多种情况下动作。
附图说明
图1是一种森林消防自动控制灭火系统的立体图；
图2是一种森林消防自动控制灭火系统的主视图；
图3是图1中A处的放大视图；
图4是枪夹体的立体图；
图5是枪夹体与消防水枪枪体的安装示意图；
图6是具体实施方式九的控制系统图；
图中1-底座，2-转动座，3-支架，4-轴承座，5-消防水枪枪体，6-电动推杆，7-转轴，8-摄像头，9-外齿齿轮盘，10-滚轮支架，11-滚轮轴，12-滚轮，13-减速电机支座，14-减速电机，15-驱动齿轮，16-枪夹体，17-夹瓣，18-弧形槽口，19-安装耳，20-紧固螺母，21-进气接嘴，22-舵机，23-陀螺仪，24-枪体开关阀门。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，它具有两个自由度，包括底座1、转动座2、支架3、轴承座4、消防水枪枪体5和电动推杆6，转动座2转动安装在底座1上，支架3安装在转动座2的上端面，支架3的顶部安装有轴承座4，轴承座4内安装有转轴7，消防水枪枪体5固定安装在转轴7上，所述的转动座2上还安装有电动推杆6，电动推杆6的输出端与消防水枪枪体5建立连接，消防水枪枪体5上套装有摄像头8。如此设置，该控制系统具有的两个自由度，其中一个自由度，转动座2相对底座1实现360°转动，消防水枪枪体5通过支架3安装在转动座2上，即消防水枪枪体5实现360°方位角转动，在这种水枪枪体的360°方位角转动作用下，更适于针对不同方位火源进行精准查找和扑灭；另一个自由度，消防水枪枪体5通过转轴7安装在支架3上，并在电动推杆6的作用下，消防水枪枪体5相对支架3完成俯仰动作，枪体自由俯仰动作有效实现枪体高扬程灭火。
消防水枪枪体5上套装有摄像头8,摄像头用于拍摄查找火源，也用于视察该系统周围环境情况，相应的本领域技术人员还可以使用红外探测器、温度探测器等装置代替摄像头8完成相应温度探测作业。
在本实施方式中，转动座2转动安装在底座1上，作为可实现转动座相对底座1的转动方式，采用外齿回转支撑轴承实现转动座2和底座1的配合安装，其中外齿回转支撑轴承为标准轴承件，可根据尺寸定制，安装使用时，将转动座2通过螺栓固定方式安装在外齿回转支撑轴承的外圈，将底座1通过螺栓固定方式安装在外齿回转支撑轴承的内圈，并在底座1上安装驱动减速电机，驱动减速电机的输出端安装有与外齿回转支撑轴承的外齿相啮合的主齿轮，这样，在驱动减速电机转动的作用下主齿轮驱动外齿回转支撑轴承的外圈相对内圈转动，此时安装在轴承外圈上的转动座2相对底座1完成回转动作。
在本实施方式中，转动座2上采用铰接方式安装有电动推杆6，电动推杆6的输出端与消防水枪枪体5铰接连接，通过推杆电机的伸缩运动，可以实现消防水枪做俯仰运动。
具体实施方式二：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的转动座2的底端面安装有外齿齿轮盘9，所述的底座1的上端面通过滚轮支架10，滚轮支架10上通过滚轮轴11滚动安装有滚轮12，滚轮12用于支撑外齿齿轮盘9，所述的底座1上还安装有减速电机支座13，减速电机支座13上安装有减速电机14，减速电机14的输出端安装有驱动齿轮15，驱动齿轮15与外齿齿轮盘9啮合。如此设置，在本实施方式中提出一种实现转动座2相对底座1转动动作的技术方案，转动座2安装在滚轮12上，滚轮12通过滚轮支架10安装在底座1上，底座1上的减速电机14驱动驱动齿轮15转动，驱动齿轮15带动安装在转动座2上的外齿齿轮盘9转动，进而实现转动座2相对底座1回转动作，这种机构使得转动座2具有一个转动支撑，且转动灵活可靠。
具体实施方式三：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的支架3为“门形架“，支架3的顶部安装有两个对称设置的轴承座4。如此设置，支架3上安装有两个轴承座4，转轴7通过轴承转动安装在轴承座4，两个对称设置的轴承座4能够有效保证整个转轴7转动平稳性，消防水枪枪体5采用固定套安装在转轴7上，其固定套为抱夹管卡子、夹紧环、固定环，安装后的消防水枪枪体5与转轴7呈垂直状态。
具体实施方式四：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的转轴7上安装有枪夹体16，消防水枪枪体5被夹紧安装在枪夹体16内；枪夹体16包括呈镜像设置的两个夹瓣17，每个夹瓣17的本体内侧面上加工有用于夹持消防水枪枪体5的弧形槽口18，夹瓣17的上下两端具有安装耳19，夹瓣17的外侧面上安装有紧固螺母20。如此设置，每个夹瓣17的安装耳19上加工有通孔，安装时，将夹瓣17通过其外侧面上的紧固螺母20与转轴7螺纹安装，并调整转轴7在轴承座4内的位置，使得调整后的夹瓣17的弧形槽口18夹紧消防水枪枪体5，然后使用螺杆和螺栓穿过安装耳19上加工有通孔，将两个镜像设置的夹瓣17夹紧，完成夹瓣17对消防水枪枪体5的夹紧。
具体实施方式五：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的消防水枪枪体5上具有进气接嘴21。如此设置，在本实施方式中，消防水枪枪体5为喷水式消防水枪，其中进气接嘴21用于连接气泵，当进行扑火作业时，气泵内的起源经过进气接嘴21进入水枪内部，气流与水源混合形成脉冲式喷水，此时经过消防水枪喷出的水源压力大，射程远。
具体实施方式六：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的消防水枪枪体5用于喷射灭火弹。
具体实施方式七：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的消防水枪枪体5内的灭火介质可以选用纯水、灭火凝胶、泡沫灭火剂等。
具体实施方式八：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的消防水枪枪体5上安装有舵机22和枪体开关阀门24。如此设置，舵机22的输出端具有阀门控制杆，控制舵机22的开启，阀门控制杆接触枪体开关阀门24，实现消防水枪枪体5的开启/关闭。
具体实施方式九：结合图1至图5，具体实施方式一、具体实施方式二和具体实施方式八说明本实施方式，本实施方式的一种森林消防自动控制灭火系统，所述的摄像头8通过支架安装在消防水枪枪体5上，在消防水枪枪体5上还安装有陀螺仪模块，还包括主控电路模块，陀螺仪模块、摄像头、舵机、减速电机和电动推杆均通过电信号连接主控电路模块，其中摄像头将成像信息反馈至主控电路模块，陀螺仪模块检测枪体位置信息发送至主控电路模块，主控电路模块将信息反馈至总控机，总控机通过内部核心运算，将控制指令发送给减速电机和电动推杆，用于实现火源定位，所述的主控电路模块包含无线传输模块，同工控主机交换数据，实现人机交互。
本发明所提到的连接分为固定连接和拆卸连接，所述固定连接(即为不可拆卸连接)包括但不限于折边连接、铆钉连接、粘结连接和焊接连接等常规固定连接方式，所述可拆卸连接包括但不限于螺纹连接、卡扣连接、销钉连接和铰链连接等常规拆卸方式，未明确限定具体连接方式时，默认为总能在现有连接方式中找到至少一种连接方式能够实现该功能，本领域技术人员可根据需要自行选择。例如：固定连接选择焊接连接，可拆卸连接选择铰链连接。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (7)

1.一种森林消防自动控制灭火系统，其特征在于：它具有两个自由度，包括底座(1)、转动座(2)、支架(3)、轴承座(4)、消防水枪枪体(5)和电动推杆(6)，转动座(2)转动安装在底座(1)上，支架(3)安装在转动座(2)的上端面，支架(3)的顶部安装有轴承座(4)，轴承座(4)内安装有转轴(7)，消防水枪枪体(5)固定安装在转轴(7)上，所述的转动座(2)上还安装有电动推杆(6)，电动推杆(6)的输出端与消防水枪枪体(5)建立连接，消防水枪枪体(5)上套装有摄像头(8)。
2.根据权利要求1所述的一种森林消防自动控制灭火系统，其特征在于：所述的转动座(2)的底端面安装有外齿齿轮盘(9)，所述的底座(1)的上端面通过滚轮支架(10)，滚轮支架(10)上通过滚轮轴(11)滚动安装有滚轮(12)，滚轮(12)用于支撑外齿齿轮盘(9)，所述的底座(1)上还安装有减速电机支座(13)，减速电机支座(13)上安装有减速电机(14)，减速电机(14)的输出端安装有驱动齿轮(15)，驱动齿轮(15)与外齿齿轮盘(9)啮合。
3.根据权利要求1所述的一种森林消防自动控制灭火系统，其特征在于：所述的支架(3)为“门形架“，支架(3)的顶部安装有两个对称设置的轴承座(4)。
4.根据权利要求1所述的一种森林消防自动控制灭火系统，其特征在于：所述的转轴(7)上安装有枪夹体(16)，消防水枪枪体(5)被夹紧安装在枪夹体(16)内。
5.根据权利要求4所述的一种森林消防自动控制灭火系统，其特征在于：所述的枪夹体(16)包括呈镜像设置的两个夹瓣(17)，每个夹瓣(17)的本体内侧面上加工有用于夹持消防水枪枪体(5)的弧形槽口(18)，夹瓣(17)的上下两端具有安装耳(19)，夹瓣(17)的外侧面上安装有紧固螺母(20)。
6.根据权利要求1或2所述的一种森林消防自动控制灭火系统，其特征在于：所述的消防水枪枪体(5)上具有进气接嘴(21)。
7.根据权利要求1所述的一种森林消防自动控制灭火系统，其特征在于：所述的消防水枪枪体(5)上安装有舵机(22)和枪体开关阀门(24)。
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