CN110652681A - 自动跟踪灭火装置及自动跟踪灭火方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动跟踪灭火装置，包括自动跟踪灭火机构，自动跟踪灭火机构包括定位扫描组件、导水连接体、进水管、水炮结构以及驱动机构，导水连接体连接所述进水管与水炮结构，所述水炮结构包括喷水嘴，喷水嘴一端可摆动地连接所述导水连接体，所述定位扫描组件包括第一定位扫描件与第二定位扫描件，第二定位扫描件安装在喷水嘴上，第一定位扫描件位于第二定位扫描件的上方，第一定位扫描件用于扫描火点所在的垂直于地表面的垂直平面内，第二定位扫描件用以随同喷水嘴上摆而扫描到垂直平面内的火点。通过设置所述第一、二定位扫描组件，比现有只单独采用红外热成像传感器进行逐个环形区域扫描的寻火技术更快速，更高效，极大地提升灭火的效率。

Description

自动跟踪灭火装置及自动跟踪灭火方法

技术领域

本发明涉及消防领域，尤其涉及一种自动跟踪灭火装置及自动跟踪快速定位灭火方法。

背景技术

现有技术中的自动跟踪灭火装置一般包括机体、流体入口管、喷射流体管、红外探测传感器以及驱动机构，自动跟踪灭火时，一般通过采用红外传感器配合竖向窄缝和横向窄缝，按“窄缝十字交叉法”扫描实现定位着火点，然后处理器判断火源位置并发出指令驱动装置驱动，往上旋转一定的喷射水嘴的喷射角，对准着火点或火势集中区域进行喷射灭火。但是“窄缝十字交叉法”存在有定位完成火源后，如果着火点蔓延，无法自动跟踪火源灭火，需重新再此定位，减缓了灭火的速度，同时也存在定位精度不高的缺欠。于是出现采用红外热成像传感器及处理器，通过红外热成像传感器替换红外传感器实现面阵扫描，能够跟踪火源进行跟踪定位。现有的自动跟踪灭火装置采用一种红外热成像传感器扫描结构如图4所示，红外热成像传感器4设置在喷射流体管5上方，在扫描火点时，按红外热成像传感器的视场角进行面扫描，结合参阅图5，通过电机带动喷射流体管5抬升预设角度，如15度，然后机体2沿轴心线(O-O)旋转，带动红外热成像传感器4旋转而扫描其下方一圈的范围，如图示O-A之间的环形区域范围，如扫描完一圈后，红外热成像传感器4未检测到着火点，则控制喷射流体管5再次抬升预设角度，然后机体2沿轴心线旋转，红外热成像传感器4旋转而扫描其下方一周A-B之间环形区域的范围，如此逐个环形区域扫描，从O-A，A-B，B-C，C-D，…，如此，通过逐次抬升喷射流体管5，对应地逐次旋转扫描一圈，直至红外热成像传感器4扫描到火点，处理器确定火点的位置，再由处理器发出指令，启动往流体入口管道开阀喷水，喷射流体管5对火点位置灭火。此种自动灭火装置中，只采用单一的红外热成像传感器进行扫描，并且因其视场角较小，其扫描火点的方式只能通过逐圈扫描然后再抬升角度再扫描火点的办法，在其保护区域范围内，若火点较远时，则有可能需扫描多圈后才能寻找到火，时间较长，扫描效率低，极大地影响了快速灭火的需要。

发明内容

鉴于以上所述，本发明提供一种只扫描一圈内可快速定位火源并且实现跟踪火源移动而移动的自动跟踪灭火装置及其自动跟踪灭火方法。

为了实现上述目的，本发明结合十字交叉法能一圈快速扫描到火的优点，同时采用红外热成像传感器弥补十字交叉法的缺点，提高定位精度和实现跟踪火点的功能，技术方案如下：一种自动跟踪灭火装置，包括自动跟踪灭火机构，自动跟踪灭火机构包括定位扫描组件、导水连接体、进水管、水炮结构以及驱动机构，导水连接体连接所述进水管与水炮结构，所述水炮结构包括喷水嘴，喷水嘴一端可摆动地连接所述导水连接体，所述定位扫描组件包括第一定位扫描件与第二定位扫描件，第二定位扫描件安装在喷水嘴外周的上方，第一定位扫描件位于第二定位扫描件的上方，第一定位扫描件采用红外传感器进行水平周向扫描，第二定位扫描件采用红外热成像传感器进行垂直纵向扫描，其随同喷水嘴上摆而扫描到垂直平面内的火点。

进一步地，所述的自动跟踪灭火装置包括壳体以及设置在壳体内的自动跟踪灭火机构，壳体上开设有纵向的切槽，所述喷水嘴一端从所述切槽伸出，第一定位扫描件固设在导水连接体上的纵向的狭槽内，且与切槽位置对应，以便第一定位扫描件竖向窄缝垂直于地面对外周向扫描。

进一步地，所述第一定位扫描件采用红外传感器，第二定位扫描件采用红外热成像传感器。

进一步地，所述驱动机构包第一括驱动件、与第一驱动件配合的第一传动结构，第一传动机构包括托盘以及齿轮组件，所述托盘安装在壳体内并且与进水管垂直，托盘与壳体固接，所述托盘一侧固定安装所述驱动件以及所述连接导水体，驱动件的转轴伸入至托盘另一侧，托盘另一侧安装所述齿轮组件，齿轮组件包括第一齿轮以及与第一齿轮相啮合的第二齿轮，第一齿轮固定地套设在第一驱动件的转轴上，第二齿轮固定地套设在进水管上。

进一步地，所述喷水嘴的外周且邻近出水口安装有摄像头。

一种自动跟踪灭火装置的自动跟踪灭火方法，所述自动跟踪灭火装置包括有处理器以及预警传感器，灭火方法如下：

预警传感器发出预警信号，处理器接收到预警信号后，先复位喷水嘴朝下，然后启动驱动机构与定位扫描组件，驱动机构驱动壳体绕轴心线旋转，至第一定位扫描件扫描到火点停下，然后驱动喷水嘴往上抬升，直到第二定位扫描件扫描到火点，处理器根据第二定位扫描件扫描的火点信息，进行运算处理，进一步指示驱动机构调节喷水嘴的位置，然后启动进水管进水，喷水嘴对准着火位置灭火，喷灭后再次复位喷水嘴朝下，然后启动壳体再次绕轴心线旋转，进行下一处火点扫描。

进一步地，扫描步骤时，驱动机构驱动壳体绕轴心线旋转，第一定位扫描件连同壳体一起旋转，第一定位扫描件检测到火点位于垂直平面内时，壳体停止转动，然后驱动机构驱动喷水嘴抬升，直至第二定位扫描件扫描到垂直平面内的火点时，则停止抬升喷水嘴。

进一步地，所述喷水嘴抬升前，喷水嘴垂直朝向地面，喷水嘴上的第二定位扫描件亦垂直朝向地面。

相较于现有技术，本发明自动跟踪灭火装置通过采用两个不同视角的定位扫描件，一个设置在炮体(具体为导水连接体)上，另一个设置于喷水嘴的上方，炮体上的定位扫描件在扫描一周内可以将火点在垂直平面内扫描到，然后抬升喷水嘴，第二定位扫描件即可将垂直平面内的火点扫描到，这样可以快速地扫描到火点，确定火点的位置，比现有只单独采用红外热成像传感器进行逐个环形区域扫描的寻火技术更快速，更高效，极大地提升快速定位灭火的效率。

附图说明

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，描述中的附图仅仅是对应于本发明的一些具体实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，在需要的时候还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明较佳实施例自动跟踪灭火装置的立体图；

图2为本发明自动跟踪灭火装置的自动跟踪灭火结构的立体图；

图3为本发明自动跟踪灭火装置的定位扫描组件扫描示意图；

图4为现有自动跟踪灭火装置的立体图；

图5为图4所示的自动跟踪灭火装置的扫描示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本方案中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本方案。

需要指出的是，除非另有指明，本方案使用的所有技术和科学术语具有与本方案所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本方案中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、纵、横”通常是针对附图所示的方向而言，但上述方位词并不用于限制本方案。

在本方案中，术语“垂直”、“水平”是指在视觉观察上是明显垂直或水平的关系，并非指严格意义上科学测量中的垂直或水平关系。

如图1、图2所示，本发明提供一种自动跟踪灭火装置100，包括壳体101以及设置在壳体101内的自动跟踪灭火机构102。壳体101上开设有纵向的切槽1011，以供自动跟踪灭火机构102的部件伸出。

自动跟踪灭火机构102包括定位扫描组件、导水连接体20、进水管 30、水炮结构40以及驱动机构。定位扫描组件包括第一定位扫描件10与第二定位扫描件50，第一定位扫描件10固设在导水连接体20上，具体地，位于导水连接体20上的纵向狭槽内，且与切槽1011对应，使第一定位扫描件10竖向窄缝垂直于地面进行周向扫描。

导水连接体20连接所述进水管30与水炮结构40，使从进水管30进入的水流流经导水连接体20后从水炮结构40流出。所述水炮结构40包括喷水嘴41，喷水嘴41一端从所述切槽1011伸出，另一端可摆动地连接所述导水连接体20，使得喷水嘴41连通导水连接体20，且喷水嘴41相对切槽1011伸出的一端可沿切槽1011摆动。

第二定位扫描件50安装在喷水嘴41的外周且邻近出水口，第二定位扫描件50位于第一定位扫描件10的下方，用以与第一定位扫描件10相互配合以检测判断火焰的位置，具体判断方法在后述。第一定位扫描件10 与第二定位扫描件50可采用红外线传感器(图未示)或紫外线传感器(图未示)。

所述驱动机构包第一括驱动件60、与第一驱动件60配合的第一传动结构70、第二驱动件(图未示)以及与第二驱动件配合的第二传动结构 80，第一驱动件60、第二驱动件80可采用电机。第一传动机构70包括托盘71、齿轮组件72、以及内设轴承组件(图未示)。所述托盘71安装在壳体101内并且与进水管30垂直，托盘71与壳体101固接。所述托盘71 一侧固定安装所述驱动件60以及所述连接导水体20。驱动件60的转轴伸入至托盘71另一侧。托盘71另一侧安装所述齿轮组件72，齿轮组件72 包括第一齿轮721以及与第一齿轮721相啮合的第二齿轮722，第一齿轮 721固定地套设在第一驱动件60的转轴上，第二齿轮722固定地套设在进水管30上。所述轴承组件设置在连接导水体20与所述进水管30的连接处，使得连接导水体20连同壳体101可相对进水管30转动，并且连接处密封而不会渗水。第二驱动件配合对应的第二传动结构80用于驱动喷水嘴41相对导水体20转动，具体结构可参阅在先申请专利201310410143.5 的结构。

灭火方法如下，预警传感器(图未示)发出预警信号，处理器接收到预警信号后，复位喷水嘴朝下垂直于地面，启动驱动机构与定位扫描组件，驱动机构驱动壳体101绕其轴心线旋转，至第一定位扫描件(10)扫描到火点所在的垂直平面β内(与地表面所垂直的平面，即十字交叉法的水平周向方向)，然后驱动喷水嘴41抬升，直到第二定位扫描件扫描到火点(即十字交叉法的垂直纵向方向)，处理器根据第二定位扫描件扫描的火点信息，运算处理后，进一步调节喷水嘴41位置，启动进水管30进水，喷水嘴41对准着火位置灭火，可以跟踪第二定位扫描件视场内的火源，区域内的火喷灭后并实时检测下一处火点或下一处火势密集区。

具体扫描检测过程，请参阅图3，第一定位扫描件10为点式红外传感器，其位于窄缝内，能够接收火源红外入射的区域90度。第二定位扫描件50采用红外热成像传感器。

扫描时，驱动机构驱动壳体101绕轴心线旋转，第一定位扫描件10 连同壳体101一起旋转，第一定位扫描件10可扫描的垂直平面β旋转，如此，垂直平面β绕轴心线做一周的扫描，从而可以检测到火点Q(或者火势密集区)；当第一定位扫描件10扫描到火点Q时，壳体101停止转动，然后驱动机构驱动喷水嘴41抬升，开始可初定喷水嘴41垂直朝向地面，即抬升角视为0度，喷水嘴41上的第二定位扫描件50亦垂直朝向地面，为0度，然后抬升喷水嘴41，第二定位扫描件50将扫描垂直平面β，随着喷水嘴41的抬升而扩大扫描角度γ，直至第二定位扫描件50扫描到垂直平面β内的火点Q时，则停止抬升喷水嘴41，此时，已找到火点Q且喷水嘴41的喷水口对准火点Q。如此，第二定位扫描件50根据自身抬升的角度可准确确定火点Q在垂直平面内的位置。然后处理器根据第二定位扫描件50检测到的视场内的火源红外图像进行运算并发出指示，指示驱动机构驱动喷水嘴41作进一步的补偿调整，并启动进水管30进水，喷水嘴41喷水灭火。

喷射过程中定位扫描组件实时监控反馈，一旦不再检测到火点，则启动壳体转动，即扫描组件实施新的火点的位置扫描，重复上述过程。

自动跟踪灭火装置通过设置所述第一、二定位扫描组件，此双复合探测传感器保证了只要扫描一圈就能定位到火，比现有只单独采用红外热成像传感器进行逐个环形区域扫描的寻火技术更快速，更高效，极大地提升快速定位灭火的效率。至于喷水嘴41如何确保水流精准导入至火点处不是本发明要解决的技术问题，不再进一步阐述，通常对于地面上的火点可实现准确灭火，一般在自动跟踪灭火装置安装后，会输入自动跟踪灭火装置相对地面的高度参数，如此，根据喷水嘴41转动的角度，可准确计算喷水嘴41到火点的距离，然后喷水的准确落点可根据喷水量、喷水压力、喷水嘴的喷水角度补偿以及喷水曲线公式在处理器中设定，处理器进行计算，然后指示驱动机构动作，调整喷水嘴41的的喷嘴位置，使得喷水嘴41喷水实现水流准确落位至着火点。

本实施例中，第一定位扫描件10采用红外传感器、第二定位扫描件 50采用红外线热成像传感器，通过红外线热成像传感器将扫描的信息传送给处理器，处理器进行运算处理，确定着火点或火势集中区，并指示驱动机构动作调整喷水嘴41位置，以准确喷射。

综上，本发明自动跟踪灭火装置通过采用定位扫描组件，定位扫描组件分两个位置设置，一个设置在导水连接件的竖向狭缝内，另一个设置在喷水嘴外周的上方，设置在狭缝内的位置扫描件在一周内肯定可以将火点在垂直平面内扫描到，然后只要抬升喷水嘴，第二定位扫描件即可将垂直平面内的火点扫描到，这样可以快速地扫描到火点，确定火点的位置，无需采用如现有技术的逐个环形区域扫描，极大地提升了灭火效率。

进一步地，本实施例中，喷水嘴41的外周且邻近出水口还安装有摄像头411，通过摄像头411可实时监控现场，在发现火点时可在监控室看清现场火势。

可以理解，所述第一定位扫描件10可安装在壳体101上的狭槽内，对应于第二定位扫描件10的上方即可。

从上述所描述的的实施例仅仅是本方案一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本方案保护的范围。如喷水嘴的上摆设置，等同地可设置为下摆设置。

Claims (8)

1.一种自动跟踪灭火装置，包括自动跟踪灭火机构(102)，自动跟踪灭火机构(102)包括定位扫描组件、导水连接体(20)、进水管(30)、水炮结构(40)以及驱动机构，导水连接体(20)连接所述进水管(30)与水炮结构(40)，所述水炮结构(40)包括喷水嘴(41)，喷水嘴(41)一端可摆动地连接所述导水连接体(20)，其特征在于：所述定位扫描组件包括第一定位扫描件(10)与第二定位扫描件(50)，第二定位扫描件(50)安装在喷水嘴(41)的外周上侧，第一定位扫描件(10)位于第二定位扫描件(50)的上方，第一定位扫描件(10)上具有竖向窄缝，内置红外传感器，用于扫描定位火点所在的水平方向位置，即垂直于地表面(α)的垂直平面(β)内，第二定位扫描件(50)内置红外热成像传感器，能随同喷水嘴(41)上摆扫描定位火点垂直方向位置，并且能够实时捕捉火点轮廓坐标，能够跟随火点移动而移动。

2.根据权利要求1所述的自动跟踪灭火装置，其特征在于，包括壳体(101)以及设置在壳体(101)内的自动跟踪灭火机构(102)，壳体(101)上开设有纵向的切槽(1011)，所述喷水嘴(41)一端从所述切槽(1011)伸出，第一定位扫描件(10)固设在导水连接体(20)上的纵向狭槽内，且与切槽(1011)位置对应，以便第一定位扫描件(10)上的窄缝能够正对火点扫描。

3.根据权利要求1所述的自动跟踪灭火装置，其特征在于，所述第一定位扫描件(10)采用红外传感器，其视场角大于90度，第二定位扫描件(50)采用红外热成像传感器。

4.根据权利要求2所述的自动跟踪灭火装置，其特征在于，所述驱动机构包第一括驱动件(60)、与第一驱动件(60)配合的第一传动结构(70)，第一传动机构(70)包括托盘(71)以及齿轮组件(72)，所述托盘(71)安装在壳体(101)内并且与进水管(30)垂直，托盘(71)与壳体(101)固接，所述托盘(71)一侧固定安装所述驱动件(60)以及所述连接导水体(20)，驱动件(60)的转轴伸入至托盘(71)另一侧，托盘(71)另一侧安装所述齿轮组件(72)，齿轮组件(72)包括第一齿轮(721)以及与第一齿轮(721)相啮合的第二齿轮(722)，第一齿轮(721)固定地套设在第一驱动件(60)的转轴上，第二齿轮(722)固定地套设在进水管(30)上。

5.根据权利要求1所述的自动跟踪灭火装置，其特征在于，所述喷水嘴(41)的上方且邻近出水口安装有摄像头(411)。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的自动跟踪灭火装置的自动跟踪灭火方法，其特征在于，所述自动跟踪灭火装置包括有处理器以及预警传感器，灭火方法如下：

预警传感器发出预警信号，处理器接收到预警信号后，驱动喷水嘴(41)往下复位到垂直于地面的方向，然后启动驱动机构与定位扫描组件，驱动机构驱动壳体(101)绕轴心线旋转，至第一定位扫描件(10)扫描到火点(Q)所在的与地表面(α)垂直的垂直平面(β)内，然后驱动喷水嘴(41)抬升，直到第二定位扫描件(50)扫描到火点(Q)，处理器根据第一定位扫描件(10)、第二定位扫描件(50)扫描的火点信息，进行运算处理，进一步指示驱动机构调节喷水嘴(41)的位置，然后启动进水管(30)进水，喷水嘴(41)对准着火位置灭火，喷灭后，再次驱动喷水嘴(41)往下复位到垂直于地面的方向，启动壳体(101)再次绕轴心线旋转，第一定位扫描件(10)进行下一处火点的水平方向扫描定位。

7.根据权利要求6所述的自动跟踪灭火方法，其特征在于，扫描步骤时，驱动机构驱动壳体(101)绕轴心线旋转，第一定位扫描件(10)连同壳体(101)一起旋转，第一定位扫描件(10)检测到火点(Q)位于垂直平面(β)内时，壳体(101)停止转动，然后驱动机构驱动喷水嘴(41)抬升，直至第二定位扫描件(50)扫描到垂直平面(β)内的火点(Q)时，则停止抬升喷水嘴(41)，根据计算火点的位置，再相应的补偿喷水嘴的角度喷水灭火。

8.根据权利要求6所述的自动跟踪灭火方法，其特征在于，所述喷水嘴(41)抬升前，喷水嘴(41)垂直朝向地面，喷水嘴(41)上的第二定位扫描件(50)亦垂直朝向地面，水平方向上的扫描由第一定位扫描件(10)来完成，竖向窄缝有大于90度的红外入射角度，周向扫描最多扫描一圈就能完成火点的定位。

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