CN115738145A - 一种快速更换储罐的高喷灭火机器人及其灭火控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速更换储罐的高喷灭火机器人及其灭火控制方法，高喷灭火机器人包括机器人底盘、举升臂架装置、回转机构总成、高压泵送系统、输送管路、灭火剂喷射装置、液压控制系统、电气控制系统、挂车组和灭火剂储罐。本发明在灭火时，机器人拖拽挂车行驶，高压泵送系统将挂车储罐中的灭火剂输送到灭火剂喷射装置，将灭火剂喷射到火源上进行快速灭火。四驱动力的轮式自行走底盘拖拽快速更换带灭火剂储罐的挂车，且挂车不但实现快速更换，还实现快速加注并且根据现场条件进行多辆联挂，提高火灾时喷射高效灭火剂的实际数量，使得高喷灭火机器人出现储罐中灭火剂耗尽后，再次快速投入灭火任务，做到连续灭火，进一步提高了灭火的效率和设备的利用率，迅速灭火。
Description
技术领域
本发明涉及灭火机器人及其喷射控制方法，尤其涉及一种快速更换储罐的高喷灭火机器人及其灭火控制方法。
背景技术
消防安全不但关系到社会的长治久安，更关系到每个人的生命财产安全。虽然目前消防安全得到了高度重视，已经形成了各类、各级专兼职消防队，但是随着社会经济的迅猛发展，工业化进程和城市化水平在极速提升，消防灭火行动中遇到了很多新的情况和挑战，需要更多先进的消防灭火装备，实现高效安全灭火的同时，还能最大程度减少消防队员的伤亡及各类财产损失。
在电力、石化、危险品厂房等火灾危险程度高、容易发生爆炸的区域，当发生火灾时往往会发生剧烈燃烧，甚至会发生爆炸、坍塌等严重灾害事故，进而造成巨大人员伤亡和财产损失。而此类火灾发生时，传统消防车及消防队员进行近距离灭火危险极大，远距离又无法有效灭火，根据燃烧的特点不管起火点在低处还是高处，着火区域都会迅速向高处蔓延，很少出现仅有地面火的火灾场景，所以高喷灭火机器人代替消防车及消防队员进入危险火场实现高效的灭火显得尤为迫切。
现有的灭火机器人有两种，一种是小型履带灭火机器人，能代替救援人员进入危险火灾事故现场，并对火灾事故进行处置。但目前灭火机器人灭火剂喷射流量小且储存灭火剂也很少无法有效灭火，仅能小幅度举升或者不能举升直接靠灭火剂喷射装置扬程进行灭火，通常只能对低矮着火点的微小火灾进行灭火，不能举高的特性导致这种方案中的机器人难以针对高处的着火点进行灭火，只能进行小流量灭火的特性又使得灭火的时效性难以保证，无法将火灾产生的损失最小化，甚至在实际工作中无法有效灭火。比如：CN216169530U-一种新型高空消防灭火机器人，CN109050695B-一种全地形消防机器人及工作方法，CN216169527U-消防机器人等均属于此种类型。
另一种是举高灭火机器人，灭火机器人需要配合消防车使用，消防车泵送的高压灭火剂通过水带传输到举高灭火机器人中，再通过灭火机器人举高臂体末端的消防炮喷射灭火剂进行灭火，机器人通过送水管道连接储存灭火剂的消防车，这种方案高度依靠体积大且笨重的消防车，同时受限于送水管道的长度和收放限制，缺乏应有的灵活性和机动性，难以在复杂的火灾现场中有针对性的快速高效灭火。比如：CN114699687A-消防机器人，CN215961923U-举高消防机器人等均属于此种类型。
现有技术中，一台独立工作的灭火机器人，缺乏举升装置或充足的灭火剂，机器人进行小流量灭火的方案难以针对高处的着火点进行灭火，同时灭火的时效性难以保证，无法将火灾产生的损失最小化。一辆消防车配合一辆灭火机器人拖动水带进行远程灭火的方案缺乏应有的灵活性和机动性，难以在复杂的火灾现场中有针对性的快速高效灭火，在作业过程中，若使灭火机器人行走和转弯均会影响灭火机器人的输水性能，严重的会导致水带断裂。
现存产品中的机器人大多不可快速更换或把加注的灭火剂水罐安装在挂车上，而是高度依赖消防车，独立灭火的不能举高的机器人又只能进行小流量灭火。在对高楼层着火点进行救火消防中其内部供水易出现断流现象，导致其喷射有效范围小，达不到预想的救援效果，且在灭火喷水过程中其喷射覆盖范围小，工作效率低，因此亟需解决上述技术问题。
发明内容
发明目的：针对上述技术难题和现有技术中存在的不足之处，本发明提出一种快速更换储罐的高喷灭火机器人及其灭火控制方法，该高喷灭火机器人通过举高喷射水或水基型高效灭火剂实现快速灭火，拥有远程操控功能，配置在电力、石化、危险品厂房等火灾危险程度高、容易发生爆炸的区域，代替传统消防车和消防人员靠近后有危险或者不易到达的着火区域进行灭火，同时解决现在高喷灭火机器人需要拖动水带配合消防车进行短距离进入无人区域灭火，或者小型灭火机器人受灭火剂容量少喷射流量小等限制无法快速高效的灭火等难题。
技术方案：本发明快速更换储罐的高喷灭火机器人包括机器人底盘、举升臂架装置、回转机构总成、高压泵送系统、输送管路、灭火剂喷射装置、液压控制系统、电气控制系统、挂车组和灭火剂储罐；
挂车组由一辆或多辆联挂的挂车构成；机器人底盘拖拽挂车；举升臂架装置通过回转机构总成在机器人底盘上回转并举升灭火剂喷射装置；
高压泵送系统抽取灭火剂储罐内的灭火剂后形成的高压射流通过输送管路后，由灭火剂喷射装置喷出。
举升臂架装置包括下变幅臂、上变幅臂、伸缩臂、支撑座、上调平油缸和下调平油缸；支撑座铰接在伸缩臂末端，下调平油缸连接在上变幅臂和下变幅臂上，上调平油缸的大腔、小腔与下调平油缸的大腔、小腔连通。
下变幅臂包括构成平行四边形机构的上折臂、下折臂和拉杆。
电气控制系统包括调平倾角传感器、主控制器、电磁阀线圈、远程遥控器和底盘倾角传感器；调平倾角传感器位于支撑座上，底盘倾角传感器位于车体上。
高压泵送系统包括动力水泵组和水泵吸口，动力水泵组将灭火剂通过输送管路输送到灭火剂喷射装置。
电气控制系统还包括高压泵送系统启动开关、高压泵送系统停止开关、压力传感器、发动机转速传感器和液位传感器。
挂车包括连接架、转向车桥、转向支撑座、挂车车架和挂车固定车桥；连接架与机器人底盘连接，转向车桥通过转向支撑座与挂车车架连接，转向支撑座在外力下带动转向车桥回转。
本发明快速更换储罐的高喷灭火机器人的灭火控制方法包括以下步骤：
(1)当举升臂架装置举升时，支撑座被上调平油缸驱动实时调平；上变幅臂举升驱动下调平油缸的小腔压出的液压油进入上调平油缸的小腔后，上调平油缸同步缩回，实现支撑座在上变幅臂变幅中与下变幅臂的上臂连接座及机器人底盘时刻平行；同时上调平油缸缩回时大腔被压出的液压油又进入下调平油缸的大腔形成闭环；
(2)当上变幅臂落臂时带动下调平油缸缩回，促进上调平油缸伸出驱动支撑座反转而抵消上变幅臂落臂产生的角度变化；
(3)灭火剂喷射装置的倾斜角度与底盘倾斜角度的检测信号实时传入主控制器，当角度差值超过设定范围时，主控制器驱动控制阀改变液压方向，根据需要对上调平油缸与下调平油缸组成的液压内循环系统大腔补油，上调平油缸带动支撑座以超出液压内循环调平速度相对向后仰来补充角度误差值，直至误差值小于设定值；
(4)当支撑座需要向前俯来补充角度误差值时，主控制器发出控制信号向小腔油路供油；
(5)主控制器判断灭火剂储罐内液位达标时，发动机启动并带动水泵怠速运行，同时启动真空泵抽空泵内空气；
(6)发动机提速至预设转速n1，当检测水泵水压Pn达到预设水压P1,进行喷射灭火；当水压Pn小于P1时，且发动机转速大于等于预设转速n1，控制发动机停转,并排空泵内余液；
(7)若发动机转速低于预设转速n1，将发动机转速提高到n2以上,若水压仍小于P1，控制发动机停转,并排空泵内余液；
(8)当收到灭火停止指令时，发动机停转,并排空泵内余液。
步骤(3)中，当人工调整灭火剂喷射装置的初始喷射角度时，通过远程遥控器向主控制器发出调整指令，进行调平角度的手动补偿调平。
工作原理：本发明快速更换储罐的高喷灭火机器人的四驱轮式自行走机器人底盘拖拽挂车，不但实现快速更换灭火剂储罐，还实现快速加注，并且根据现场条件进行多辆联挂，提高火灾时喷射高效灭火剂的实际数量和工作效率，柴油机水泵组安装在前面机器人后部，用来抽取灭火剂形成灭火用的高压射流，直接供应到固定在举高喷射机器人臂架上的水路系统中，进而为灭火剂喷射装置提供高压灭火剂，实现远距离高喷灭火作业。后面可快速更换的挂车水罐是灭火剂的储存和运输装置，一辆或多辆联挂，快速更换和组合，高喷灭火机器人在灭火任务中在储罐中灭火剂耗尽后，再次快速投入灭火任务，做到连续灭火，进一步提高了灭火的效率和设备的利用率，确保迅速完成灭火。同时当高效专用灭火剂喷射完毕或灭火剂匮乏时，机器人舍弃挂车，用消防水带或水管直接连通机器人柴油机水泵组的吸水口和布置在路边、厂房的消防栓、水池，通过柴油机水泵组抽取水形成灭火用的高压水流进行高喷灭火射流，从而进行多种工况条件的灭火。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明不再依赖笨重的消防车并拖动使用限制较大的消防水带，而是拥有独立的消防灭火能力，强劲的四驱动力确保在环境复杂的火灾场景中快速地深入着火点，举升装置使得灭火剂喷射装置达到更高的工作高度和更远的工作幅度，使更复杂的普通装备难以扑灭的火灾被快速扑灭。
(2)本发明中的机器人拖拽挂车行驶，高压泵送系统快速的将挂车储罐中的灭火剂输送到举升臂架装置上的水路系统内，灭火剂喷射装置将灭火剂喷射到火源上进行快速灭火。四驱动力的轮式自行走底盘拖拽可快速更换带灭火剂储罐的挂车，且挂车不但实现快速更换，还实现快速加注并且根据现场条件进行多辆联挂，提高火灾时喷射高效灭火剂的实际数量，使得高喷灭火机器人在灭火任务过程中如果出现储罐中灭火剂耗尽后，再次快速投入灭火任务，做到连续灭火，进一步提高了灭火的效率和设备的利用率，确保迅速完成灭火。
(3)本发明在高效专用灭火剂喷射完毕或灭火剂匮乏时，机器人舍弃挂车，用消防水带或水管直接连通机器人柴油机水泵组的吸水口和布置在路边、厂房的消防栓、水池，通过柴油机水泵组抽取水形成灭火用的高压水流进行高喷灭火射流，从而实现多种工况条件的灭火。
(4)本发明中的灭火剂喷射装置安装在支撑座，支撑座位于举升臂架的最末端，当臂架变幅举升过程中，举升臂架的最末端随着臂架起升会同角度向后仰起，引入灭火剂喷射装置电液压实时调平控制技术，实现举升臂架在不同的变幅角度下均让支撑座处于水平状态，当需要灭火剂喷射装置喷水时，快速进入喷射状态，避免错喷延误时间，浪费灭火剂。
(5)本发明中的高喷灭火射流是通过柴油机水泵组抽取水通过高速离心力形成灭火用的高压水流再通过水路管路输送到灭火剂喷射装置，进行高喷灭火。确保在合理的启泵环境下正确的启动水泵才能形成高喷灭火射流，避免引起包括水泵、水罐等主要元件的故障或损坏，同时也需要在喷射过程中实时检测与判断，当存在严重异常时应能自动停泵从而停止喷射完成喷射作业的做我保护。
附图说明
图1为本发明快速更换储罐的高喷灭火机器人的行驶时的结构示意图；
图2为本发明快速更换储罐的高喷灭火机器人的举升喷射工作的示意图；
图3为本发明灭火剂喷射装置实时调平控制过程图；
图4为本发明高压泵送系统启停与保护系统组成示意图；
图5为本发明高压泵送系统启停与保护的控制过程图。
具体实施方式
如图1和2所示，本发明快速更换储罐的高喷灭火机器人包括机器人底盘1、举升臂架装置2、回转机构总成3、高压泵送系统4、输送管路5、灭火剂喷射装置6、液压控制系统7、电气控制系统8、挂车组和灭火剂储罐10。其中的挂车组由快速更换的一辆或多辆联挂的挂车9构成。
机器人底盘1采用四驱动力的轮式自行走底盘，转向桥1-1包含转向车轮及车架支撑，固定桥1-3包含固定车轮及车桥支撑，车体1-2是底盘的主体和承载结构。
机器人底盘1上部居中位置安装回转机构总成3，回转机构总成3中的回转减速机驱动回转支承内外圈进行回转，内外圈分别与机器人底盘1与举升臂架装置2连接，从而使举升臂架装置2在机器人底盘1上进行回转运动。
举升臂架装置2包括下变幅臂2-1、上变幅臂2-2、伸缩臂2-3、支撑座2-4、上调平油缸2-5和下调平油缸2-6。举升臂架装置2把灭火剂喷射装置6举升到更高的工作高度和更远的工作幅度，使普通装备难以扑灭的高层火灾和蔓延火灾被快速扑灭。下变幅臂2-1由下折臂和上折臂组成，上折臂、下折臂都辅以一个拉杆构成平行四边形机构，平行四边形机构的引入来保证上折臂和上变幅臂2-2之间的连接座在变幅举升过程中的任意点都与机器人底盘1时刻平行。上变幅臂2-2通过四连杆机构扩大了上臂变幅范围，同时嵌套在其内部的伸缩臂2-3实现了伸缩运动，这些动作最终实现了机器人将灭火剂喷射装置举升到更高的工作高度和更远的工作幅度。
如图3所示，电气控制系统8包括调平倾角传感器8-1、高喷灭火机器人主控制器8-2、电磁阀线圈8-3、远程遥控器8-4和底盘倾角传感器8-5。液压控制系统7包括液压泵组，控制阀7-1，液压执行元件及管路。
本发明快速更换储罐的高喷灭火机器人灭火控制方法过程为：
(1)在举升臂架装置2的举升过程中，上变幅臂2-2变幅举升时会造成伸缩臂2-3的末端相对机器人底盘1形成一个跟随变幅举升角度同步变化的后仰角度，为避免灭火剂喷射装置也跟着后仰耽误举升后喷射时机及浪费灭火剂，在伸缩臂2-3末端铰接支撑座2-4，该支撑座2-4被上调平油缸2-5驱动进行实时调平。上调平油缸2-5的大腔、小腔与下调平油缸2-6的大腔、小腔通过油管连通，下调平油缸2-6连接在上变幅臂2-2的上臂连接座与下变幅臂2-1的上臂连接座上。
当上变幅臂2-2举升变幅起升时带动下调平油缸2-6拉出，这时下调平油缸2-6的小腔压出的液压油通过管路进入上调平油缸2-5的小腔，在小腔油压作用下，上调平油缸2-5同步的缩回，使得上变幅臂2-2举升变幅起升时造成的臂架末端后仰角度，被上调平油缸2-5缩回驱动支撑座2-4反向转动同样的角度而抵消，最终实现支撑座2-4在上变幅臂2-2变幅过程中始终保证与下变幅臂2-1的上臂连接座及机器人底盘1时刻平行。同时上调平油缸2-5缩回时大腔被压出的液压油又通过管路进入下调平油缸2-6的大腔，补充调平油缸2-5伸出时大腔吸空缺少的液压油，形成完整的闭环。
(2)当上变幅臂2-2落臂时带动下调平油缸2-6缩回，与上述过程相反，促进上调平油缸2-5伸出驱动支撑座2-4反向转动同样的角度而抵消上变幅臂2-2落臂产生的角度变化。
上调平油缸2-5和下调平油缸2-6的缸径和杆径及其它几何尺寸参数相同，油缸的大腔和大腔，小腔和小腔又分别相连接，在上述机构及液压控制力下，最终实现伸缩臂2-3末端的灭火剂喷射装置来实现液压内循环的自动调平控制。
(3)当上调平油缸2-5和下调平油缸2-6及相关连接管路出现因液压系统泄压、油缸内泄量增加及温度突变，将引起液压内循环失衡造成灭火剂喷射装置自动调平控制失效或误差增大，本发明在支撑座2-4上安装了调平倾角传感器8-1，在车体上安装了底盘倾角传感器8-5，灭火剂喷射装置安装座的倾斜角度与底盘倾斜角度的检测信号实时传入高喷灭火机器人主控制器8-2，通过对比角度差值设超过3°～8°时，优选为5°时，由高喷灭火机器人主控制器8-2发出对控制阀7-1的PWM控制信号驱动电磁阀线圈8-3，实现对液压控制系统7的精准比例控制，控制阀7-1改变液压系统供油方向，对上调平油缸2-5与下调平油缸2-6组成的液压内循环系统补油，因下调平油缸2-6受上变幅臂2-2的影响伸缩速率不变，当向大腔油路供油时，下调平油缸2-6保持相对不动，上调平油缸2-5伸出，带动支撑座2-4以超出液压内循环调平速度相对向后仰来补充角度误差值，高喷灭火机器人主控制器8-2继续实施对比灭火剂喷射装置安装座的倾斜角度与底盘倾斜角度差值，直至误差值小于0.5°～2°时，优选为1°时，停止对控制阀7-1发出PWM控制信号。同理，需要带动支撑座2-4向前俯来补充角度误差值，高喷灭火机器人主控制器8-2将发出控制信号向小腔油路供油。
通过本发明的控制方法，实现了液压内循环的自动调平控制的电控调平补偿，不但保证调平技术的高可靠性，还保证了调平技术的灵敏性与精度，支撑座2-4上的灭火剂喷射装置6在上变幅臂的臂体变幅角度变化过程中一直处于水平初始状态，便于做好喷射准备。
当特殊情况需要人工干预调整灭火剂喷射装置初始喷射角度时，通过远程遥控器8-4向高喷灭火机器人主控制器8-1发出调整指令，在确定安全的情况下，主控制器发出多路阀控制指令，又可实现调平角度的手动补偿调平的控制。
高压泵送系统4安装在机器人底盘1尾部，用来抽取灭火剂储罐10内的灭火剂形成灭火用的高压射流，直接供应到固定在机器人举高臂架上的输送管路5及灭火剂喷射装置6，进而实现高喷灭火。
高压泵送系统4由柴油机动力水泵组4-1和水泵快速吸口4-2组成。柴油机动力水泵组4-1通过柴油机的动力机械带动高压离心消防水泵转动从而把水或水基型灭火剂形成高压和高速的水流，注入输送管路5从而通到安装在举升臂架装置2末端的灭火剂喷射装置6中。
如图4和5所示，为高压泵送系统启停与保护系统组成示意图及其控制方法。电气控制系统8还包括高压泵送系统启动开关8-6、高压泵送系统停止开关8-7、水泵压力传感器8-8、发动机转速传感器8-9和液位传感器8-10。
当高喷灭火机器人主控制器8-2满足高压泵送系统4手动启动信号或自动启动逻辑时，首先通过液位传感器8-10判断灭火剂储罐10内的液位是否充足，要满足超过最低有效水位的要求，当满足条件时发动机点火启动带动水泵按怠速运行，同时启动真空泵开始抽空泵内空气，持续运行2s，当不满足液位条件时发动机不启动，液位传感器8-10的信号以10HZ～50HZ的频率被高喷灭火机器人主控制器8-2采集，优选为20HZ，过程中任何时间发生液位过低均直接控制发动机停转,并排空泵内余液。
按发动机怠速运行，持续运行2s后，发动机开始提速，提至预设转速n1，该转速为发动机的额定转速,持续5s后，开始通过水泵压力传感器8-8检测水泵水压Pn是否到达预设水压P1,即水压不小于P1，P1为1.2MPa～1.8MPa,优选为1.6MPa,当水压满足时，自动打开喷头进行喷射，开始正式灭火。当检测水泵水压Pn小于P1时，开始通过发动机转速传感器8-9检测发动机转速，当发动机转速大于等于预设转速n1，说明水泵快速吸口4-2未被打开或者水罐内通气不畅形成较大负压，这时有较大危险损害水泵及水罐等关键设备，此时启动自我保护机制，控制发动机停转,并排空泵内余液。
若检测发动机转速低于预设转速n1时，迅速加大油门和排气量，使发动机转速提高到n2及以上,持续运行2s，n2大于n1但小于最高转速，一般大于5％～10％,优选为8％。再次通过水泵压力传感器8-8检测水泵水压Pn是否到达预设水压,如果再次检测水压依然小于P1，则排除发动机最初启动时因初次运行不平稳，未满功率运行造成的水压不足的问题，此时说明发动机出现故障或者水泵吸口4-2出现拥堵和阻塞，此时也要启动自我保护机制，控制发动机停转,并排空泵内余液。若再次检测水压不小于P1满足喷射条件时，打开喷头进行喷射，开始正式灭火。
当完成灭火收到停止指令或者紧急停止指令时，此时发动机启动正常熄火机制，控制发动机直接停转,并排空泵内余液。
机器人底盘1拖拽挂车9。挂车9由挂车连接架9-1、挂车转向车桥9-2、转向支撑座9-3、挂车车架9-4和挂车固定车桥9-5组成，挂车连接架9-1采用弹簧连接支架，通过销轴快插与机器人底盘1尾部连接座快速连接，或者与另一辆快速更换的挂车9尾部连接座快速连接形成多台联挂。挂车转向车桥9-2有转动的车桥和安装在上面的转向轮胎，挂车转向车桥9-2通过转向支撑座9-3与挂车车架9-4连接，通过转向支撑座9-3在外力作用下挂车转向车桥9-2实现回转，挂车固定车桥9-5上有固定车桥和轮胎仅提供支承作用，这种结构的挂车前轮转向实现高喷灭火机器人连接上挂车后虽然车长较长，但是保持更小的转弯半径。
挂车9通过挂车车架9-4上的连接座固定安装灭火剂储罐10，灭火剂储罐10由罐体10-1，工具箱10-2，人孔10-3，呼吸阀10-4，加注口10-5和输出管路10-6组成。罐体10-1采用304不锈钢卷制焊接成型的大容积密封液体储罐；工具箱10-2焊接在罐体10-1两侧的下方，主要用于存放消防水管及各类工具配件；人孔10-3位于罐体10-1的上方，有一个快速打开的压扣盖对罐体进行密封，同时打开盖子，方便人员进出罐体进行检修，在特殊情况下也实现高效灭火剂的快速加注。呼吸阀10-4的管路焊接在罐体10-1顶部，加注口10-5和输出管路10-6的接口均焊接在罐体10-1底部。当打开加注口10-5或输出管路10-6的阀门往罐体10-1内加注灭火剂或者从罐体10-1内抽出灭火剂时，罐体内形成较高的正压和负压会损坏罐体，此时需要打开呼吸阀10-4平衡罐内压强。
挂车不但实现快速更换，还实现快速加注并且根据现场条件进行多辆联挂，增加了火灾时喷射高效灭火剂的实际数量，使得高喷灭火机器人在灭火任务中在储罐中灭火剂耗尽后，再次快速投入灭火任务，做到连续灭火，进一步提高了灭火的效率和设备的利用率，确保迅速完成灭火。同时，当高效灭火剂匮乏时，机器人后端的水泵吸口快速接口直接连接到消火栓和水池及其它水源处，就地取水经过高压后快速灭火，进行多种工况条件下的灭火。
Claims (9)
1.一种快速更换储罐的高喷灭火机器人，其特征在于：包括机器人底盘(1)、举升臂架装置(2)、回转机构总成(3)、高压泵送系统(4)、输送管路(5)、灭火剂喷射装置(6)、液压控制系统(7)、电气控制系统(8)、挂车组和灭火剂储罐(10)；
所述挂车组由一辆或多辆联挂的挂车(9)构成；所述机器人底盘(1)拖拽挂车(9)；所述举升臂架装置(2)通过回转机构总成(3)在机器人底盘(1)上回转并举升灭火剂喷射装置(6)；
所述高压泵送系统(4)抽取灭火剂储罐(10)内的灭火剂后形成的高压射流通过输送管路(5)后，由灭火剂喷射装置(6)喷出。
2.根据权利要求1所述的快速更换储罐的高喷灭火机器人，其特征在于：所述举升臂架装置(2)包括下变幅臂(2-1)、上变幅臂(2-2)、伸缩臂(2-3)、支撑座(2-4)、上调平油缸(2-5)和下调平油缸(2-6)；所述支撑座(2-4)铰接在伸缩臂(2-3)末端，下调平油缸(2-6)连接在上变幅臂(2-2)和下变幅臂(2-1)上，上调平油缸(2-5)的大腔、小腔与下调平油缸(2-6)的大腔、小腔连通。
3.根据权利要求2所述的快速更换储罐的高喷灭火机器人，其特征在于：所述下变幅臂(2-1)包括构成平行四边形机构的上折臂、下折臂和拉杆。
4.根据权利要求2所述的快速更换储罐的高喷灭火机器人，其特征在于：所述电气控制系统(8)包括调平倾角传感器(8-1)、主控制器(8-2)、电磁阀线圈(8-3)、远程遥控器(8-4)和底盘倾角传感器(8-5)；所述调平倾角传感器(8-1)位于支撑座(2-4)上，底盘倾角传感器(8-5)位于车体上。
5.根据权利要求1所述的快速更换储罐的高喷灭火机器人，其特征在于：所述高压泵送系统(4)包括动力水泵组(4-1)和水泵吸口(4-2)，所述动力水泵组(4-1)将灭火剂通过输送管路(5)输送到灭火剂喷射装置(6)。
6.根据权利要求1所述的快速更换储罐的高喷灭火机器人，其特征在于：所述电气控制系统(8)还包括高压泵送系统启动开关(8-6)、高压泵送系统停止开关(8-7)、压力传感器(8-8)、发动机转速传感器(8-9)和液位传感器(8-10)。
7.根据权利要求1所述的快速更换储罐的高喷灭火机器人，其特征在于：所述挂车(9)包括连接架(9-1)、转向车桥(9-2)、转向支撑座(9-3)、挂车车架(9-4)和挂车固定车桥(9-5)；所述连接架(9-1)与机器人底盘(1)连接，转向车桥(9-2)通过转向支撑座(9-3)与挂车车架(9-4)连接，转向支撑座(9-3)在外力下带动转向车桥(9-2)回转。
8.一种快速更换储罐的高喷灭火机器人的喷射控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)当举升臂架装置(2)举升时，支撑座(2-4)被上调平油缸(2-5)驱动实时调平；上变幅臂(2-2)举升驱动下调平油缸(2-6)的小腔压出的液压油进入上调平油缸(2-5)的小腔后，上调平油缸(2-5)同步缩回，实现支撑座(2-4)在上变幅臂(2-2)变幅中与下变幅臂(2-1)的上臂连接座及机器人底盘(1)时刻平行；同时上调平油缸(2-5)缩回时大腔被压出的液压油又进入下调平油缸(2-6)的大腔形成闭环；
(2)当上变幅臂(2-2)落臂时带动下调平油缸(2-6)缩回，促进上调平油缸(2-5)伸出驱动支撑座(2-4)反转而抵消上变幅臂(2-2)落臂产生的角度变化；
(3)灭火剂喷射装置的倾斜角度与底盘倾斜角度的检测信号实时传入主控制器(8-2)，当角度差值超过设定范围时，主控制器(8-2)驱动控制阀(7-1)改变液压方向，根据需要对上调平油缸(2-5)与下调平油缸(2-6)组成的液压内循环系统大腔补油，上调平油缸(2-5)带动支撑座(2-4)以超出液压内循环调平速度相对向后仰来补充角度误差值，直至误差值小于设定值；
(4)当支撑座(2-4)向前俯来补充角度误差值时，主控制器(8-2)发出控制信号向小腔油路供油；
(5)主控制器(8-2)判断灭火剂储罐(10)内液位达标时，发动机启动并带动水泵怠速运行，同时启动真空泵抽空泵内空气；
(6)发动机提速至预设转速n1，当检测水泵水压Pn达到预设水压P1,进行喷射灭火；当水压Pn小于P1时，且发动机转速大于等于预设转速n1，控制发动机停转,并排空泵内余液；
(7)若发动机转速低于预设转速n1，将发动机转速提高到n2以上,若水压仍小于P1，控制发动机停转,并排空泵内余液；
(8)当收到灭火停止指令时，发动机停转,并排空泵内余液。
9.根据权利要求8所述的快速更换储罐的高喷灭火机器人的喷射控制方法，其特征在于：步骤(3)中，当人工调整灭火剂喷射装置的初始喷射角度时，通过远程遥控器(8-4)向主控制器(8-1)发出调整指令，进行调平角度的手动补偿调平。
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Family
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Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2142084Y (zh) * | 1992-09-02 | 1993-09-15 | 黑龙江省牡丹江林业消防训练设备厂 | 简易多用水罐挂车 |
| CN101554516A (zh) * | 2009-05-25 | 2009-10-14 | 北京中卓时代消防装备科技有限公司 | 消防车自动控制及报警系统 |
| CN102641567A (zh) * | 2012-05-04 | 2012-08-22 | 成都威思霍克科技发展有限公司 | 消防车智能控制系统及方法 |
| CN104019069A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-03 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 一种自动补油式同构双缸调平系统 |
| CN105268136A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-27 | 润泰救援装备科技河北有限公司 | 一种多功能消防车 |
| CN206273292U (zh) * | 2016-11-04 | 2017-06-23 | 东莞华南设计创新院 | 一种高空消防车 |
| CN206508428U (zh) * | 2017-01-14 | 2017-09-22 | 上海金盾特种车辆装备有限公司 | 一种多功能登高主战消防车 |
| CN111481865A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-04 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 一种消防机器人系统及其使用方法 |
| CN113830709A (zh) * | 2021-11-25 | 2021-12-24 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 双回转伸缩变幅升降平台、调平机构液压系统及控制方法 |
| CN114013272A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-02-08 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 一种多功能救险车 |
| CN115317840A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-11 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 灭火机器人、灭火机器人群以及灭火方法 |
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2142084Y (zh) * | 1992-09-02 | 1993-09-15 | 黑龙江省牡丹江林业消防训练设备厂 | 简易多用水罐挂车 |
| CN101554516A (zh) * | 2009-05-25 | 2009-10-14 | 北京中卓时代消防装备科技有限公司 | 消防车自动控制及报警系统 |
| CN102641567A (zh) * | 2012-05-04 | 2012-08-22 | 成都威思霍克科技发展有限公司 | 消防车智能控制系统及方法 |
| CN104019069A (zh) * | 2014-06-26 | 2014-09-03 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 一种自动补油式同构双缸调平系统 |
| CN105268136A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-01-27 | 润泰救援装备科技河北有限公司 | 一种多功能消防车 |
| CN206273292U (zh) * | 2016-11-04 | 2017-06-23 | 东莞华南设计创新院 | 一种高空消防车 |
| CN206508428U (zh) * | 2017-01-14 | 2017-09-22 | 上海金盾特种车辆装备有限公司 | 一种多功能登高主战消防车 |
| CN111481865A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-08-04 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 一种消防机器人系统及其使用方法 |
| CN113830709A (zh) * | 2021-11-25 | 2021-12-24 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 双回转伸缩变幅升降平台、调平机构液压系统及控制方法 |
| CN114013272A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-02-08 | 徐州徐工随车起重机有限公司 | 一种多功能救险车 |
| CN115317840A (zh) * | 2022-08-26 | 2022-11-11 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 灭火机器人、灭火机器人群以及灭火方法 |
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