CN202236993U

CN202236993U - 智能型自动扫描定位灭火装置

Info

Publication number: CN202236993U
Application number: CN2011202157485U
Authority: CN
Inventors: 郑立扬; 徐兰萍; 柴益龙
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2021-06-24

Abstract

本实用新型公开了一种智能型自动扫描定位灭火装置。该装置包括固定悬架、水平传动机构、竖直传动机构、定位传感系统、控制器及其外围电路、充电电源、软管、火灾检测报警器。该灭火装置能检测发生火灾，并按照经纬正交轨迹运动扫描确定火源位置坐标，自动定位执行机构能够带动位于软管自由端的喷头指向火源方位。所以该智能型自动扫描定位灭火装置在发生火灾时能自动检测火灾并对火源位置进行扫描定位，从而第一时间将火灾遏止在萌发初期，提高灭火效率，减少损失。

Description

智能型自动扫描定位灭火装置

技术领域

本实用新型涉及一种火灾检测和火源自动定位装置，尤其是一种智能型自动扫描定位灭火装置，属于消防设备技术领域。

背景技术

现代城市人口迅速增长，城市建设发展如火如荼，大型建筑，尤其是大量的高层建筑不断地拔地而起。目前在国内，如上海市的100米以上建筑就有400多座，火灾发生时，外来消防设备很难满足灭火作业的需要，灭火效率受诸多因素影响和限制，不能充分发挥作用。火灾对于人们的生命财产是巨大的威胁，很多情况下，由于发生火灾后不能及时扑灭而给人们的生命财产带来巨大的损失。现有的手提式灭火器一般是固定放置在房间的某角落或建筑过道的旁边，火灾发生时须由人手动打开灭火器开关控制阀，并操作灭火器向火源位置喷射灭火剂，以达到灭火的效果。很多情况下火灾现场情势复杂，可能存在有毒、有害化学气体或者火势猛烈，当发生火灾时，由于人难以接近灭火器放置地点而无法实现灭火操作，而导致生命、财产的巨大损失。如火灾发生在夜晚或者发生在无人值守的仓库内，由于不能实现第一时间及时发现、及时灭火，可能会丧失灭火的最佳时机，造成无法挽救的巨大损失。现有灭火器自动化程度低，不能实现在火灾发生时自动监测并报警，不能第一时间启动灭火装置，也不能实现在火灾发生时自动准确定位火源位置目标并进行自动喷射灭火剂作业，灭火的效率较低。使用普通灭火器还需要对人员进行专门的培训，人力成本和风险成本都比较高，不利于及时、充分、有效扑灭火灾并减少损失。现已公开的可自动扫描定位灭火装置包括灭火设备安置架、系统电源、灭火剂存储箱、管路、管路开关控制阀、烟感器等部件，但自动扫描定位系统的技术方案结构复杂，制造成本较高，智能性也相对较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能自动检测火灾，又能够准确定位火源的位置的装置，这样的装置在发生火灾时能迅速启动，快速准确地对火源位置定位，这为准确扑灭火源，将火灾遏止在萌发初期，减少损失提供了极大的可能。同时该装置可以提高灭火装置的智能性，使系统结构更加简单，制造成本更低，自动灭火更可靠的有益效果。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种智能型自动扫描定位灭火装置，包括水平传动机构、竖直传动机构、定位传感系统、控制器及其外围电路、充电电源、固定悬架、软管、火灾检测报警器。其特征在于：上述水平传动机构包括固定在固定悬架上的电机甲、通过联轴器甲与电机甲输出轴相连的蜗杆轴甲、固定在竖直轴上的蜗轮甲，上述竖直轴通过轴承与上述固定悬架活动连接，一个U形架开口向下并固定安装于竖直轴的下端，一个球形罩固定在竖直轴上并且套在U形架的外面，上述球形罩的下部中间有一槽。

上述竖直传动机构包括固定在U形架上的电机乙，通过联轴器乙与电机乙输出轴相连的蜗杆轴乙，固定在水平轴上的蜗轮乙，固定在水平轴上的喷头，固定在喷头上的火焰传感器放置架，上述水平轴通过轴承与U形架活动连接。

上述定位传感系统包括第一、第二、第三火焰传感器和角度传感器，上述U形架的上部开一条狭缝，上述的第一火焰传感器位于狭缝内，第一火焰传感器的长度为2~3cm，第一火焰传感器的安装角度为倾斜向下

左右。第一火焰传感器所在的狭缝中心线延伸方向与上述竖直轴的轴线重合，上述的第二、第三火焰传感器安装在火焰传感器放置架的圆柱孔形狭缝内，且第二、第三火焰传感器对称安装在喷头的两边，第二火焰传感器32与第三火焰传感器33平行，二者之间的距离为a，第一火焰传感器与第二、第三火焰传感器在同一竖直平面内。上述角度传感器固定在角度传感器固定架上，上述角度传感器固定架固定在U形架上，上述角度传感器通过联轴器丙与水平轴相连。上述角度传感器初始测量方位角方向与上述第二、第三火焰传感器初始状态所在的狭缝开口方向平行；

上述控制器及其外围电路与第一、第二、第三火焰传感器、角度传感器、火灾检测报警器、电机甲、电机乙之间电连接。上述控制器是单片机或ARM,控制器内烧录有编译好的控制程序,火灾检测报警器、第一、第二、第三火焰传感器、角度传感器的输出信号传给控制器及其外围电路,控制器及其外围电路对传感器输入的信号进行分析处理,发出控制信号控制电机甲和电机乙的转动。

上述充电电源与生活用电相连接，充电电源与控制器及其外围电路、电机甲、电机乙之间电连接。控制器及其外围电路检测充电电源的电量，并自动控制生活电源对充电电源的充电。

上述固定悬架固定安装在天花板上。

上述软管的一端与喷头相连，另一端穿过球形罩下部中间的槽与灭火介质设备相连。上述灭火介质设备为水泵或高压氮气存储罐或高压二氧化碳存储罐或高压干粉存储罐。

火灾检测报警器用于在火灾发生初期实现对火灾的探测及报警，火灾检测报警器的信号传输给控制器及其外围电路。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和优点：能自动检测火灾并准确定位火源的位置，从而能第一时间将火灾遏止在萌发初期，减少损失。控制器采用单片机或ARM，本实用新型具有显著的智能化特征。暴露在在天花板下面的的主要是球形罩，美观而实用。

附图说明

图1是本实用新型装置总体结构示意图。

图2是本实用新型装置初始状态下右视时喷头上的火焰传感器放置架的位置示意图。

图3为初始状态下右视时第一、第二、第三火焰传感器的相对位置示意图。

图4为第一火焰传感器检测到火源时的位置关系示意图。

图5为第二火焰传感器检测到火源时的位置关系示意图。

图6为第三火焰传感器检测到火源时的位置关系示意图。

图7为计算火源位置坐标的位置关系图。

具体实施方式

本实用新型一个优选实施例结合附图说明如下：参见图1，可见，11.电机甲、12.联轴器甲、13.蜗杆轴甲、14.蜗轮甲、15.竖直轴、16.轴承、17.U形架、18.球形罩、21.电机乙、22.联轴器乙、23.蜗杆轴乙、24.轴承、25.蜗轮乙、26.喷头、27.火焰传感器放置架、28.水平轴、31.第一火焰传感器、34.角度传感器固定架、35.角度传感器、36.联轴器丙、4.控制器及其外围电路、5.充电电源、6.固定悬架、7.软管、8.火灾检测报警器。

参见图2，可见，26.喷头、27.火焰传感器放置架、32.第二火焰传感器、33.第三火焰传感器。

一种智能型自动扫描定位灭火装置，包括水平传动机构1、竖直传动机构2、定位传感系统3、控制器及其外围电路4、充电电源5、固定悬架6、软管7、火灾检测报警器8。水平传动机构1包括固定在固定悬架6上的电机甲11、通过联轴器甲12与电机甲11输出轴相连的蜗杆轴甲13、固定在竖直轴15上的蜗轮甲14，竖直轴15通过轴承16与固定悬架6活动连接，U形架17开口向下并固定安装于竖直轴15的下端，球形罩18固定在竖直轴15上并且套在U形架17的外面，球形罩18的下部中间有一槽。

竖直传动机构2包括固定在U形架17上的电机乙21，通过联轴器乙22与电机乙21输出轴相连的蜗杆轴乙23，固定在水平轴28上的蜗轮乙25，固定在水平轴28上的喷头26，固定在喷头26上的火焰传感器放置架27，水平轴28通过轴承24与U形架17活动连接。

定位传感系统3包括第一、第二、第三火焰传感器31、32、33和角度传感器35，U形架17的上部开一条狭缝，第一火焰传感器31位于狭缝内，第一火焰传感器31的长度为2~3cm，第一火焰传感器31的安装角度为倾斜向下左右。第一火焰传感器31所在的狭缝中心线延伸方向与竖直轴15的轴线重合，第二、第三火焰传感器32、33安装在火焰传感器放置架27的圆柱孔形狭缝内，且第二、第三火焰传感器32、33对称安装在喷头26的两边，第二火焰传感器32与第三火焰传感器33平行，二者之间的距离为a，第一火焰传感器31与第二、第三火焰传感器32、33在同一竖直平面内。角度传感器35固定在角度传感器固定架34上，角度传感器固定架34固定在U形架17上，角度传感器35通过联轴器丙36与水平轴28相连。角度传感器35初始测量方位角方向与第二、第三火焰传感器32、33初始状态所在的狭缝开口方向平行；

控制器及其外围电路4与第一、第二、第三火焰传感器31、32、33、角度传感器35、火灾检测报警器8、电机甲11、电机乙21之间电连接。控制器是单片机或ARM,控制器内烧录有编译好的控制程序,火灾检测报警器8、第一、第二、第三火焰传感器31、32、33、角度传感器35的输出信号传给控制器及其外围电路4,控制器及其外围电路4对输入的信号进行分析处理,发出控制信号控制电机甲11和电机乙21转动。

充电电源5与生活用电相连接，充电电源5与控制器及其外围电路4、电机甲11、电机乙21之间电连接。控制器及其外围电路4检测充电电源5的电量，并自动控制生活电源对充电电源5的充电。

固定悬架6固定安装在天花板上。

软管7的一端与喷头26相连，另一端穿过球形罩18下部中间的槽与灭火介质设备相连。灭火介质设备为水泵或高压氮气存储罐或高压二氧化碳存储罐或高压干粉存储罐。

火灾检测报警器8用于在火灾发生初期实现对火灾的探测及报警，火灾检测报警器8的信号传输给控制器及其外围电路4。

充电电源5对整个装置提供电能。当火灾检测报警器8检测到发生火灾时，火灾探测传感器8上的报警器报警，并将信号传输到控制器及其外围电路4，控制器及其外围电路4控制电机甲11转动，电机甲11的输出通过联轴器甲12带动蜗杆轴甲13转动，蜗杆轴甲13的转动带动与之相配合的蜗轮甲14转动，蜗轮甲14的转动带动与之相连的竖直轴15转动，U形架17、球形罩18随竖直轴15一起转动，安装在U形架17上部狭缝内的第一火焰传感器31对火源位置进行扫描，当第一火焰传感器31检测到火源信号时，电机甲11就停止转动，竖直轴15、U形架17、球形罩18即停止转动，此时第一、第二、第三火焰传感器31、32、33与火源在同一竖直平面内，其位置关系如图4所示。控制器及其外围电路4控制电机乙21转动，电机乙21的输出通过联轴器乙22带动蜗杆轴乙23转动，蜗杆轴乙23的转动带动与之相配合的蜗轮乙25转动，蜗轮乙25的转动带动与之相连的水平轴28转动，水平轴28的转动带动固定在其上的喷头26一起转动，喷头26的转动带动其上的火焰传感器放置架27一起转动，安装在火焰传感器放置架27狭缝内的第二、第三火焰传感器32、33对火源位置进行扫描，当第二火焰传感器32检测到火源位置时，其位置关系如图5所示，角度传感器35检测火焰传感器放置架26自初始状态到此时所转过的角度θ1，并将信号传输给控制器及其外围电路4。当第三火焰传感器33检测到火源位置时，电机乙21就停止转动，其位置关系如图6所示，角度传感器35检测火焰传感器放置架26自初始状态到此时所转过的角度θ2，并将信号传输给控制器及其外围电路4。

将第二火焰传感器32检测到火源时的位置关系与第三火焰传感器33检测到火源时的位置关系组合即得到图7所示的位置关系示意图。在图7中，A点表示火源位置，O点表示火焰传感器放置架27的中心。三角形AOB全等于三角形AOC。由图7可得：

α=θ2 -θ1 (1)

β=（

-α）/2 (2)

L_AO=L_BO/cosβ=a/（2*cosβ） (3)

δ=

-θ2 (4)

γ=β-δ (5)

X= L_AD=L_AO*sinγ (6)

Y=L_OD =L_AO*cosγ (7)

式（3）中L_BO为火焰传感器32与火焰传感器放置架27中心之间的距离,即a/2。

式（3）中L_AO为火源位置与火焰传感器放置架27中心之间的距离。

式（6）中L_AD为火源位置与火焰传感器放置架27中心之间的水平距离。

式（7）中L_OD为火源位置与火焰传感器放置架27中心之间的竖直高度。

（X，Y）即为火源位置坐标。

根据火源位置坐标，控制器及其外围电路4控制电机乙21转动，使水平轴28上的喷头26以合适角度对向火源方位，灭火介质设备启动，灭火介质从灭火介质设备经过软管7、喷头26喷出。当火灾检测报警器8检测到火源被全部浇灭后，灭火介质设备停止喷灭火剂，系统恢复到初始状态。由火灾检测报警器8执行火灾检测。

上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型发明创造的目的作出多种变化。如果蜗轮乙25安装在水平轴28上的其它位置，电机乙21和蜗杆轴乙23，电机甲11和蜗杆轴甲13安放在其它位置都在此实用新型的保护范围内。如果蜗轮蜗杆传动换为其它传动方式，比如齿轮传动，亦在此实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种智能型自动扫描定位灭火装置，包括水平传动机构（1）、竖直传动机构（2）、定位传感系统（3）、控制器及其外围电路（4）、充电电源（5）、固定悬架（6）、软管（7）、火灾检测报警器（8）；

所述水平传动机构（1）包括固定在固定悬架（6）上的电机甲（11）、通过联轴器甲（12）与电机甲（11）输出轴相连的蜗杆轴甲（13）、固定在竖直轴（15）上的蜗轮甲（14），所述竖直轴（15）通过轴承（16）与所述固定悬架（6）活动连接，一个U形架（17）开口向下并固定安装于竖直轴（15）的下端，一个球形罩（18）固定在竖直轴（15）上并且套在U形架（17）的外面，所述球形罩（18）的下部中间有一槽；

所述竖直传动机构（2）包括固定在U形架（17）上的电机乙（21），通过联轴器乙（22）与电机乙（21）输出轴相连的蜗杆轴乙（23），固定在一根水平轴（28）上的蜗轮乙（25），固定在水平轴（28）上的喷头（26），固定在喷头（26）上的火焰传感器放置架（27），所述水平轴（28）通过轴承（24）与U形架（17）活动连接；

所述定位传感系统（3）包括第一、第二和第三火焰传感器（31、32、33）和角度传感器（35），所述U形架（17）的上部开一条狭缝，所述的第一火焰传感器（31）位于狭缝内，第一火焰传感器（31）的长度为2~3cm，第一火焰传感器（31）的安装角度为倾斜向下左右；第一火焰传感器（31）所在的狭缝中心线延伸方向与所述竖直轴（15）的轴线重合，所述的第二、第三火焰传感器（32、33）安装在火焰传感器放置架（27）的圆柱孔形狭缝内，且第二、第三火焰传感器（32、33）对称安装在喷头（26）的两边，第二火焰传感器（32）与第三火焰传感器（33）平行，二者之间的距离为a，第一火焰传感器（31）与第二、第三火焰传感器（32、33）在同一竖直平面内；所述角度传感器（35）固定在一个角度传感器固定架（34）上，所述角度传感器固定架（34）固定在U形架（17）上，所述角度传感器（35）通过联轴器丙（36）与水平轴（28）相连。

2.根据权利要求1所述的智能型自动扫描定位灭火装置，其特征在于所述角度传感器（35）初始测量方位角方向与所述第二、第三火焰传感器（32、33）初始状态所在的狭缝开口方向平行；所述控制器及其外围电路（4）与第一、第二和第三火焰传感器（31、32、33）、角度传感器（35）、火灾检测报警器（8）、电机甲（11）、电机乙（21）之间电连接；所述控制器是单片机或ARM,控制器内烧录有编译好的控制程序,火灾检测报警器（8）、第一、第二和第三火焰传感器（31、32、33）、角度传感器（35）的输出连接控制器及其外围电路（4），控制器及其外围电路（4）的输出连接电机甲（11）和电机乙（21）。

3.根据权利要求1所述的智能型自动扫描定位灭火装置，其特征在于：所述充电电源（5）与生活用电相连接，充电电源（5）与控制器及其外围电路（4）、电机甲（11）、电机乙（21）之间电连接。

4.根据权利要求1所述的智能型自动扫描定位灭火装置，其特征在于：所述固定悬架（6）固定安装在天花板上。

5.根据权利要求1所述的智能型自动扫描定位灭火装置，其特征在于：所述软管（7）的一端与喷头（26）相连，另一端穿过球形罩（18）下部中间的槽与灭火介质设备相连；所述灭火介质设备为水泵或高压氮气存储罐或高压二氧化碳存储罐或高压干粉存储罐。