CN220588825U - 一种基于虚拟仿真的消防灭火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于虚拟仿真的消防灭火装置，包括模拟空间，所述模拟空间中设置有水枪机构、摄像机构和用于对水枪机构供水的水池组件，水池组件设置于模拟空间底部，水枪机构设置于水池组件上方，摄像机构设置于模拟空间顶部，摄像机构与水枪机构中的红外激光头信号连接；该灭火装置通过摄像机构捕获红外激光头的照射点，可以获取水枪机构中水在显示屏上的喷射点，进而通过计算机比对喷射点和显示屏上在喷射点位置的显示火灾情况，可以判断该喷射点是否落在火灾区域，进而显示是否灭火成功的提示，使得体验者可以更好的体验消防灭火，具有较强的趣味性和教育意义。

Description

一种基于虚拟仿真的消防灭火装置

技术领域

本实用新型涉及消防灭火模拟技术领域，尤其涉及一种基于虚拟仿真的消防灭火装置。

背景技术

火灾在日常生活中十分常见，经常需要配备使用水枪。消防栓装置是一种固定式消防设施，主要作用是控制可燃物、隔绝助燃物、消除着火源。室内消火栓通过室内管网向火场供水，带有阀门接口，是工厂、仓库、高层建筑、公共建筑及船舶等室内的固定消防设施，通常安装在消火栓箱内，与消防水带和水枪等器材配套使用。

但实际上很多人不太了解如何使用水枪进行有效地灭火。传统的宣传和教育手段限于通过视频或者讲解人员的解说，这些方法无法让普通老百姓更清楚的了解水枪的具体使用步骤。若采用真正的水枪对广大群众进行培训教育，则成本相对较高。因此，教育广大群众如何正确的识别火灾、选择和使用正确的灭火方法是一项非常重要的任务。目前在教育行业内，能够模拟水枪灭火的设备，大多使用虚拟装置，具有体验感较差，不够直观，趣味性不足等缺陷。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种基于虚拟仿真的消防灭火装置，体验者可以更好的体验消防灭火，具有较强的趣味性和教育意义。

本实用新型提出的一种基于虚拟仿真的消防灭火装置，包括模拟空间，所述模拟空间中设置有水枪机构、摄像机构和用于对水枪机构供水的水池组件，水池组件设置于模拟空间底部，水枪机构设置于水池组件上方，摄像机构设置于模拟空间顶部，摄像机构与水枪机构中的红外激光头信号连接。

进一步地，所述水枪机构包括支撑板、水枪底座、左右转动组件、上下转动组件和水枪造型，支撑板设置于水池组件上方并与模拟空间固定连接，水枪底座设置于支撑板上，左右转动组件的一端与水枪底座转动连接、另一端与上下转动组件连接，水枪造型的一端固定于上下转动组件的端部、另一端伸长设置，红外激光头靠近水枪造型设置于上下转动组件的端部。

进一步地，所述左右转动组件包括回转底座、左右柱体和支持柱体，回转底座的一端与水枪底座转动连接、另一端与支持柱体固定连接，支持柱体与上下转动组件转动连接，左右柱体的一端插入回转底座设置、另一端与上下转动组件铰接设置。

进一步地，所述上下转动组件包括水枪体，支持柱体与水枪体之间设置支持转动组件，所述支持转动组件包括上下转动销轴和上下转动轴承，上下转动轴承分别嵌入支持柱体、水枪体中设置，上下转动销轴的两端分别插入两上下转动轴承中设置。

进一步地，所述上下转动组件还包括把手和设置于把手上的按钮，把手与水枪体固定连接。

进一步地，所述水池组件包括水池、进水管和排水管，进水管的一端与水池连通、另一端连接供水机构，排水管的一端与水池连通、另一端连接收集机构，进水管在靠近水池部分设置有进水阀，排水管在靠近水池部分设置有排水阀。

进一步地，所述水池中还设置有水泵和管线组件，管线组件的一端与水泵连通、另一端与水枪体的储水箱连通。

进一步地，模拟空间中设置有显示屏，显示屏设置于水枪机构出水方向的前方。

进一步地，摄像机构的视场范围覆盖红外激光头在显示屏上的照射点范围。

本实用新型提供的一种基于虚拟仿真的消防灭火装置的优点在于：本实用新型结构中提供的一种基于虚拟仿真的消防灭火装置，在显示屏上显示火灾场景，通过摄像机构捕获红外激光头的照射点，可以获取水枪机构中水在显示屏上的喷射点，进而通过计算机比对喷射点和显示屏上在喷射点位置的显示火灾情况，可以判断该喷射点是否落在火灾区域，进而显示是否灭火成功的提示，使得体验者可以更好的体验消防灭火；摄像机构的视场范围覆盖红外激光头在显示屏上的照射点范围，实现红外激光头的照射点都能被摄像机构所捕获；结合显示屏显示和水池组件中水循环，让水枪灭火游戏拥有极大的教育意义，使得参与的人员深刻了解灭火的各种工具和材料等特性，而非单纯的转动和显示工具。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为水枪机构的结构示意图；

图4为图3的侧视图；

其中，1-模拟空间，2-水枪机构，3-摄像机构，4-水池组件，5-显示屏，6-玻璃，21-红外激光头，22-支撑板，23-水枪底座，24-左右转动组件，25-上下转动组件，26-水枪造型，27-支持转动组件，41-水池，42-水泵，43-管线组件，241-回转底座，242-左右柱体，243-支持柱体，244-回转轴承，251-水枪体，252-把手，253-按钮，271-上下转动销轴，272-上下转动轴承。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至4所示，本实用新型提出的一种基于虚拟仿真的消防灭火装置，包括模拟空间1，所述模拟空间1中设置有水枪机构2、摄像机构3和用于对水枪机构2供水的水池组件4，水池组件4设置于模拟空间1底部，水枪机构2设置于水池组件4上方，摄像机构3设置于模拟空间1顶部，摄像机构3与水枪机构2中的红外激光头21信号连接。

其中，水枪机构2可以放置于模拟空间1中，也可以放置于模拟空间1外，当采用放置于模拟空间1中时，是为了体验者可以更沉浸式体验灭火。

水枪机构2通过水池组件4供水后将水喷射到模拟空间1前方设置的板子上，与此同时红外激光头21也照射在该板子上，摄像机构3可以捕获红外激光头21在板子上的照射点，可以将此照射点作为水枪机构2中水的喷射点，如果考虑水在喷射过程中由于重力作用造成水的喷射点和红外激光头21的照射点不在同一个位置，可以将此照射点下的一定位置(例如此照射点下的3mm位置)作为水的喷射点，这样可以更准确的反馈水的喷射点，也可以更准确的模拟灭火。

以上可以将板子改为显示屏，在显示屏上显示火灾场景，通过摄像机构3捕获红外激光头21的照射点，可以获取水枪机构2中水在显示屏上的喷射点，进而通过计算机比对喷射点和显示屏5上在喷射点位置的显示火灾情况，可以判断该喷射点是否落在火灾区域，进而显示是否灭火成功的提示，使得体验者可以更好的体验消防灭火；其中计算机对喷射点和喷射点位置的显示画面进行比较的过程是基于现有软件实现的，(例如通过喷射点的位置和火灾区域的位置进行比较，当喷射点的位置落在火灾区域位置范围中时，表示进行了有效灭火，此时显示屏5中显示火灾变弱，反之，则没有达到灭火情况，此时显示屏5上显示的火灾情况不变)，该现有软件实现方式在此只是调用，因此不做赘述。

需要说明的是，为了实现红外激光头21的照射点都能被摄像机构3所捕获，摄像机构3的视场范围覆盖红外激光头21在显示屏5上的照射点范围，以避免肉眼可见水枪机构2在显示屏5上存在喷射点，同时该喷射点的位置处于火灾区域，但是显示屏5中显示的火灾并未发生变化的缺陷，提高了体验者的高效体验。

在本实施例中，水枪机构2包括支撑板22、水枪底座23、左右转动组件24、上下转动组件25和水枪造型26，支撑板22设置于水池组件4上方并与模拟空间1固定连接，水枪底座23设置于支撑板22上，左右转动组件24的一端与水枪底座23转动连接、另一端与上下转动组件25连接，水枪造型26的一端固定于上下转动组件25的端部、另一端伸长设置，红外激光头21靠近水枪造型26设置于上下转动组件25的端部。

需要说明的是，上下转动组件25包括水枪体251，水枪造型26与水枪体251连通设置，水枪体251和水枪造型26均为中空结构，并与水池组件4中的水连通，以实现水枪机构2有效喷水。

水枪体251通过左右转动组件24和上下转动组件25实现左右、上下转动，其中左右转动组件24和上下转动组件25具体如下：

左右转动组件24包括回转底座241、左右柱体242和支持柱体243，回转底座241的一端与水枪底座23转动连接、另一端与支持柱体243固定连接，支持柱体243与上下转动组件25转动连接，左右柱体242的一端插入回转底座241设置、另一端与上下转动组件25铰接设置。

左右柱体242与回转底座241和水枪体251固定连接，而回转底座241与水枪底座23通过回转轴承244转动连接，因而左右柱体242随着回转底座241的转动而联动水枪体251的转动，从而实现水枪体251的左右转动；另外水枪体251上开设U型槽，左右柱体242铰接与U型槽中，当水枪体251上下运动时，U型槽为水枪体251提供一定的行程空间，一方面水枪体251与左右柱体242相对运动时，对水枪体251提供无障碍运动空间，另一方面，U型槽的端部对水枪体251进行上、下限位，使得水枪体251可以在一定范围内进行上下运动。

支持柱体243在远离回转底座241的一端设置成U型，并分别与水枪体251轴向两侧转动连接，使得水枪体251可以实现上下运动，具体为：支持柱体243与水枪体251之间设置支持转动组件27，支持转动组件27包括上下转动销轴271和上下转动轴承272，上下转动轴承272分别嵌入支持柱体243、水枪体251中设置，上下转动销轴271的两端分别插入两上下转动轴承272中设置。

另外，上下转动组件25还包括把手252和设置于把手252上的按钮253，把手252与水枪体251固定连接，体验者可以通过把手252对水枪体251左右、上下转动，当按压按钮253时，水池组件4中的水会通过水枪机构2喷射在显示屏5上，按钮253相当于控制水枪机构2工作的开关。

在本实施例中，水池组件4包括水池41、进水管和排水管，进水管的一端与水池41连通、另一端连接供水机构，排水管的一端与水池41连通、另一端连接收集机构，进水管在靠近水池41部分设置有进水阀，以控制水池41的进水速率和进水量，排水管在靠近水池41部分设置有排水阀，用控制水池41的排水速率和排水量。

水池41中还设置有水泵42和管线组件43，管线组件43的一端与水泵42连通、另一端与水枪体251的储水箱连通，水泵42用于向水枪机构2中供水，水泵42与按钮253通过控制器进行信号传递。

工作过程：体验者转动水枪机构2，通过按压按钮253以控制水泵42工作，使得将水池41中的水通过管线组件43输送到水枪机构2中，并通过水枪造型26喷射到显示屏5上，通过摄像机构3捕获红外激光头21的照射点，可以获取水枪机构2中水在显示屏上的喷射点，进而通过计算机比对喷射点和显示屏5上在喷射点位置的显示火灾情况，可以判断该喷射点是否落在火灾区域，进而显示是否灭火成功的提示，使得体验者可以更好的体验消防灭火。

其中，显示屏5中内容可更换，可根据实际环境和场景替换，增加适用性；本展项适宜应用于科技馆、主题馆、科普教育等各种与消防相关的场景内，作为特色互动展出。观众观看投影机中的待机视频，展示全国由于火灾造成的巨大损失和危害。观众通过水枪机构2转动，在投影画面中选择灭火场景，通过转动水枪机构2改变水流冲击的路径。可根据场景选择不同的灭火器种类，对场景进行灭火模拟。模拟完成后，对模拟的过程进行评价；对参与人员的体验感有很大提升，教育功能较大。

可以理解的是，在模拟空间1侧面环绕设置玻璃6，以使得观察者对模拟空间1中进行有效观察，增加了趣味性。

另外可以将玻璃6换成拼接屏，在拼接屏上显示房屋里的家具模型场景，增加了沉浸式体验效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于虚拟仿真的消防灭火装置，包括模拟空间(1)，其特征在于，所述模拟空间(1)中设置有水枪机构(2)、摄像机构(3)和用于对水枪机构(2)供水的水池组件(4)，水池组件(4)设置于模拟空间(1)底部，水枪机构(2)设置于水池组件(4)上方，摄像机构(3)设置于模拟空间(1)顶部，摄像机构(3)与水枪机构(2)中的红外激光头(21)信号连接。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，所述水枪机构(2)包括支撑板(22)、水枪底座(23)、左右转动组件(24)、上下转动组件(25)和水枪造型(26)，支撑板(22)设置于水池组件(4)上方并与模拟空间(1)固定连接，水枪底座(23)设置于支撑板(22)上，左右转动组件(24)的一端与水枪底座(23)转动连接、另一端与上下转动组件(25)连接，水枪造型(26)的一端固定于上下转动组件(25)的端部、另一端伸长设置，红外激光头(21)靠近水枪造型(26)设置于上下转动组件(25)的端部。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，所述左右转动组件(24)包括回转底座(241)、左右柱体(242)和支持柱体(243)，回转底座(241)的一端与水枪底座(23)转动连接、另一端与支持柱体(243)固定连接，支持柱体(243)与上下转动组件(25)转动连接，左右柱体(242)的一端插入回转底座(241)设置、另一端与上下转动组件(25)铰接设置。

4.根据权利要求3所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，所述上下转动组件(25)包括水枪体(251)，支持柱体(243)与水枪体(251)之间设置支持转动组件(27)，所述支持转动组件(27)包括上下转动销轴(271)和上下转动轴承(272)，上下转动轴承(272)分别嵌入支持柱体(243)、水枪体(251)中设置，上下转动销轴(271)的两端分别插入两上下转动轴承(272)中设置。

5.根据权利要求3所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，所述上下转动组件(25)还包括把手(252)和设置于把手(252)上的按钮(253)，把手(252)与水枪体(251)固定连接。

6.根据权利要求4所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，所述水池组件(4)包括水池(41)、进水管和排水管，进水管的一端与水池(41)连通、另一端连接供水机构，排水管的一端与水池(41)连通、另一端连接收集机构，进水管在靠近水池(41)部分设置有进水阀，排水管在靠近水池(41)部分设置有排水阀。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，所述水池(41)中还设置有水泵(42)和管线组件(43)，管线组件(43)的一端与水泵(42)连通、另一端与水枪体(251)的储水箱连通。

8.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，模拟空间(1)中设置有显示屏(5)，显示屏(5)设置于水枪机构(2)出水方向的前方。

9.根据权利要求8所述的基于虚拟仿真的消防灭火装置，其特征在于，摄像机构(3)的视场范围覆盖红外激光头(21)在显示屏(5)上的照射点范围。