專利名稱：消防炮自動升降裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于消防設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種消防炮自動升降裝置。 技術(shù)背景
中國專利"CN03135090 —種自動消防炮及其控制方法"、"CN2654163 —種控制 消防炮的解碼器"、"CN03252356 —種自動消防炮"等，其結(jié)構(gòu)一般由炮體及炮座組 成，炮體可以在炮座上進(jìn)行俯仰運(yùn)動；另有炮體控制系統(tǒng)，能夠在設(shè)定監(jiān)控的空間范 圍內(nèi)由計(jì)算機(jī)自動控制消防炮進(jìn)行火焰識別、火焰空間定位和自動開閥噴水、撲滅火
焰等一系列的工作。但上述自動消防炮必須安裝在室內(nèi)空間的明處，不符合許多場所
美觀的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的問題是消防炮安裝在明處不美觀的問題，本實(shí)用新型提供一 種消防炮自動升降裝置，使炮體具有升降的功能，平時(shí)不工作時(shí)消防炮在隱蔽處等待 系統(tǒng)工作指令；而工作時(shí)，消防炮自動出現(xiàn)在工作場所。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下
一種消防炮自動升降裝置，包括升降機(jī)構(gòu)、信號采集箱和升降裝置控制器組成， 升降機(jī)構(gòu)連接有消防炮體，其特征是升降機(jī)構(gòu)的主體是筒體，所述的筒體內(nèi)有螺旋 水管，筒體上端連接有入水口法蘭，所述的螺旋水管與筒體之間設(shè)有密封環(huán)以使得螺 旋水管可在筒體內(nèi)滑動時(shí)不漏水，所述的筒體下端連接有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)安裝有驅(qū) 動齒輪組，電機(jī)通過驅(qū)動齒輪組帶動螺旋水管上、下移動，所述的螺旋水管下端連接 有出水口法蘭，并與消防炮體相連接。
所述的消防炮自動升降裝置，其特征在于所述的螺旋水管側(cè)壁上有限位槽，筒體 內(nèi)壁上有限位螺釘，與限位槽配合使用。
所述的消防炮自動升降裝置，其特征在于所述的驅(qū)動齒輪組的結(jié)構(gòu)是由相互嚙 合的主動齒輪、傳動齒輪、旋轉(zhuǎn)齒輪組成，旋轉(zhuǎn)齒輪螺合于螺旋水管下端的外螺紋上， 旋轉(zhuǎn)齒輪上方有限位螺釘，所述的主動齒輪由電機(jī)驅(qū)動。 所述的消防炮自動升降裝置，其特征在于所述的齒輪箱下方連接有信號采集箱， 信號采集箱內(nèi)安裝有減速齒輪組，所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸一端伸出到信號采集箱中，作 為減速齒輪組的主動齒輪軸，所述的主動齒輪軸與減速齒輪組的最后一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)軸上 分別套裝有凸輪，所述的凸輪可以頂觸安裝于側(cè)邊的機(jī)械開關(guān)，觸發(fā)機(jī)械開關(guān)輸出 運(yùn)動與極限信號。
升降機(jī)構(gòu)是升降動作的實(shí)施設(shè)備。它的螺旋水管與筒體連接提供連接供水管道與 消防炮。利用電機(jī)驅(qū)動該螺旋水管伸縮運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)升降功能。其降動作的最大時(shí)間只 需要13秒，升動作的最大時(shí)間需要25秒。
升降機(jī)構(gòu)上的信號采集箱負(fù)責(zé)采集運(yùn)動狀態(tài)信號，并將該信號發(fā)送到升降裝置控 制器以實(shí)現(xiàn)升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動控制。伸縮極限信息提供電機(jī)停止運(yùn)動極限保護(hù)；運(yùn)動狀 態(tài)信息使控制器能實(shí)時(shí)監(jiān)測升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動狀態(tài)，在工作異常(如電機(jī)過流保護(hù))時(shí)， 能控制電機(jī)恢復(fù)正常。由于升降機(jī)構(gòu)的極限位、運(yùn)動狀態(tài)與電機(jī)的狀態(tài)有對應(yīng)關(guān)系， 可以通過檢測電機(jī)來檢測升降機(jī)構(gòu)的極限位、運(yùn)動狀態(tài)。
升降裝置控制器接收、處理消防炮控制裝置的通訊指令。當(dāng)需要消防炮升降時(shí)， 消防炮控制裝置發(fā)出通訊指令，升降裝置控制器接收到指令后控制升降機(jī)構(gòu)做伸縮運(yùn) 動。
升降裝置控制器接收信號采集箱輸出的運(yùn)動狀態(tài)信息。當(dāng)升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動到運(yùn)動方 向的極限位時(shí)，停止運(yùn)動。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動失控時(shí)，控制電機(jī)恢復(fù)正常。
本實(shí)用新型還具有伸極限控制輸出的功能。安裝消防炮自動升降裝置的消防炮， 必須升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動到伸極限時(shí)，消防炮才能開始掃描、定位動作。
控制消防炮垂直運(yùn)動時(shí)，升降裝置控制器會自動的檢査伸縮極限位置。如果不在 伸極限，將控制升降機(jī)構(gòu)攜帶消防炮到伸極限位置。
本實(shí)用新型的效果是能夠可靠快速的實(shí)現(xiàn)消防炮的升降功能。消防炮及消防炮自 動升降裝置安裝位置隱蔽，例如未工作時(shí)隱藏于天花板內(nèi)，使用時(shí)伸出天花板外。


圖l:消防炮自動升降裝置系統(tǒng)示意圖。 圖2:升降機(jī)構(gòu)機(jī)械示意圖。 圖3:信號采集箱機(jī)械示意圖。
圖4:消防炮自動升降裝置電氣原理框圖。 圖5:消防炮自動升降裝置自動控制模型。 圖6:升降裝置控制器程序流程圖。
具體實(shí)施方式
圖l:消防炮自動升降裝置系統(tǒng)示意圖
升降機(jī)構(gòu)4上入水口法蘭1連接供供水管道，出水口法蘭8連接消防炮9形成水 路；消防炮控制裝置2發(fā)出升降控制通訊指令，通過通訊線至升降裝置解碼器3，升 降裝置解碼器3通過電機(jī)驅(qū)動線驅(qū)動電機(jī)5動作，同時(shí)通過信號采集線到信號采集箱 6，采集其發(fā)出的信號來實(shí)時(shí)監(jiān)測運(yùn)動狀態(tài)。升降裝置控制器3輸出的伸極限控制輸 出線接到消防炮解碼器里，可控制消防炮解碼器7對消防炮9工作。
圖2:升降機(jī)構(gòu)機(jī)械示意圖
升降機(jī)構(gòu)4兩端分別有入水口法蘭1、出水口法蘭8分別與供水管道和與消防炮 9相連接，他們與筒體11和螺旋水管13形成水路。筒體ll下端側(cè)面連接有齒輪箱， 齒輪箱內(nèi)安裝有驅(qū)動齒輪組14，電機(jī)5通過驅(qū)動齒輪組14傳動，驅(qū)動齒輪組14由 相互嚙合的主動齒輪16、傳動齒輪19、旋轉(zhuǎn)齒輪20組成，其中最后的旋轉(zhuǎn)齒輪20 內(nèi)有內(nèi)螺紋，螺合于螺旋水管13下端的外螺紋上，使得它帶動螺旋水管13伸縮實(shí)現(xiàn) 升降功能，旋轉(zhuǎn)齒輪20兩端用滾珠卡在齒輪箱內(nèi)，防止旋轉(zhuǎn)齒輪20在運(yùn)動時(shí)上下移 動，在螺旋水管13的一側(cè)裝有0型密封圈10與筒體11緊密相連，防止螺旋水管13 與筒體11之間接觸縫隙漏水，螺旋水管13下端連接有出水口法蘭8，在螺旋水管13 側(cè)壁中有限位槽12和筒體11上的限位螺釘配合，使螺旋水管13運(yùn)動時(shí)螺旋水管13 不會旋轉(zhuǎn)，同時(shí)提供伸縮行程的機(jī)械限位。電機(jī)5為信號采集箱6提供了 l個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn) 軸15，該轉(zhuǎn)軸15與電機(jī)5轉(zhuǎn)動角速度相同，轉(zhuǎn)軸15驅(qū)動主動齒輪16。
圖3:信號采集箱機(jī)械示意圖
信號采集箱6內(nèi)安裝有減速齒輪組17，電機(jī)轉(zhuǎn)軸15 —端伸出到信號采集箱6中， 作為減速齒輪組17的驅(qū)動軸，其上安裝有主動齒輪與凸輪22，保證電機(jī)5帶動該凸 輪22轉(zhuǎn)動，該凸輪22在轉(zhuǎn)動時(shí)，外側(cè)設(shè)有凸臺將使運(yùn)動機(jī)械開關(guān)23不斷的變換開 關(guān)，此狀態(tài)輸出就是運(yùn)動狀態(tài)信號。主動齒輪與電機(jī)5同軸轉(zhuǎn)動，同時(shí)它帶動減速齒 輪組17轉(zhuǎn)動。減速齒輪組17起減速效果，使電機(jī)5轉(zhuǎn)動數(shù)圈，升降到達(dá)極限時(shí)，減 速齒輪組最后的齒輪軸21上安裝的凸輪才恰好使機(jī)械開關(guān)18動作，此動作輸出就是伸縮極限信號。
圖4:消防炮自動升降裝置電氣原理框圖
消防炮自動升降裝置電氣控制部分由升降裝置控制器3、電機(jī)5、信號采集箱6 組成。其中電機(jī)5負(fù)責(zé)驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)動作。信號采集箱6負(fù)責(zé)采集電機(jī)5工作狀態(tài)。
升降裝置控制器3由DC/DC模塊25、微處理器模塊26、通訊模塊27、隔離部分 28、 29、電機(jī)控制模塊30組成。通訊模塊27負(fù)責(zé)接收消防炮控制裝置2發(fā)送的通訊 指令給微處理器模塊26，微處理器模塊26根據(jù)指令輸出信號給電機(jī)控制模塊30，由 其完成對電機(jī)5的控制操作。在電機(jī)5運(yùn)動過程中信號釆集箱6收集電機(jī)5運(yùn)動的信 息，微處理器模塊26接收此信息，以了解運(yùn)動是否異常，當(dāng)在電機(jī)5運(yùn)動中出現(xiàn)異 常時(shí)比如電機(jī)電流保護(hù)等，微處理器模塊26將修正電機(jī)5繼續(xù)正常運(yùn)行。升降裝置 控制器電源是DC24V輸入,經(jīng)DC/DC模塊25變換成DC5V為內(nèi)部芯片供電，同時(shí)DC/DC 模塊具有隔離功能，可以增強(qiáng)設(shè)備的抗干擾性能。隔離28、 29為微處理器模塊輸出 的隔離部件，減弱了可能的外部干擾對微處理器的不利影響。
圖5:消防炮自動升降裝置自動控制模型
消防炮自動升降裝置采用閉環(huán)式自動控制系統(tǒng)?？刂茖ο笫巧禉C(jī)構(gòu)，控制對象 的輸出量是升降機(jī)構(gòu)的位置，給定環(huán)節(jié)是升降裝置控制器的通訊模塊，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是電 機(jī)，檢測裝置是信號采集箱，升降裝置控制器的微處理模塊是本控制模型的控制器， 起比較環(huán)節(jié)與校正環(huán)節(jié)作用。電機(jī)控制模塊起信號放大作用，屬于模型放大環(huán)節(jié)。
工作過程是通訊模塊接收消防炮控制裝置通訊指令，該指令給定了需要升、降運(yùn) 動的信息，微處理器接收后與信號采集箱輸出的運(yùn)動狀態(tài)信息進(jìn)行比較，比較的結(jié)果 通過電機(jī)控制模塊作信號放大，驅(qū)動電機(jī)向某個(gè)方向轉(zhuǎn)動，帶動升降機(jī)構(gòu)向給定的位 置運(yùn)動。在電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中可能引入干擾(電機(jī)的過流信號等)，微控制模塊通過對 輸入信號的分析得到的控制電機(jī)信號可以校正電機(jī)恢復(fù)正常。
舉例說明消防炮在處于升狀態(tài)，系統(tǒng)需要消防炮降到極限。于是發(fā)送下降指令 到升降裝置控制器，升降裝置控制器控制電機(jī)帶動消防炮開始降落，同時(shí)接收到信號 采集箱發(fā)送的信息，在降落過程中到降極限位置時(shí)，升降，置控制器停止電機(jī)的運(yùn)動。
圖6:升降裝置控制器程序流程圖
微處理器的工作流程為開機(jī)初始化單片機(jī)，然后就開始不間斷的詢問通訊模塊是 否接收到新的指令，當(dāng)接收到新的指令時(shí)，讀出該指令內(nèi)容并保存在指令緩沖器里。
下面判斷指令緩沖器的內(nèi)容，若為空，說明無指令需要程序執(zhí)行，返回；若為升或降 的指令，此時(shí)根據(jù)極限位來決定程序如何完成指令。如升或降指令相應(yīng)的極限已經(jīng)達(dá) 到，則升或降指令即告完成。如果沒有達(dá)到相應(yīng)極限，就需要通過檢測升降機(jī)構(gòu)的運(yùn) 動狀態(tài)得到電機(jī)動作是否正常信息。如果電機(jī)動作正常，則無需程序干預(yù)；如果不正 常(比如因?yàn)殡姍C(jī)過流保護(hù)使升降機(jī)構(gòu)未到極限位就無故停止)就需要程序控制電 機(jī)按照指令動作。以上工作過程不斷循環(huán)直到完成升降指令。完成后檢査此時(shí)是否伸 極限，如果是，則允許消防炮動作;如果不是，碧止消防炮動作。處理好伸極限信號后， 將指令緩沖器里的指令清除，等待接收下一個(gè)通訊指令。
權(quán)利要求1.一種消防炮自動升降裝置，包括升降機(jī)構(gòu)、信號采集箱和升降裝置控制器組成，升降機(jī)構(gòu)連接有消防炮體，其特征是升降機(jī)構(gòu)的主體是筒體，所述的筒體內(nèi)有螺旋水管，筒體上端連接有入水口法蘭，所述的螺旋水管與筒體之間設(shè)有密封環(huán)以使得螺旋水管可在筒體內(nèi)滑動時(shí)不漏水，所述的筒體下端連接有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)安裝有驅(qū)動齒輪組，電機(jī)通過驅(qū)動齒輪組帶動螺旋水管上、下移動，所述的螺旋水管下端連接有出水口法蘭，并與消防炮體相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消防炮自動升降裝置，其特征在于所述的螺旋水管 側(cè)壁上有限位槽，筒體內(nèi)壁上有限位螺釘，與限位槽配合使用。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消防炮自動升降裝置，其特征在于所述的驅(qū)動 齒輪組的結(jié)構(gòu)是由相互嚙合的主動齒輪、傳動齒輪、旋轉(zhuǎn)齒輪組成，旋 轉(zhuǎn)齒輪螺合于螺旋水管下端的外螺紋上，旋轉(zhuǎn)齒輪上方有限位螺釘，所述 的主動齒輪由電機(jī)驅(qū)動。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3所述的消防炮自動升降裝置，其特征在于所述的齒輪箱下方連接有信號采集箱，信號采集箱內(nèi)安裝有減速齒輪組，所述的 電機(jī)的轉(zhuǎn)動軸一端伸出到信號采集箱中，作為減速齒輪組的主動齒輪軸， 所述的主動齒輪軸與減速齒輪組的最后一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)軸上分別套裝有凸輪， 所述的凸輪可以頂觸安裝于側(cè)邊的機(jī)械開關(guān)，觸發(fā)機(jī)械開關(guān)輸出運(yùn)動與 極限信號。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種消防炮自動升降裝置，包括升降機(jī)構(gòu)、信號采集箱和升降裝置控制器組成，升降機(jī)構(gòu)連接有消防炮體，升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)主要包括筒體及與筒體滑動配合的螺旋水管，筒體上端連接有入水口法蘭，所述的螺旋水管與筒體之間設(shè)有密封環(huán)，所述的筒體下端連接有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)安裝有驅(qū)動齒輪組，螺旋水管下端連接有出水口法蘭，并與消防炮體相連接。該裝置使消防炮只有在噴水滅火時(shí)自動從隱蔽處伸出來，進(jìn)行自動瞄準(zhǔn)火源，自動撲滅火災(zāi)的工作。消防炮不使用時(shí)隱蔽起來，保持環(huán)境的整齊和美觀。如安裝了消防炮自動升降裝置的消防炮可以安裝在天花板上，在需要其工作時(shí)，消防炮降到天花板下開始工作。
文檔編號A62C31/00GK201197854SQ20082003474
公開日2009年2月25日 申請日期2008年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月21日
發(fā)明者劉炳海, 吳龍標(biāo), 亮 孫, 張克年, 王大軍, 陳淮南 申請人:合肥科大立安安全技術(shù)有限責(zé)任公司