消防升降架系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種消防升降架系統(tǒng)，升降架頂部安裝的高清攝像頭采集圖像信息并傳輸?shù)饺藱C(jī)界面；控制器PCC通過電機(jī)驅(qū)動設(shè)備ACOPOS驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)升降架在垂直和水平方向上的運(yùn)動；電動云臺可水平和垂直運(yùn)動；人機(jī)界面顯示高清攝像頭采集的圖像信息，并接受消防人員的指令輸入傳輸至控制模塊；報(bào)警模塊在上述器械表面安裝溫度傳感器，將采集的溫度返回控制器，在控制器內(nèi)設(shè)定器械自身所能承受的溫度，超過此溫度時(shí)，發(fā)生報(bào)警。本發(fā)明可以快速精準(zhǔn)的將噴水設(shè)備送到指定位置，節(jié)省滅火時(shí)間，提高效率，為消防人員的救援工作贏得時(shí)間，同時(shí)保證救援人員的安全。
【專利說明】消防升降架系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)控制和消防系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種能夠精確定位、用于當(dāng)現(xiàn)實(shí)生活中的各種高層火災(zāi)事故的消防裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著當(dāng)今社會的發(fā)展，大城市人口密集度越來越高，各種電氣化設(shè)備的使用，火災(zāi)的發(fā)生頻率不斷加劇，嚴(yán)重性與破壞性也不斷增強(qiáng)，給人民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了極大的損傷。來自公安部消防局的數(shù)據(jù)顯示，2009年，全國共發(fā)生火災(zāi)12.7萬起，死亡1076人，受傷580人，直接財(cái)產(chǎn)損失13.2億元；2010年I至6月份全國共發(fā)生火災(zāi)73317起，死亡656人，受傷271人，直接財(cái)產(chǎn)損失79290.7萬元。
[0003]這些數(shù)據(jù)不得不使我們提高火災(zāi)事故預(yù)防能力以及增強(qiáng)火災(zāi)事故的救助措施。近年來，國家在預(yù)防火災(zāi)發(fā)生上下了極大的功夫，各種規(guī)章制度，以及樓房建筑中盡量采用防火材料，這起到了一定的作用，但是火災(zāi)事故的急救上卻沒有很大改善，所謂“工欲善其事必先利其器”，消防器材的發(fā)展嚴(yán)重制約了對火災(zāi)及時(shí)有效的處理工作，尤其是現(xiàn)在高層建筑的增多，同時(shí)也是火災(zāi)發(fā)生時(shí)人員最難疏散，火勢蔓延最快的事故區(qū)，而現(xiàn)有的消防器材不能到達(dá)需要的噴水高度，不能對火力點(diǎn)進(jìn)行精確定位，且浪費(fèi)人力，不能夠?yàn)閾尵热藛T爭取時(shí)間，同時(shí)給救援人員的生命也帶來威脅，這些年，高層救援活動中，消防人員犧牲的例子已經(jīng)屢見不鮮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種升降架系統(tǒng)，在高樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)能夠按照要求改變噴水管道的噴口位置，且能夠改變噴口角度，能夠?qū)娝艿赖膰娍谶M(jìn)行準(zhǔn)確定位，對準(zhǔn)火勢兇猛的地方，矢量噴口能夠即時(shí)改變噴口角度。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括圖像采集模塊、升降架、控制模塊、二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、人機(jī)界面和報(bào)警模塊。
[0006]所述的圖像采集模塊是指升降架頂部安裝的高清攝像頭，采集圖像信息并傳輸?shù)饺藱C(jī)界面；
[0007]所述的控制模塊包括控制器件PCC、電機(jī)驅(qū)動設(shè)備ACOPOS和兩部電機(jī)，控制器PCC通過電機(jī)驅(qū)動設(shè)備ACOPOS驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)升降架在垂直和水平方向上的運(yùn)動；
[0008]所述的二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)由電動云臺構(gòu)成，可水平和垂直運(yùn)動；
[0009]所述的人機(jī)界面顯示高清攝像頭采集的圖像信息，并接受消防人員的指令輸入傳輸至控制模塊；
[0010]所述的報(bào)警模塊在上述器械表面安裝溫度傳感器，將采集的溫度返回控制器，在控制器內(nèi)設(shè)定器械自身所能承受的溫度，超過此溫度時(shí)，發(fā)生報(bào)警。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:在高層火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，該設(shè)備可以快速精準(zhǔn)的將噴水設(shè)備送到指定位置，節(jié)省滅火時(shí)間，提高效率，為消防人員的救援工作贏得時(shí)間，同時(shí)保證救援人員的安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖2為自動控制結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖3為手動控制結(jié)構(gòu)框圖；
[0015]圖4為人機(jī)界面邏輯關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。
[0017]本發(fā)明提供的消防設(shè)備是這樣的:當(dāng)有高樓發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，消防人員可以在地面上，根據(jù)升降架頂部攝像頭采集的信息，調(diào)整升降架的高度，左右移動距離，尋找火力兇猛點(diǎn)，之后，根據(jù)升降架到火災(zāi)現(xiàn)場的距離，調(diào)整二維矢量噴口的角度，使滅火物質(zhì)盡可能多而快的覆蓋到火力集中點(diǎn)，從而加快滅火速度，為搶救人民生命財(cái)產(chǎn)贏得時(shí)間，同時(shí)也保證救援人員的生命安全，將犧牲可能降到最小。
[0018]用于實(shí)現(xiàn)上述消防設(shè)備包括圖像采集，升降架的控制模塊，二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、人機(jī)界面和報(bào)警模塊幾個(gè)部分，這幾部分的組成結(jié)構(gòu)及執(zhí)行功能如下所述。
[0019]圖像采集部分主要是在升降架頂部安裝高清攝像頭，圖像采集部分與人機(jī)界面相連接，將圖像信息顯示到人機(jī)界面供消防人員觀察。
[0020]升降架的控制模塊由核心控制器件PCC、電機(jī)驅(qū)動設(shè)備AC0P0S、兩部電機(jī)和升降架所需的各種機(jī)械結(jié)構(gòu)，控制器PCC實(shí)現(xiàn)核心控制功能，ACOPOS屬于現(xiàn)場層，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動，采集電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)前位置等信息，PCC控制系統(tǒng)通過CAN或Powerlink接口與ACOPOS驅(qū)動器連接。ACOPOS驅(qū)動器通過兩根電纜(電機(jī)電纜和編碼器電纜)與電機(jī)連接，PCC控制器只要編寫任務(wù)給ACOPOS發(fā)送命令和參數(shù)就可以了，例如100mm/sec速度作相對運(yùn)動1000mm。兩部電機(jī)是執(zhí)行作動機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)升降架在垂直和水平方向上，關(guān)于電機(jī)的選用，可以是直流電機(jī)(DCM)、同步電機(jī)(SM)、異步電機(jī)(ASM)，根據(jù)對控制系統(tǒng)動態(tài)性能的要求我們可以選用不同的電機(jī)。以前，DCM因?yàn)楹唵蔚目刂萍夹g(shù)是工業(yè)驅(qū)動控制的第一選擇。今天，高性能處理器能勝任復(fù)雜的控制算法，這樣SM和ASM越來越頻繁的使用。SM和ASM最大的優(yōu)點(diǎn)是不需維護(hù)的運(yùn)作。這是因?yàn)樗恍枰獧C(jī)械換向裝置，也因?yàn)楦倪M(jìn)了降溫和功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)，SM是符合高動態(tài)的運(yùn)動標(biāo)準(zhǔn)的最好選擇。關(guān)于升降架的機(jī)械結(jié)構(gòu)，采用剪刀式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有高穩(wěn)定性，重心能夠保持在合適位置，不至于升降架在過高位置時(shí)發(fā)生傾斜等危險(xiǎn)。
[0021]二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)主要由電動云臺構(gòu)成，云臺就是兩個(gè)交流電機(jī)組成的安裝平臺，可水平和垂直的運(yùn)動。該消防系統(tǒng)所說云臺是通過控制系統(tǒng)在遠(yuǎn)程可控制其轉(zhuǎn)動及移動方向的。云臺轉(zhuǎn)動速度衡量云臺檔次高低重要指標(biāo)。云臺水平和垂直方向是由兩個(gè)不同的電機(jī)驅(qū)動的，因此云臺的轉(zhuǎn)動速度也分為水平轉(zhuǎn)速和垂直轉(zhuǎn)速。由于載重的原因，垂直電機(jī)在啟動和運(yùn)行保持時(shí)的扭矩大于水平方向的扭矩，在加上實(shí)際監(jiān)控時(shí)對水平轉(zhuǎn)速的要求要高于垂直轉(zhuǎn)速，因此一般來說云臺的垂直轉(zhuǎn)速要低于水平轉(zhuǎn)速。全方位云臺內(nèi)部有兩個(gè)電機(jī)，分別負(fù)責(zé)云臺的上下和左右各方向的轉(zhuǎn)動。其工作電壓的不同也決定了該云臺的整體工作電壓，一般有交流24V、交流220V及直流24V。當(dāng)接到上、下動作電壓時(shí)，垂直電機(jī)轉(zhuǎn)動，經(jīng)減速箱帶動垂直傳動輪盤轉(zhuǎn)動；當(dāng)接到左、右動作電壓時(shí)，水平電機(jī)轉(zhuǎn)動并經(jīng)減速箱帶動云臺底部的水平齒輪盤轉(zhuǎn)動。需要說明的是云臺都有水平、垂直的限位栓，云臺分別由兩個(gè)微動開關(guān)實(shí)現(xiàn)限位功能。當(dāng)轉(zhuǎn)動角度達(dá)到預(yù)先設(shè)定的限位栓時(shí)，微動開關(guān)動作切斷電源，云臺停止轉(zhuǎn)動。限位裝置可以位于云臺外部，調(diào)整過程簡單，也可以位于云臺內(nèi)部，通過外設(shè)的調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過程相對復(fù)雜。但外置限位裝置的云臺密封性不如內(nèi)置限位裝置的云臺。
[0022]人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)機(jī)械和人的信息交互，有如上所述的攝像頭信息，還有消防人員的指令輸入，人機(jī)界面硬件上采用貝加萊的Power-Panel屏設(shè)備，它可以實(shí)現(xiàn)觸屏和按鍵兩種輸入，具有高可靠性，且和PCC通訊穩(wěn)定，維護(hù)性高。
[0023]報(bào)警模塊主要是為保護(hù)機(jī)械自身所涉及，在機(jī)械表面安裝溫度傳感器，將采集的溫度返回控制器，在控制器內(nèi)設(shè)定器械自身所能承受的溫度，超過此溫度時(shí)，發(fā)生報(bào)警，消防人員將機(jī)械后移，保證機(jī)械工作在安全的運(yùn)行狀態(tài)。
[0024]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)在于對升降架位置的快速精確調(diào)節(jié)，使在盡可能短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到指定位置。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)還在于升降架機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，升降架結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，使它能夠上升到盡可能高的高度，滿足高層滅火需求，保持其自身的穩(wěn)定性。
[0025]本發(fā)明的系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，包括了圖像采集1，升降架的控制模塊2，二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)3，人機(jī)界面4和報(bào)警模塊5等部分
[0026]升降架的控制模塊2所采用的控制方案包括自動控制和手動控制兩種分別如圖2和圖3所示，之所以采用這兩種控制方案，是為了滿足快速性的要求，具體操作如下:當(dāng)需要到達(dá)某一高度，首先可以大概估計(jì)此高度，在人機(jī)界面4選擇自動控制，輸入高度值，當(dāng)?shù)竭_(dá)這一高度后，將控制模式切換到手動控制，地面控制人員通過攝像頭采集的信息，輸入上下左右信息對升降架位置進(jìn)行微調(diào)，到達(dá)理想位置。
[0027]二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)3在升降架到達(dá)指定位置后，根據(jù)需要選擇旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是不停旋轉(zhuǎn)還是固定在某一位置對定點(diǎn)進(jìn)行噴灑作業(yè)，這根據(jù)火勢大小以及火力集中點(diǎn)由消防人員確定。
[0028]人機(jī)界面4如圖4所示，給出了詳細(xì)的邏輯關(guān)系，包括控制模式的選擇，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)作業(yè)模式選擇等部分。
【權(quán)利要求】
1.一種消防升降架系統(tǒng)，包括圖像采集模塊、升降架、控制模塊、二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、人機(jī)界面和報(bào)警模塊，其特征在于: 所述的圖像采集模塊是指升降架頂部安裝的高清攝像頭，采集圖像信息并傳輸?shù)饺藱C(jī)界面； 所述的控制模塊包括控制器件PCC、電機(jī)驅(qū)動設(shè)備ACOPOS和兩部電機(jī)，控制器PCC通過電機(jī)驅(qū)動設(shè)備ACOPOS驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)升降架在垂直和水平方向上的運(yùn)動； 所述的二維矢量轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)由電動云臺構(gòu)成，可水平和垂直運(yùn)動； 所述的人機(jī)界面顯示高清攝像頭采集的圖像信息，并接受消防人員的指令輸入傳輸至控制模塊； 所述的報(bào)警模塊在上述器械表面安裝溫度傳感器，將采集的溫度返回控制器，在控制器內(nèi)設(shè)定器械自身所能承受的溫度，超過此溫度時(shí)，發(fā)生報(bào)警。
【文檔編號】A62C31/28GK103446692SQ201310391048
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】袁國珍, 齊蓉, 雷攀 申請人:西北工業(yè)大學(xué)