全方位智能灭火双枪机器人及其工作方法

摘要

全方位智能灭火双枪机器人，包括外部组件和内部组件，外部组件包括机壳前、后盖，机壳前、后盖上设机壳顶盖前侧设机壳前面罩中设明火摄像机，机壳前、后盖下端设机壳下盖上设置火情侦测传感器，机壳前、后盖左侧设左枪壳中设置左喷枪上设置明火跟踪传感器，机壳前、后盖右侧设右枪壳中设置右喷枪上设置定位传感器，内部组件包括固定座上设三通管、水平转动电机和控制面板，三通管制有进水接头、左接头和右接头，进水接头连接进水管外壁设下从动齿轮，水平转动电机连接水平主动齿轮，左接头连接左出水管上设左从动齿轮，右接头连接右出水管上设右从动齿轮，三通管上设纵向转动电机，纵向转动电机连接左、右主动齿轮。

说明书

技术领域

本发明涉及全方位智能灭火双枪机器人及其工作方法，属于自动灭火技术领域。

背景技术

随着我国经济的高速发展，工厂和各种商业场所、公共场所越来越多，人口密集度越来越高，火灾的安全隐患也越来越大，每年我国多因为火灾而造成巨大的经济损失和人员伤亡。尽管目前很多工厂和商业场所安装了火灾报警系统和消防系统，但随着火灾隐患复杂性的增加，这些系统在险情报警、现场实时全景画面互动显示、自动灭火控制等方面，不能满足时代的需求。当代社会对火险的自动灭火控制方面提出了迫切的需求。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术存在的缺点，提供一种能及时发现火情，并自动侦测、定位火源，能及时发现并扑灭火源，两杆喷枪灭火，灭火效率高的全方位智能灭火双枪机器人及其工作方法。

本发明全方位智能灭火双枪机器人的技术方案是：包括外部组件和内部组件，所述的外部组件包括机壳前盖和机壳后盖，机壳前盖和机壳后盖经紧固件相固定，机壳前盖上设置工作指示器，在机壳前盖和机壳后盖上端设置机壳顶盖，机壳顶盖的前侧设置机壳前面罩，机壳前面罩中设置明火摄像机，机壳前盖和机壳后盖下端设置机壳下盖，机壳下盖上设置火情侦测传感器，在机壳前盖和机壳后盖的左侧设置左枪壳，左枪壳中设置左喷枪，左枪壳上设置明火跟踪传感器，机壳前盖和机壳后盖的右侧设置右枪壳，右枪壳中设置右喷枪，右枪壳上设置定位传感器，所述的内部组件包括固定座，固定座经紧固件与机壳下盖相固定，固定座上设置三通管、水平转动电机和控制面板，三通管制有进水接头、左接头和右接头，进水接头连接进水管，进水管与进水接头旋转密封连接，进水管上制有法兰盘，进水管外壁设置下从动齿轮，水平转动电机的输出轴连接水平主动齿轮，水平主动齿轮与下从动齿轮相啮合，左接头连接左出水管，左出水管上设置左从动齿轮，左出水管与左接头旋转密封连接，左出水管另一头连接左喷枪，右接头连接右出水管，右出水管上设置右从动齿轮，右出水管与右接头旋转密封连接，右出水管的另一头连接右喷枪，在三通管上设置纵向转动电机，纵向转动电机的输出轴经减速箱连接左主动齿轮和右主动齿轮，左主动齿轮与左从动齿轮相啮合，右主动齿轮与右从动齿轮相啮合，所述的工作指示器、明火摄像机、火情侦测传感器、明火跟踪传感器和定位传感器分别与控制面板相联接，控制面板联接转动导电装置，转动导电装置联接电源线。

本发明公开了一种全方位智能灭火双枪机器人，工作时，由水平转动电机的输出轴带动水平主动齿轮旋转，水平主动齿轮与下从动齿轮相啮合，由于下从动齿轮与进水管外壁固定，进水管为固定不动，从而反向带动水平主动齿轮绕着下从动齿轮旋转，水平主动齿轮带动水平转动电机、固定座、三通管、安装在三通管上的部件以及外部组件同步旋转，外部组件上的火情侦测传感器（火情侦测传感器的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）做水平方向360°旋转，监测防区内有无火情，当火情侦测传感器侦测到火情后，发送信号至控制面板，控制面板接收到信号后，发出火警报警信号，并控制纵向转动电机和定位传感器（定位传感器的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）工作，由纵向转动电机的输出轴经减速箱带动左主动齿轮和右主动齿轮旋转，左主动齿轮带动左从动齿轮、左出水管、左喷枪、左枪壳和明火跟踪传感器（明火跟踪传感器的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）纵向旋转，右主动齿轮带动右从动齿轮、右出水管、右喷枪、右枪壳和定位传感器纵向旋转，由定位传感器进行水平定位和垂直定位火情位置，使左喷枪和右喷枪对准火点，并发送火警信号，然后由控制面板控制进水管开启（可在进水管中设置电磁阀，通过控制面板控制电磁阀开启），水经进水管、进水接头、左接头和右接头，左接头中的水经左出水管和左喷枪喷出扑灭火情，右接头中的水经右出水管和右喷枪喷出扑灭火情，当在喷水灭火时，火源被射流冲击移位，由明火跟踪传感器捕捉火源的移动方向，并将发送信号至控制面板，控制面板接收到信号后，控制水平转动电机和纵向转动电机工作，带动左喷枪和右喷枪调整射流位置，追踪到火源，直至扑灭火源，当火情侦测传感器侦测到火情被扑灭后，发送信号至控制面板，控制面板接收到信号后，控制进水管关闭，控制面板控制水平转动电机工作，带动外部组件上的火情侦测传感器旋转重新进行扫描是否还有着火点，在未发现存在着火点，控制面板控制纵向转动电机工作，带动左喷枪和右喷枪向上旋转复位，并进入待机状态。

本发明全方位智能灭火双枪机器人，所述的进水管位于外部组件的上方或者下方，相对应的进水接头制在三通管的上方或者下方。若该机器人采用倒挂形式时，将进水接头制在三通管的上方，并将进水管设置在外部组件上方，进水管上制有法兰盘，紧固件经法兰盘将机器人倒挂固定在房顶位置，若该机器人采用正放在台面形式时，将进水接头制在三通管的下方，并将进水管设置在外部组件下方，进水管上制有法兰盘，紧固件经法兰盘将机器人正放固定在台面上。

所述的进水管、左出水管和右出水管的外壁分别设置密封圈，进水管经密封圈与进水接头内壁密封配合，左出水管经密封圈与左接头内壁密封配合，右出水管经密封圈与右接头内壁密封配合。在进水管、左出水管和右出水管的外壁分别设置密封圈，提高进水管与进水接头之间的密封性，以及左出水管与左接头之间的密封性，以及右出水管与右接头之间的密封性。

所述的转动导电装置包括转动底板和转动上盖，转动底板和转动上盖经紧固件相固定，转动上盖经紧固件与机壳下盖相固定，在转动底板和转动上盖中设置导电转动板、导电固定板和固定盘，导电转动板上端与转动上盖相固定，导电转动板上端设置上插座，上插座穿过转动上盖联接导电插头，导电插头另一端与控制面板相联接，导电转动板下端设置两道以上弧形凸起的导电接触片，各个导电接触片分别与上插座相联接，在导电固定板的上端设置两道以上环形导电片，环形导电片与导电接触片旋转导电接触，导电固定板的下端设置下插座，导电接触片与下插座相联接，所述的导电固定板与固定盘定位配合，固定盘与进水管外壁定位配合，导电固定板的下插座穿过固定盘联接电源线。当机器人水平转动时，带动控制面板以及联接控制面板的导线旋转，并带动机壳下盖旋转，机壳下盖带动转动底板和转动上盖、导电转动板、上插座同步旋转，控制面板上的导线联接上插座，并与其同步旋转，而导电固定板与固定盘定位配合，固定盘与进水管外壁定位配合，由于进水管为固定不动，因此导电固定板与固定盘也固定不动，导电固定板下端的下插座所联接的电源线也保持不动，导电转动板和导电固定板之间通过弧形凸起的导电接触片与环形导电片旋转导电接触，电源线的另一头为电源插头，电源插头插到电源插座上，电流通过电源插头、电源线、下插座、环形导电片、弧形凸起的导电接触片、上插座、导线输送至控制面板以及控制面板所联接的各个传感器以及电机，从而实现电源线不与控制面板的导线一起旋转，避免电源线出现旋转缠绕现象。

所述的转动盘中制有插柱，插柱外壁制有定位槽，在导电转动板中制有插孔，插孔内壁制有定位凸筋，定位凸筋与定位槽定位配合。

本发明全方位智能灭火双枪机器人的工作方法的技术方案是：包括以下步骤：

①、探测防区火情：由水平转动电机的输出轴带动水平主动齿轮旋转，水平主动齿轮与下从动齿轮相啮合，带动水平主动齿轮绕着下从动齿轮旋转，水平主动齿轮带动水平转动电机、固定座、三通管、安装在三通管上的部件以及外部组件同步旋转，外部组件上的火情侦测传感器做水平方向360°旋转，监测防区内有无火情；

②、定位火情：当火情侦测传感器侦测到火情后，发送信号至控制面板，控制面板接收到信号后，控制纵向转动电机和定位传感器工作，由纵向转动电机的输出轴经减速箱带动左主动齿轮和右主动齿轮旋转，左主动齿轮带动左从动齿轮、左出水管、左喷枪、左枪壳和明火跟踪传感器纵向旋转，右主动齿轮带动右从动齿轮、右出水管、右喷枪、右枪壳和定位传感器纵向旋转，由定位传感器进行水平定位和垂直定位火情位置，使左喷枪和右喷枪对准火点，并发送火警信号；

③、双枪喷水灭火：由控制面板控制进水管开启，水经进水管、进水接头、左接头和右接头，左接头中的水经左出水管和左喷枪喷出扑灭火情，右接头中的水经右出水管和右喷枪喷出扑灭火情；

④、跟踪火情：在喷水灭火时，火源被射流冲击移位，由明火跟踪传感器捕捉火源的移动方向，并将发送信号至控制面板，控制面板接收到信号后，控制水平转动电机和纵向转动电机工作，带动左喷枪和右喷枪调整射流位置，追踪到火源，直至扑灭火源；

⑤、停止喷洒：当火情侦测传感器侦测到火情被扑灭后，发送信号至控制面板，控制面板接收到信号后，控制进水管关闭；

⑥、重新扫描：控制面板控制水平转动电机工作，带动外部组件上的火情侦测传感器旋转重新进行扫描是否还有着火点；

⑦、复位待机：在未发现存在着火点，控制面板控制纵向转动电机工作，带动左喷枪和右喷枪向上旋转复位，并进入待机状态。

本发明具有以下有益效果：一、通过火情侦测传感器能及时发现火情，并结合定位传感器对火焰的大小、远近等因素进行测算，使得定位精度得到大幅提升；二、在喷水灭火时，火源会被射流冲击移位，通过在喷枪的出水口上安装明火跟踪传感器捕捉火源的移动方向，调整射流位置，达到跟踪灭火；三、左、右两杆喷枪同步出水喷射，灭火效率更高，灭火效果好；四、通过明火摄像机（明火摄像机的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）可对火情进行拍照或摄像，并通过网络传送至消防队以及房屋所有人，可方便消防员和屋主了解起火位置和火情。

附图说明

图1是进水管和法兰盘位于外部组件下方的立体示意图；

图2是外部组件的分解状态立体示意图；

图3是内部组件的立体示意图；

图4是内部组件的结构示意图；

图5是转动导电装置的分解状态立体示意图；

图6是导电转动板的主视示意图；

图7是本发明全方位智能灭火双枪机器人的灭火流程示意图；

图8是进水管和法兰盘位于外部组件上方的立体示意图。

具体实施方式

本发明涉及一种全方位智能灭火双枪机器人及其工作方法，如图1—图8所示，包括外部组件和内部组件，其特征在于：所述的外部组件包括机壳前盖11和机壳后盖12，机壳前盖和机壳后盖经紧固件相固定，机壳前盖11上设置工作指示器13，在机壳前盖和机壳后盖上端设置机壳顶盖14，机壳顶盖的前侧设置机壳前面罩15，机壳前面罩中设置明火摄像机16，机壳前盖和机壳后盖下端设置机壳下盖17，机壳下盖上设置火情侦测传感器18，在机壳前盖和机壳后盖的左侧设置左枪壳19，左枪壳中设置左喷枪20，左枪壳上设置明火跟踪传感器21，机壳前盖和机壳后盖的右侧设置右枪壳22，右枪壳中设置右喷枪23，右枪壳上设置定位传感器24，所述的内部组件包括固定座41，固定座经紧固件与机壳下盖17相固定，固定座上设置三通管42、水平转动电机43和控制面板44，三通管制有进水接头45、左接头46和右接头47，进水接头45连接进水管48，进水管与进水接头旋转密封连接，进水管上制有法兰盘49，进水管外壁设置下从动齿轮50，水平转动电机43的输出轴连接水平主动齿轮51，水平主动齿轮与下从动齿轮相啮合，左接头46连接左出水管52，左出水管上设置左从动齿轮53，左出水管与左接头旋转密封连接，左出水管另一头连接左喷枪20，右接头47连接右出水管54，右出水管上设置右从动齿轮55，右出水管与右接头旋转密封连接，右出水管的另一头连接右喷枪23，在三通管42上设置纵向转动电机56，纵向转动电机的输出轴经减速箱连接左主动齿轮57和右主动齿轮58，左主动齿轮与左从动齿轮53相啮合，右主动齿轮与右从动齿轮55相啮合，所述的工作指示器13、明火摄像机16、火情侦测传感器18、明火跟踪传感器21和定位传感器24分别与控制面板44相联接，控制面板联接转动导电装置，转动导电装置联接电源线。工作时，由水平转动电机43的输出轴带动水平主动齿轮51旋转，水平主动齿轮51与下从动齿轮50相啮合，由于下从动齿轮与进水管48外壁固定，进水管为固定不动，从而反向带动水平主动齿轮51绕着下从动齿轮50旋转，水平主动齿轮51带动水平转动电机43、固定座41、三通管42、安装在三通管上的部件以及外部组件同步旋转，外部组件上的火情侦测传感器18（火情侦测传感器的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）做水平方向360°旋转，监测防区内有无火情，当火情侦测传感器18侦测到火情后，发送信号至控制面板44，控制面板接收到信号后，发出火警报警信号，并控制纵向转动电机56和定位传感器24（定位传感器的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）工作，由纵向转动电机56的输出轴经减速箱带动左主动齿轮57和右主动齿轮58旋转，左主动齿轮57带动左从动齿轮53、左出水管52、左喷枪20、左枪壳19和明火跟踪传感器21（明火跟踪传感器的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）纵向旋转，右主动齿轮58带动右从动齿轮55、右出水管54、右喷枪23、右枪壳22和定位传感器24纵向旋转，由定位传感器24进行水平定位和垂直定位火情位置，使左喷枪20和右喷枪23对准火点，并发送火警信号，然后由控制面板44控制进水管48开启（可在进水管中设置电磁阀，通过控制面板控制电磁阀开启），水经进水管、进水接头45、左接头46和右接头47，左接头46中的水经左出水管52和左喷枪20喷出扑灭火情，右接头47中的水经右出水管54和右喷枪23喷出扑灭火情，当在喷水灭火时，火源被射流冲击移位，由明火跟踪传感器21捕捉火源的移动方向，并将发送信号至控制面板44，控制面板接收到信号后，控制水平转动电机43和纵向转动电机56工作，带动左喷枪20和右喷枪23调整射流位置，追踪到火源，直至扑灭火源，当火情侦测传感器18侦测到火情被扑灭后，发送信号至控制面板44，控制面板接收到信号后，控制进水管48关闭，控制面板44控制水平转动电机43工作，带动外部组件上的火情侦测传感器18旋转重新进行扫描是否还有着火点，在未发现存在着火点，控制面板44控制纵向转动电机56工作，带动左喷枪20和右喷枪23向上旋转复位，并进入待机状态。所述的进水管48位于外部组件的上方或者下方，相对应的进水接头45制在三通管42的上方或者下方。若该机器人采用倒挂形式时，将进水接头45制在三通管42的上方，并将进水管设置在外部组件上方，进水管上制有法兰盘49，紧固件经法兰盘将机器人倒挂固定在房顶位置，若该机器人采用正放在台面形式时，将进水接头45制在三通管42的下方，并将进水管设置在外部组件下方，进水管上制有法兰盘49，紧固件经法兰盘将机器人正放固定在台面上。所述的进水管48、左出水管52和右出水管54的外壁分别设置密封圈59，进水管48经密封圈与进水接头45内壁密封配合，左出水管52经密封圈与左接头46内壁密封配合，右出水管54经密封圈与右接头47内壁密封配合。在进水管48、左出水管52和右出水管54的外壁分别设置密封圈59，提高进水管与进水接头45之间的密封性，以及左出水管52与左接头46之间的密封性，以及右出水管54与右接头47之间的密封性。所述的转动导电装置包括转动底板61和转动上盖62，转动底板和转动上盖经紧固件相固定，转动上盖经紧固件与机壳下盖17相固定，在转动底板和转动上盖中设置导电转动板63、导电固定板64和固定盘65，导电转动板上端与转动上盖62相固定，导电转动板上端设置上插座66，上插座穿过转动上盖联接导电插头，导电插头另一端与控制面板44相联接，导电转动板63下端设置两道以上弧形凸起的导电接触片67，各个导电接触片分别与上插座66相联接，在导电固定板64的上端设置两道以上环形导电片68，环形导电片68与导电接触片67旋转导电接触，导电固定板的下端设置下插座69，导电接触片68与下插座69相联接，所述的导电固定板64与固定盘65定位配合，固定盘与进水管48外壁定位配合，导电固定板64的下插座69穿过固定盘65联接电源线。当机器人水平转动时，带动控制面板44以及联接控制面板的导线旋转，并带动机壳下盖17旋转，机壳下盖带动转动底板61和转动上盖62、导电转动板63、上插座66同步旋转，控制面板上的导线联接上插座，并与其同步旋转，而导电固定板64与固定盘65定位配合，固定盘与进水管48外壁定位配合，由于进水管为固定不动，因此导电固定板64与固定盘65也固定不动，导电固定板64下端的下插座69所联接的电源线也保持不动，导电转动板63和导电固定板64之间通过弧形凸起的导电接触片67与环形导电片68旋转导电接触，电源线的另一头为电源插头，电源插头插到电源插座上，电流通过电源插头、电源线、下插座69、环形导电片68、弧形凸起的导电接触片67、上插座66、导线输送至控制面板44以及控制面板所联接的各个传感器以及电机，从而实现电源线不与控制面板44的导线一起旋转，避免电源线出现旋转缠绕现象。所述的转动盘65中制有插柱70，插柱外壁制有定位槽71，在导电转动板64中制有插孔72，插孔内壁制有定位凸筋73，定位凸筋与定位槽定位配合。

本发明全方位智能灭火双枪机器人的工作方法的技术方案是：包括以下步骤：

①、探测防区火情：由水平转动电机43的输出轴带动水平主动齿轮51旋转，水平主动齿轮51与下从动齿轮50相啮合，带动水平主动齿轮51绕着下从动齿轮50旋转，水平主动齿轮51带动水平转动电机43、固定座41、三通管42、安装在三通管上的部件以及外部组件同步旋转，外部组件上的火情侦测传感器18做水平方向360°旋转，监测防区内有无火情；

②、定位火情：当火情侦测传感器18侦测到火情后，发送信号至控制面板44，控制面板接收到信号后，控制纵向转动电机56和定位传感器24工作，由纵向转动电机56的输出轴经减速箱带动左主动齿轮57和右主动齿轮58旋转，左主动齿轮57带动左从动齿轮53、左出水管52、左喷枪20、左枪壳19和明火跟踪传感器21纵向旋转，右主动齿轮58带动右从动齿轮55、右出水管54、右喷枪23、右枪壳22和定位传感器24纵向旋转，由定位传感器24进行水平定位和垂直定位火情位置，使左喷枪20和右喷枪23对准火点，并发送火警信号；

③、双枪喷水灭火：由控制面板44控制进水管48开启，水经进水管、进水接头45、左接头46和右接头47，左接头46中的水经左出水管52和左喷枪20喷出扑灭火情，右接头47中的水经右出水管54和右喷枪23喷出扑灭火情；

④、跟踪火情：在喷水灭火时，火源被射流冲击移位，由明火跟踪传感器21捕捉火源的移动方向，并将发送信号至控制面板44，控制面板接收到信号后，控制水平转动电机43和纵向转动电机56工作，带动左喷枪20和右喷枪23调整射流位置，追踪到火源，直至扑灭火源；

⑤、停止喷洒：当火情侦测传感器18侦测到火情被扑灭后，发送信号至控制面板44，控制面板接收到信号后，控制进水管48关闭；

⑥、重新扫描：控制面板44控制水平转动电机43工作，带动外部组件上的火情侦测传感器18旋转重新进行扫描是否还有着火点；

⑦、复位待机：在未发现存在着火点，控制面板44控制纵向转动电机56工作，带动左喷枪20和右喷枪23向上旋转复位，并进入待机状态。

本发明具有以下有益效果：一、通过火情侦测传感器18能及时发现火情，并结合定位传感器24对火焰的大小、远近等因素进行测算，使得定位精度得到大幅提升；二、在喷水灭火时，火源会被射流冲击移位，通过在喷枪的出水口上安装明火跟踪传感器21捕捉火源的移动方向，调整射流位置，达到跟踪灭火；三、左、右两杆喷枪同步出水喷射，灭火效率更高，灭火效果好；四、通过明火摄像机16（明火摄像机的具体结构为已有技术，可直接从市场上采购）可对火情进行拍照或摄像，并通过网络传送至消防队以及房屋所有人，可方便消防员和屋主了解起火位置和火情。