消防炮自动升降装置专利发回.docx

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消防炮自动升降装置专利发回

申请人：

合肥科大立安安全技术股份有限公司

申请人地址：

合肥高新区天湖路13号

发明人：

刘炳海孙亮吴龙标张克年王大军陈淮南

发明（实用新型）名称：

消防炮自动升降装置

说明书摘要

本实用新型公开了一种消防炮自动升降装置，包括升降机构、信号采集箱和升降装置控制器组成，升降机构连接有消防炮体，升降机构的结构主要包括筒体及与筒体滑动配合的螺旋水管，螺旋水管下端连接有出水口法兰，并与消防炮体相连接。

该装置使消防炮只有在喷水灭火时自动从隐蔽处伸出来，进行自动瞄准火源，自动扑灭火灾的工作。

消防炮不使用时隐蔽起来，保持环境的整齐和美观。

如安装了消防炮自动升降装置的消防炮可以安装在天花板上，在需要其工作时，消防炮降到天花板下开始工作。

权利要求书

1.一种消防炮自动升降装置，包括升降机构、信号采集箱和升降装置控制器组成，升降机构连接有消防炮体，其特征是：

升降机构的主体是筒体，所述的筒体内有螺旋水管，筒体上端连接有入水口法兰，所述的螺旋水管与筒体之间设有密封环以使得螺旋水管可在筒体内滑动时不漏水，所述的筒体下端连接有齿轮箱，齿轮箱内安装有驱动齿轮组，齿轮组由电机驱动，并带动螺旋水管上、下移动，所述的螺旋水管下端连接有出水口法兰，并与消防炮体相连接。

2.根据权利要求1所述的消防炮自动升降装置，其特征在于所述的螺旋水管侧壁上有限位槽，筒体内壁上有限位螺钉，与限位槽配合使用。

3.根据权利要求1或2所述的消防炮自动升降装置，其特征在于所述的驱动齿轮组的结构是：

由相互啮合的主动齿轮、传动齿轮、旋转齿轮组成，旋转齿轮螺合于螺旋水管下端的外螺纹上，旋转齿轮上方有限位螺钉，所述的主动齿轮由电机驱动。

4.根据权利要求1、2或3所述的消防炮自动升降装置，其特征在于所述的齿轮箱下方连接有信号采集箱，信号采集箱内安装有减速齿轮组，所述的电机的转动轴一端伸出到信号采集箱中，作为减速齿轮组的主动齿轮轴，所述的主动齿轮轴与减速齿轮组的最后一个齿轮转轴上分别套装有凸轮，所述的凸轮可以顶触安装于侧边的机械开关，触发机械开关书输出运动与极限信号。

说明书

消防炮自动升降装置

技术领域

本实用新型属于消防设备技术领域，具体是一种消防炮自动升降装置。

技术背景

中国专利：

“CN03135090一种自动消防炮及其控制方法”、“CN2654163一种控制消防炮的解码器”、“CN03252356一种自动消防炮”等，其结构一般由炮体及炮座组成，炮体可以在炮座上进行俯仰运动；另有炮体控制系统，能够在设定的监控范围内由计算机自动控制消防炮进行火焰识别、火焰空间定位和自动开阀喷水、扑灭火焰等一系列的动作。

但上述自动消防炮必须安装在室内空间的明处，不符合某些场所美观的需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是消防炮安装在明处不美观的问题，本实用新型提供一种消防炮自动升降装置，使炮体具有升降的功能，平时不工作时消防炮在隐蔽处等待系统工作指令；而工作时，消防炮自动出现在工作场所。

本实用新型的技术方案如下：

升降机构是升降动作的实施设备。

它的螺旋水管与筒体连接提供连接供水管道与消防炮。

利用电机驱动该螺旋水管伸缩运动以实现升降功能。

其降动作的最大时间只需要13秒，升动作的最大时间需要25秒。

升降机构上的信号采集箱负责采集运动状态信号，并将该信号发送到升降装置控制器以实现升降机构的运动控制。

伸缩极限信息提供电机停止运动极限保护；运动状态信息使控制器能实时监测升降机构的运动状态，在工作异常（如电机过流保护）时，能控制电机恢复正常。

由于升降机构的极限位、运动状态与电机的状态有对应关系，可以通过检测电机来检测升降机构的极限位、运动状态。

升降装置控制器接收、处理消防炮控制装置的通讯指令。

当需要消防炮升降时，消防炮控制装置发出通讯指令，升降装置控制器接收到指令后控制升降机构做伸缩运动。

升降装置控制器接收信号采集箱输出的运动状态信息。

当升降机构运动到运动方向的极限位时，停止运动。

当电机转动失控时，控制电机恢复正常。

本实用新型还具有伸极限控制输出的功能。

安装消防炮自动升降装置的消防炮，必须升降机构运动到伸极限时，消防炮才能进行扫描、定位动作。

控制消防炮垂直运动时，升降装置控制器会自动的检查伸缩极限位置。

如果不在伸极限，将控制升降机构携带消防炮到伸极限位置。

本实用新型的效果是能够可靠快速的实现消防炮的升降功能。

消防炮及消防炮自动升降装置安装位置隐蔽，例如未工作时隐藏于天花板内，使用时伸出天花板外。

附图说明：

图1：

消防炮自动升降装置系统示意图。

图2：

升降机构机械示意图。

图3：

信号采集箱机械示意图。

图4：

消防炮自动升降装置电气原理框图。

图5：

消防炮自动升降装置自动控制模型。

图6：

升降装置控制器程序流程图。

具体实施方式：

图1：

消防炮自动升降装置系统示意图

升降机构（4）上入水口法兰

（1）连接供供水管道，出水口法兰（8）连接消防炮（9）形成水路；消防炮控制装置

（2）发出升降控制通讯指令，通过通讯线至升降装置解码器（3），升降装置解码器（3）通过电机驱动线驱动电机（5）动作，同时通过信号采集线到信号采集箱（6），采集其发出的信号来实时监测运动状态。

升降装置控制器（3）输出的伸极限控制输出线接到消防炮解码器里，可控制消防炮解码器（7）对消防炮（9）工作。

图2：

升降机构机械示意图

升降机构（4）两端分别有入水口法兰

（1）、出水口法兰（8）分别与供水管道和与消防炮（9）相连接，他们与筒体（11）和螺旋水管（13）形成水路。

筒体11下端侧面连接有齿轮箱，齿轮箱内安装有驱动齿轮组14，电机（5）通过驱动齿轮组（14）传动，驱动齿轮组14由相互啮合的主动齿轮16、传动齿轮19、旋转齿轮20组成，其中最后的旋转齿轮20内有内螺纹，螺合于螺旋水管13下端的外螺纹上，使得它带动螺旋水管（13）伸缩实现升降功能，旋转齿轮20两端用滚珠卡在齿轮箱内，防止旋转齿轮20在运动时上下移动，在螺旋水管（13）的一侧装有O型密封圈（10）与筒体（11）紧密相连，防止螺旋水管（13）与筒体（11）之间接触缝隙漏水，螺旋水管13下端连接有出水口法兰8，在螺旋水管（13）侧壁中有限位槽（12）和筒体11上的限位螺钉配合，使螺旋水管13运动时螺旋水管（13）不会旋转，同时提供伸缩行程的机械限位。

电机（5）为信号采集箱6提供了1个电机转轴（15），该转轴（15）与电机（5）转动角速度相同，转轴（15）驱动主动齿轮16。

图3：

信号采集箱机械示意图

信号采集箱（6）内安装有减速齿轮组17，电机转轴15一端伸出到信号采集箱6中，作为减速齿轮组17的驱动轴，其上安装有主动齿轮与凸轮22，保证电机（5）带动该凸轮（22）转动，该凸轮（22）在转动时，外侧设有凸台将使运动机械开关（23）不断的变换开关，此状态输出就是运动状态信号。

主动齿轮与电机（5）同轴转动，同时它带动减速齿轮组（17）转动。

减速齿轮组（17）起减速效果，使电机（5）转动数圈，升降到达极限时，减速齿轮组最后的齿轮轴21上安装的凸轮才恰好使机械开关（18）动作，此动作输出就是伸缩极限信号。

图4：

消防炮自动升降装置电气原理框图

消防炮自动升降装置电气控制部分由升降装置控制器（3）、电机（5）、信号采集箱（6）组成。

其中电机（5）负责驱动升降机构动作。

信号采集箱（6）负责采集电机（5）工作状态。

升降装置控制器（3）由DC/DC模块（25）、微处理器模块（26）、通讯模块（27）、隔离部分（28、29）、电机控制模块（30）组成。

通讯模块（27）负责接收消防炮控制装置

（2）发送的通讯指令给微处理器模块（26），微处理器模块（26）根据指令输出信号给电机控制模块（30），由其完成对电机（5）的控制操作。

在电机（5）运动过程中信号采集箱（6）收集电机（5）运动的信息，微处理器模块（26）接收此信息，以了解运动是否异常，当在电机（5）运动中出现异常时（比如电机电流保护等），微处理器模块（26）将修正电机（5）继续正常运行。

升降装置控制器电源是DC24V输入，经DC/DC模块（25）变换成DC5V为内部芯片供电，同时DC/DC模块具有隔离功能，可以增强设备的抗干扰性能。

隔离（28、29）为微处理器模块输出的隔离部件，减弱了可能的外部干扰对微处理器的不利影响。

图5：

消防炮自动升降装置自动控制模型

消防炮自动升降装置采用闭环式自动控制系统。

控制对象是升降机构，控制对象的输出量是升降机构的位置，给定环节是升降装置控制器的通讯模块，执行机构是电机，检测装置是信号采集箱，升降装置控制器的微处理模块是本控制模型的控制器，起比较环节与校正环节作用。

电机控制模块起信号放大作用，属于模型放大环节。

工作过程是通讯模块接收消防炮控制装置通讯指令，该指令给定了需要升、降运动的信息，微处理器接收后与信号采集箱输出的运动状态信息进行比较，比较的结果通过电机控制模块作信号放大，驱动电机向某个方向转动，带动升降机构向给定的位置运动。

在电机转动过程中可能引入干扰（电机的过流信号等），微控制模块通过对输入信号的分析得到的控制电机信号可以校正电机恢复正常。

举例说明：

消防炮在处于升状态，系统需要消防炮降到极限。

于是发送下降指令到升降装置控制器，升降装置控制器控制电机带动消防炮开始降落，同时接收到信号采集箱发送的信息，在降落过程中到降极限位置时，升降装置控制器停止电机的运动。

图6：

升降装置控制器程序流程图

微处理器的工作流程为开机初始化单片机，然后就开始不间断的询问通讯模块是否接收到新的指令，当接收到新的指令时，读出该指令内容并保存在指令缓冲器里。

下面判断指令缓冲器的内容，若为空，说明无指令需要程序执行,返回；若为升或降的指令，此时根据极限位来决定程序如何完成指令。

如升或降指令相应的极限已经达到，则升或降指令即告完成。

如果没有达到相应极限，就需要通过检测升降机构的运动状态得到电机动作是否正常信息。

如果电机动作正常，则无需程序干预；如果不正常（比如：

因为电机过流保护使升降机构未到极限位就无故停止）就需要程序控制电机按照指令动作。

以上工作过程不断循环直到完成升降指令。

完成后检查此时是否伸极限，如果是，则允许消防炮动作;如果不是,禁止消防炮动作。

处理好伸极限信号后，将指令缓冲器里的指令清除，等待接收下一个通讯指令。

说明书附图

图1

图2

图3

图4

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图5

图6