本發(fā)明涉及火災(zāi)自動氣體滅火技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種應(yīng)用于消防機(jī)器人的自動氣體滅火裝置。

背景技術(shù)：

火災(zāi)的熱釋放速率隨著時間的二次方增長，因此消防滅火的關(guān)鍵是極早期探測火源，用最有效的方式撲滅初期火災(zāi)。在建筑中安裝自動火災(zāi)探測報警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)能夠大大增強(qiáng)建筑的防火性能。但是對于一些由于年代久遠(yuǎn)或者其它原因未安裝自動滅火系統(tǒng)的建筑而言，很小的初期火源往往發(fā)展成嚴(yán)重的火災(zāi)事故。

建筑中，固定自動滅火系統(tǒng)包括水系統(tǒng)和氣體系統(tǒng)，而氣體自動氣體滅火系統(tǒng)能夠撲滅a、b、c和e類火災(zāi)，適用火災(zāi)類型最為廣泛?，F(xiàn)在建筑中的自動氣體滅火系統(tǒng)，雖然滅火效果好，但是管路布置復(fù)雜、安裝和維護(hù)成本高，這也是自動氣體滅火系統(tǒng)往往只安裝在配電房、通訊機(jī)房等關(guān)鍵電氣設(shè)備用房，很少覆蓋整個建筑的原因之一。在一些面積較大，設(shè)備布局較分散的區(qū)域，設(shè)置固定式氣體滅火系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)成本較高。

火場中情況較為復(fù)雜，高溫、有毒氣體、易燃易爆物品、缺氧、濃煙都會對疏散人員和救援人員造成生命威脅。隨著自動化的發(fā)展，消防機(jī)器人越來越多的應(yīng)用于火災(zāi)救援。消防機(jī)器人可提前進(jìn)入火場中，探明火場情況，采集溫度、能見度、有毒氣體等環(huán)境參量，確定火源、人員位置等，供消防救援力量制定有效救援措施。然而，消防機(jī)器人普遍體積較小、載重量較小，無法攜帶水槍等有效滅火設(shè)備，即使發(fā)現(xiàn)初期火源也無法進(jìn)行有效滅火。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種便攜式的、可安裝在消防機(jī)器人上的應(yīng)用于消防機(jī)器人的自動氣體滅火裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種應(yīng)用于消防機(jī)器人的自動氣體滅火裝置，包括儲氣瓶、放氣閥、電磁閥、微控制器、火焰識別模塊和噴頭，所述儲氣瓶與放氣閥的前端連通，放氣閥的后端通過第一氣體管路連接電磁閥的前端，電磁閥的后端通過第二氣體管路連接噴頭，所述噴頭和火焰識別模塊均安裝在二維云臺上，所述火焰識別模塊輸出開關(guān)量信號至微控制器的信號輸入端，微控制器的第一信號輸出端與電磁閥的控制端相連，微控制器的第二信號輸出端與二維云臺的輸入端相連。

所述火焰識別模塊由紅外光電二極管和紫外光電二極管組成。

所述儲氣瓶采用空心球體，儲氣瓶瓶體上向外焊接空心螺柱，空心螺柱的頂端設(shè)置密封層；所述空心螺柱上開設(shè)與所述放氣閥的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，所述放氣閥內(nèi)設(shè)置頂針和密封墊圈，頂針中央設(shè)有過孔，過孔連通放氣閥的前端和后端，頂針安裝在放氣閥的閥芯內(nèi)部，密封墊圈安裝在頂針和放氣閥內(nèi)壁之間。

所述二維云臺由支架、舵機(jī)和連接軸組成，所述微控制器的第二信號輸出端與二維云臺的舵機(jī)的控制端相連。

所述電磁閥采用常閉式氣體電磁閥。

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、便攜性強(qiáng)，易于安裝在火場中微小型消防機(jī)器人和工廠車間巡邏機(jī)器人上，儲氣瓶采用空心球體設(shè)計，在最小化重量的同時保證最大的載氣量和充氣壓強(qiáng)；本發(fā)明采用紅外光電二極管和紫外光電二極管作為火焰識別模塊，紅外光波長較長，穿透火災(zāi)煙霧能力較強(qiáng)，可在遠(yuǎn)距離發(fā)現(xiàn)火源，但是易受到高溫物體發(fā)出的紅外光的干擾；紅外-紫外光結(jié)合，即可以遠(yuǎn)距離探測火災(zāi)，又可以避免誤報，提高識別的準(zhǔn)確度；本發(fā)明儲氣瓶采用空心螺柱頂部密封與放氣閥頂針配合放氣的方式，放氣閥頂針周圍有密封墊圈，該結(jié)構(gòu)裝置簡單，更換儲氣瓶方便，易于使用在便攜式消防機(jī)器人上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2是本發(fā)明中儲氣瓶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中放氣閥的縱向剖面圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種應(yīng)用于消防機(jī)器人的自動氣體滅火裝置，包括儲氣瓶1、放氣閥7、電磁閥、微控制器、火焰識別模塊和噴頭，所述儲氣瓶1與放氣閥7的前端連通，放氣閥7的后端通過第一氣體管路2連接電磁閥的前端，電磁閥的后端通過第二氣體管路3連接噴頭，所述噴頭和火焰識別模塊均安裝在二維云臺上，所述火焰識別模塊輸出開關(guān)量信號至微控制器的信號輸入端，微控制器的第一信號輸出端與電磁閥的控制端相連，微控制器的第二信號輸出端與二維云臺的輸入端相連。

如圖1、2、3所示，所述儲氣瓶1采用空心球體，儲氣瓶瓶體5上向外焊接空心螺柱4，空心螺柱4的頂端設(shè)置密封層6；所述空心螺柱4上開設(shè)與所述放氣閥7的內(nèi)螺紋8相配合的外螺紋，所述放氣閥7內(nèi)設(shè)置頂針9和密封墊圈10，頂針9中央設(shè)有過孔，過孔連通放氣閥7的前端和后端，頂針9安裝在放氣閥7的閥芯內(nèi)部，密封墊圈10安裝在頂針9和放氣閥7內(nèi)壁之間。在安裝時，頂針9將空心螺柱4的密封層6刺破，儲氣瓶1氣體經(jīng)由頂針9中央的過孔進(jìn)入放氣閥7。

如圖1所示，所述二維云臺由支架、舵機(jī)和連接軸組成，所述微控制器的第二信號輸出端與二維云臺的舵機(jī)的控制端相連。所述火焰識別模塊由紅外光電二極管和紫外光電二極管組成。所述電磁閥采用常閉式氣體電磁閥；本裝置各部件均用螺絲固定在一塊鋁板上，鋁板上每隔20mm布置m3內(nèi)螺紋8過孔，本裝置通過所述鋁板可方便地固定在消防機(jī)器人上。

實施例一

本實施例中采用的儲氣瓶1為直徑100mm，壁厚2mm空心鋁合金球體，重量輕且強(qiáng)度大，填充co²氣體，氣壓為1mpa；儲氣瓶1的空心螺柱4上開設(shè)m8*20mm外螺紋，空心螺柱4的底端和空心鋁合金球體焊接一起，空心螺柱4內(nèi)部和球體內(nèi)心連通，空心螺柱4的頂端采用鋁皮密封；放氣閥7配合m8*20mm內(nèi)螺紋8，放氣閥7內(nèi)頂針9長3mm；紅外二極管波長980nm，紫外二極管波長280nm，紅外二極管和紫外二極管將火焰強(qiáng)度信號輸出為電壓信號，電壓信號的電壓值輸送到微控制器的adc采樣管腳；電磁閥由微控制器發(fā)送高電平，電磁閥才開啟；噴頭采用錐形，噴頭的口徑2mm；第一氣體管路2和第二氣體管路3采用直徑為8mm的管線；二維云臺的材質(zhì)為鋁合金，采用兩個powerhd公司生產(chǎn)的舵機(jī)lf20mg，可實現(xiàn)云臺水平方向旋轉(zhuǎn)0-180度，垂直方向旋轉(zhuǎn)0-90度；微控制器的型號為stm32f103c8t6；電源采用鋰電池供電，給微控制器、電磁閥、火焰識別模塊和二維云臺的舵機(jī)供電。

在裝配時，先將火焰識別模塊、二維云臺的舵機(jī)控制線、電磁閥控制線接到微控制器的相應(yīng)端口；電源給微控制器、電磁閥、火焰識別模塊、二維云臺的舵機(jī)供電，微控制器控制電磁閥閉合；用第一氣體管路2將電磁閥和放氣閥7出口連接，用第二氣體管路3將電磁閥和噴頭連接，再將充滿co²氣體的密封空心的儲氣瓶1和放氣閥7擰緊，直至頂針9刺破空心螺柱4頂端的密封層6即密封的鋁皮。本裝置各部件均用螺絲固定在一塊長300mm、寬200mm、厚度3mm的鋁板上，鋁板上每隔20mm布置m3內(nèi)螺紋8過孔；本裝置通過所述鋁板可方便與消防機(jī)器人連接。

在使用時，可將本裝置安裝在消防機(jī)器人、消防小車、巡邏機(jī)器人等裝置上，火焰識別模塊通過紅外光和紫外光結(jié)合判定是否有火災(zāi)發(fā)生，當(dāng)確定有火災(zāi)發(fā)生，微控制器會發(fā)出20ms周期的舵機(jī)控制信號給二維云臺，二維云臺會自動水平旋轉(zhuǎn)、垂直旋轉(zhuǎn)掃描，火焰識別模塊記錄判斷火焰的最準(zhǔn)確位置；微控制器控制噴頭對準(zhǔn)火焰，然后發(fā)出高電平信號控制電磁閥打開，co²氣體從噴頭噴出，撲滅火災(zāi)；co²氣壓降低，體積膨脹，吸收大量的熱，同時co²氣體稀釋空氣中的氧氣，隔絕可燃物和氧化物，實現(xiàn)撲滅初期火災(zāi)的目的。

綜上所述，本發(fā)明儲氣瓶1采用空心螺柱4頂部密封與放氣閥7頂針9配合放氣的方式，放氣閥7頂針9周圍有密封墊圈10，該結(jié)構(gòu)裝置簡單，更換儲氣瓶方便，易于使用在便攜式消防機(jī)器人上。