本实用新型涉及消防装备技术领域，特别涉及一种具有高空穿刺灭火功能的机场消防车。
背景技术：
目前，降低飞机火灾对机上人员的威胁程度有两种方式：一是改进飞机的设计，使飞机具备更优的防火性能；二是装备足够的现代化机场救援和消防设备。当飞机发生起火事故时，消防员首先控制火势，防止火势扩大蔓延，然后进行抢救工作，疏散机上人员，所以要求机场救援消防车能够快速起到救援作用。
传统的机场消防车，带有车前炮和车顶炮，只能对飞机火灾外表面进行灭火，不具备高空穿刺功能，无法对飞机机舱内部火情进行有效控制，因此机舱内部人员因燃烧产生的浓烟导致窒息伤亡。在机场消防车上增加穿刺臂结构可以有效对机舱进行破拆灭火，提高机舱着火救援效率。但是目前带有消防臂的机场消防车是将穿刺针固定在消防炮炮身上，穿刺针跟随消防炮的运动同步运动，工作不灵活，受结构限制其作业范围小。同时，采用固定式穿刺结构必须同时变幅和伸缩臂架才能实现穿刺功能，在穿刺过程中臂架结构受力大，操作繁琐，定位相对困难。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服上述技术缺陷，提供一种具有高空穿刺灭火功能的机场消防车，该装置作业灵活，定位准确、臂架结构受力小。
本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有高空穿刺灭火功能的机场消防车，包括穿刺系统、消防炮、作业臂、水路系统和车体，水路系统固定在作业臂上，作业臂固定在车体上，其特征在于：所述穿刺系统和消防炮分别固定在作业臂前端两侧，并分别与水路系统连接，穿刺系统由穿刺仰俯驱动装置驱动俯仰90°运动；消防炮由水平驱动装置和消防炮仰俯驱动装置驱动。
所述穿刺仰俯驱动装置为摆动马达，穿刺系统通过摆动马达与作业臂固定连接。
所述水平驱动装置和消防炮仰俯驱动装置分别为第一涡轮蜗杆电机和第二涡轮蜗杆电机，消防炮分别通过法兰与第一涡轮蜗杆电机和第二涡轮蜗杆电机连接，第一涡轮蜗杆电机通电后带动消防炮的炮头实现左右摆动，第二涡轮蜗杆电机通电后带动消防炮的炮头以及炮身和第一涡轮蜗杆电机一同实现俯仰摆动。
所述作业臂包括底座、连接杆、连接架、下臂架、下变幅油缸、上臂架和上变幅油缸，穿刺系统和消防炮分别固定在上臂架前端的两侧，下臂架一端与底座中位铰点铰接，另一端与连接架连接，下变幅油缸两端分别与底座下铰点和下臂架铰点相连接，下变幅油缸驱动下臂架变幅运动；连接杆两端分别与底座上铰点和连接架铰接，连接架与上臂架铰接，上变幅油缸两端分别与连接架和上臂架连接，由上变幅油缸驱动上臂架变幅运动。
所述穿刺系统包括液压缸和和液压蓄能器，在液压缸缸杆前端安装喷嘴和穿刺针，由液压缸缸杆带动穿刺针快速弹射或慢速弹射，液压蓄能器通过液压接头固定在液压缸的缸筒上。
所述上臂架包括伸缩一臂和伸缩二臂，伸缩二臂相对伸缩一臂延伸和回缩，伸缩一臂与连接架固定，穿刺系统和消防炮与伸缩二臂固定连接。更优地，所述穿刺系统上安装倾角传感器，在伸缩二臂与伸缩一臂之间安装拉线传感器，在消防炮涡轮蜗杆电机上安装旋转编码器，倾角传感器、拉线传感器和旋转编码器与PLC控制系统连接。
所述水路系统的前端装有换向球阀，换向球阀有三个通道，分别连接水路系统的水管、穿刺系统和消防炮。
所述水路系统包括两节伸缩式圆管和直管，第一节伸缩式圆管的一端通过旋转接头与转台连接，另一端通过旋转接头接连接架，第二节伸缩式圆管的一端固定在连接架上并通过直管与第一节伸缩式圆管接通，另一端与伸缩二臂的前部固定。第一节伸缩式圆管随下变幅臂变幅运动，而第二节伸缩式圆管随伸缩一臂变幅运动以及伸缩二臂伸缩运动，使水路系统及时随臂架系统进行调整，保证穿刺系统及水炮供水供液顺畅。
本实用新型机车消防车的穿刺系统和消防炮是两套独立的作业系统，穿刺系统独立俯仰运动，消防炮独立俯仰运动和左右摆动，通过换向球阀实现穿刺系统和消防炮之间的液路切换，使装置的穿刺作业更加灵活，液体喷洒范围更大，使用性能更加优越可靠。作业臂结构紧凑，上臂架和下臂架的变幅运动可独立控制，使高空作业位置更加灵活，也可同步运行，降低臂架展开时间，提高工作效率。穿刺系统采用液压弹射式结构，其定位准确，操作简单，可有效解决穿刺过程中臂架系统受力大的问题。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构主视图。
图2是本实用新型的整体结构俯视图。
图3是本实用新型局部示意图。
图4作业臂结构示意图。
图5为穿刺系统和消防炮结构的局部放大图。
图中1穿刺系统，101液压缸，102穿刺针，103液压蓄能器，104喷嘴，2消防炮，3作业臂，301底座、302连接杆、303下臂架、304下变幅油缸、305上臂架、306上变幅油缸、307连接架，308伸缩一臂，309伸缩二臂，310伸缩油缸，311滚轮，312轴，4水路系统，401第一节伸缩式圆管，402第二节伸缩式圆管，403直管，5车体，6换向球阀，7直线电机，8摆动马达，9、10、11、18旋转接头，12第一涡轮蜗杆电机，13第二涡轮蜗杆电机, 14法兰面A，15法兰面B,16软胶管，17连杆。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型具有高空穿刺灭火功能的机场消防车，包括穿刺系统1、消防炮2、作业臂3、水路系统4和车体5，水路系统4固定在作业臂3上，作业臂3固定在车体5上，所述穿刺系统1和消防炮2分别固定在作业臂3前端两侧，并分别与水路系统4连接，穿刺系统1由穿刺仰俯驱动装置驱动俯仰90°运动；消防炮2由水平驱动装置和消防炮2仰俯驱动装置驱动。穿刺仰俯驱动装置可以采用摆动马达8，穿刺系统1通过摆动马达8与作业臂3固定连接。水平驱动装置和消防炮2仰俯驱动装置分别为第一涡轮蜗杆电机12和第二涡轮蜗杆电机13。
作业臂3对穿刺系统1、水路系统4和消防炮2进行支撑和举升。如图3和图4所示，本实施例中作业臂3包括底座301、连接杆302、连接架307、下臂架303、下变幅油缸304、上臂架305和上变幅油缸306，其中上臂架305包括伸缩一臂308和伸缩二臂309，伸缩二臂309相对伸缩一臂308延伸和回缩。在底座301底端安装回转支承，回转支承外圈用螺栓与车体5顶部固定后，底座301可以进行左右旋转运动。下臂架303一端通过轴与底座301中位铰点连接，另一端通过轴与连接架307连接，下变幅油缸304两端分别与底座301下铰点和下臂架303铰点相连接，实现下臂架303的变幅运动；连接杆302两端通过轴分别与底座301上铰点和连接架307连接，连接架307通过空心轴与伸缩一臂308连接，上变幅油缸306两端分别与连接架307和伸缩一臂308连接，实现伸缩一臂308变幅运动；伸缩油缸310的缸杆通过螺栓与伸缩一臂308固定连接，伸缩油缸310的缸筒通过两个轴与伸缩二臂309相连接，伸缩油缸310缸筒前端滚轮311在伸缩二臂309下内臂面上自由滚动，伸缩二臂309通可以相对伸缩一臂308延伸和回缩。连接杆302数量为2个，分别同时与底座301和连接架307对称铰接。本实施例中底座301、连接杆302、下臂架303和连接架307共同组成四边形变幅机构，该四边形机构通过下变幅油缸304进行控制，而伸缩一臂308的变幅由上变幅油缸306进行控制，四边形变幅机构和伸缩一臂308的变幅可以独立控制也可同步运行，独立控制可以使臂架系统高空作业位置更加灵活，同步运行可以大大提高举升速度，提高工作效率。
本实用新型的穿刺系统1和消防炮2分别固定在伸缩二臂309前端的两侧，在水路系统4的前端装有换向球阀6，换向球阀6有三个阀口，形成三个通道分别连接水路系统4的水管、穿刺系统1和消防炮2。穿刺系统1通过摆动马达8与伸缩二臂309固定连接，摆动马达8通过螺栓与伸缩二臂309固定连接，穿刺系统1内腔通过两个旋转接头9、18和软胶管1616与换向球阀6的B出液口连接，换向球阀6通过螺栓与伸缩一臂308固定连接，直线电机7通过连杆17控制换向球阀6的阀口开启方向，直线电机7的直线运动缸端部通过销轴与连接杆302上的滑槽连接，连杆17另一端与换向球阀6的切换手柄连接。当直线电机7的直线运动缸杆直线运动时，带动销轴在连接杆302上的滑槽内滑动，实现换向球阀6的阀口切换功能。当换向球阀6的B口出液口开启时，液体通过水路系统4进入换向球阀6的C口，通过B口和软胶管16进入穿刺系统1，当摆动马达8通电后带动穿刺系统1俯仰90°摆动，摆动过程中，通过两个旋转接头9、18和软胶管16实现液体从水路系统4进入穿刺系统1内。旋转接头9、18可360°连续旋转。
所述穿刺系统1包括液压缸101和和液压蓄能器103，在液压缸101缸杆前端安装喷嘴104和穿刺针102，由液压缸101缸杆带动穿刺针102快速弹射或慢速弹射，液压蓄能器103通过液压接头固定在液压缸101的缸筒上。液压缸101的缸杆与缸筒之间由密封件密封分成两个油腔，每个油腔都有一个油口，可以进油和出油，当无杆腔进油时，液压油推动活塞杆和缸杆外伸，当有杆腔进油时，液压油推动活塞杆和缸杆回缩。通过启动液压蓄能器103对穿刺系统1进行蓄能，当能量达到弹射状态时，启动弹射系统，穿刺针102相对穿刺缸筒实现快速弹射、慢速弹射和慢速收回的动作。本实施例中穿刺系统11带有液压蓄能器103和压力传感器，当蓄能达到压力值时，穿刺针102自动快速弹射，当不使用蓄能单元时，穿刺针102可慢速弹出。
消防炮2通过螺栓与伸缩二臂309固定连接，并与换向球阀6的A出液口相通，当换向球阀6的A口出液口开启时，液体通过水路系统4进入换向球阀6的C口，通过A出液口进入消防炮2内。消防炮2分别通过炮身法兰面A14和炮身法兰面B15与第一涡轮蜗杆电机12法兰面和第二涡轮蜗杆电机13的法兰面螺栓连接，第一涡轮蜗杆电机12通电后带动消防炮2的炮头实现左右摆动，第二涡轮蜗杆电机13通电后带动消防炮2的炮头以及炮身和第一涡轮蜗杆电机12一同实现俯仰摆动。
所述水路系统4包括两节伸缩式圆管401、和直管403，第一节伸缩式圆管401的一端通过旋转接头11与底座301连接，另一端通过旋转接头10接连接架307，第二节伸缩式圆管402的一端固定在连接架307上并通过直管403与第一节伸缩式圆管401接通，另一端与伸缩二臂309的前部固定。旋转接头10、11可360°连续旋转。第一节伸缩式圆管401随下臂架303变幅运动，而第二节伸缩式圆管402随伸缩一臂308变幅运动以及伸缩二臂309伸缩运动，使水路系统4及时随臂架系统进行调整，保证穿刺系统1及水炮供水供液顺畅。
本实施例中在下臂架303、伸缩一臂308、穿刺系统1上分别安装倾角传感器，在伸缩二臂309与伸缩一臂308之间安装拉线传感器，在消防炮2的第一涡轮蜗杆电机12和第二涡轮蜗杆电机13上分别安装旋转编码器，倾角传感器、拉线传感器和旋转编码器与PLC控制器连接并由PLC控制器进行控制，倾角传感器用于感应下臂架303、伸缩一臂308、穿刺系统1的倾斜角度，拉线传感器用于感应伸缩二臂309与伸缩一臂308的展开距离，旋转编码器用于感应水炮摆动角度，对下臂架303、伸缩一臂308、伸缩二臂309、穿刺系统1以及消防炮2均可进行位置预设，倾角传感器、拉线传感器和旋转编码器将感应到的信息传送给PLC控制器，PLC控制器对下变幅油缸、上变幅油缸、伸缩油缸、摆动马达进行控制实现灭火装置的一键展开功能。在穿刺系统1前端安装超声波传感器，防止灭火装置碰撞障碍物。
本实用新型具有高空穿刺灭火功能的机场消防车设计合理，穿刺系统1和消防炮2系统独立作业，并通过直线电机7灵活切换换向球阀6实现穿刺系统1和消防炮2之间的液路切换，本实用新型结构穿刺作业更加灵活，液体喷洒范围更大，使用性能更加优越可靠。同时穿刺更加灵活可靠，只需要将臂架举升至目标位置，弹出穿刺针102即可，定位准确，操作简单，缓解臂架结构受力较大的情况。