专利名称：一种用键盘控制的消防灭火枪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于消防器材技术领域，具体涉及机电一体化的消防灭火装置。
消防灭火枪作为常用的消防器材被广泛地应用在消防灭火装备上和消防工程中。但现有的消防灭火枪，一般是在火灾发生后，由消防人员手持操作进行灭火。在一些不宜人员接触的场合，特别是有毒等特殊场合，消防灭火人员须装备特殊的防毒面具等才能进入火场灭火，不仅十分不便，而且十分危险。常规的水喷淋消防灭火系统，一般设置为分区探测，当发现火灾时，也是分区打开水喷淋来灭火，这类分区设置的灭火装置不能灵活机动地一枪多用，施工工程量大，消耗材料多。
本实用新型的目的是提供一种消防灭火枪，能够使消防灭火人员不须进入火场而通过键盘操作控制其扑灭火焰。
附
图1为本实用新型消防灭火枪的机械结构示意图；图2为
图1的A-A剖面视图；图3为图2的B-B剖面视图；图4为灭火枪喷头座标控制电路图；图5为灭火枪喷头开关电路图。
这种消防灭火枪，特征在于包括灭火枪机械结构和灭火枪喷头座标控制电路、灭火枪喷头开关电路以及键盘组成；灭火枪的机械结构如下固定支撑着灭火枪喷头1的传动齿轮2固定安装在灭火枪喷头支架3上，与传动齿轮2相互啮合的传动齿轮4固定安装在步进电机5上，步进电机5固定在灭火枪平台7上，喷头支架3由轴承6支撑并安装在在灭火枪平台7上，经连接件14与连接轴8固定连接，步进电机9由支架10固定在底座11上，蜗杆12固定安装在步进电机9的轴上，蜗轮13与连接轴8固定连接，蜗轮13和蜗杆12相互啮合，灭火剂管道18经电磁阀开关15后连接到灭火枪喷头1上，灭火剂管道接口20用于外接灭火剂源；连接轴8与轴承支架17之间采用轴承16连接，两个轴承支架17分别固定在底座11上；灭火枪喷头座标控制电路由电阻R1-R4、晶体管T1-T4、2脚插座CH1、CH2和4脚插座CH3组成；其中，两个2脚插座CH1和CH2的1端分别接T2、T4的集电极，2端分别接T1、T3的集电极，R1～R4的一端分别接T1～T4的基极，另一端分别接CH3的1～4脚、T1～T4的发射极与电源正极VCC相接，两个2脚插座CH1、CH2的插脚分别对应连接到步进电机5和9的控制器上；CH3的插脚1～4脚分别与键盘1#～4#按钮的正极相接；灭火枪喷头开关电路由晶体管T5、T6，电阻R6、R7，二极管D1，电磁阀U1以及2脚插座CH4组成；其中，T5的发射极接VCC，基极接R7，T5的集电极和T6的基极之间接R6，T6的发射极接地，电磁阀U1与二极管D1并联后，与D1的阳极相连接的一端接T6的发射极，与D1的阴极相连接的一端接至VCC2，R7的另一端A与键盘按键5#按钮的正极相接，2脚插座CH4的2个脚分别与DC24V电源的两个电极相接；上述电路中所有VCC互相连接，所有VCC2互相连接，所有接地互相连接；键盘1#～5#按钮的负极接地；所述键盘1#～5#按钮分别为控制灭火枪喷头左移、右移、上移、下移和控制灭火剂管道电磁阀U1的开/关按钮；通过键盘操作控制灭火枪喷头座标控制电路，操纵两只步进电机分别作正反向运转，经相互啮合的传动齿轮和蜗杆、蜗轮带动灭火枪喷头作左右、俯仰运动，由此调整灭火枪喷头的方位和喷出灭火剂和距离；操作键盘的开/关按钮使电磁阀U1控制灭火剂的喷出。
本实用新型消防灭火枪，使用者可根据观测判断火焰的位置和火势等情况，通过键盘操作控制灭火枪进行灭火。当按动键盘的左移或右移按钮时，通过灭火枪喷头座标控制电路使步进电机5作正反向运转，经传动齿轮4带动与之相互啮合的传动齿轮2，再带动灭火枪喷头1作正反向运转，由此确定灭火枪喷头1的左右方位；当按动键盘的上移或下移按钮时，通过灭火枪喷头座标控制电路使步进电机9作正反向运转，通过相互啮合的蜗杆12和蜗轮13带动固定在连接轴8上的连接件14作俯仰运动，由此带动灭火枪喷头平台7使灭火枪喷头作俯仰运动，以调整灭火枪喷头喷出灭火剂的距离；当按动键盘上开/关按钮，通过灭火枪喷头控制电路打开电磁阀开关，从而打开灭火枪喷头灭火剂进行灭火；火焰扑灭后，按开/关按钮关闭灭火枪停止喷出灭火剂。
采用本实用新型消防灭火枪，可使消防灭火人员不须进入火场而通过键盘操作控制灭火枪扑灭火焰，使用安全方便、灵活机动，特别适合在有毒等一些不适合人员直接接触的特殊场合；这一技术的应用，在一定程度上提高了灭火的自动化水平。
以下结合附图具体说明本实用新型的实施方式。
实施例1将灭火枪喷头1用螺钉固定在灭火枪喷头支架3上，灭火枪喷头支架3上用键销固定安装传动齿轮2，用螺钉将传动齿轮4固定安装在型号为55BF009功率为0.784N.m的三相六拍直流步进电机5(以下简称为步进电机)的轴上，并使传动齿轮4和传动齿轮2相互啮合；步进电机5用螺钉固定在灭火枪平台7上，喷头支架3由轴承6支撑并安装在在灭火枪平台7上，灭火枪喷头支架3与连接件14之间用螺钉固定连接，连接件14与连接轴8用螺钉固定连接，蜗轮13用键销固定在连接轴8上，两个轴承支架17分别用螺钉固定在灭火枪底座11上，蜗杆12用螺钉固定安装在步进电机9的轴上，步进电机9用螺钉固定安装在步进电机支架10上，步进电机支架10用螺钉固定在灭火枪底座11上并使蜗轮13和蜗杆12相互啮合；灭火枪喷头1和连接轴8的传动部分采用轴承16连接。灭火剂管道18用软管连接到灭火枪喷头1上，灭火剂接口20与后面板28上的消防灭火剂进口转接头29相接，转接头29外接灭火剂源。该灭火剂源可以是消防灭火剂供应罐或消防水龙头。
本实施例中采用图4～图7所示的电路，其中图4为灭火枪喷头座标控制电路图，它由电阻R1～R4(均为4.7KΩ)、8550型号的晶体管T1～T4、2脚插座CH1、CH2和4脚插座CH3组成。所述2脚插座CH1、CH2分别连接到两个步进电机5和9的控制器DL-03F04的方向端和步进端，4脚插座CH3与键盘按键1#～4#按钮的正极相接，键盘按键1#～5#按钮的负极接地，两个2脚插座CH1和CH2的2端分别接T2、T4的发射极，1端分别接T1、T3的集电极，R1～R4的一端分别接T1～T4的基极，另一端分别接CH3的1～4脚、T1～T4的发射极与VCC相接，2只步进电机的控制器的电源均和DC24V电源并联连接，2只步进电机的控制器上的A+、A-、B+、B-、C+、C-分别和2只步进电机的A+、A-、B+、B-、C+、C-端对应连接。
图5为灭火枪喷头开关电路图，它由晶体管T5(8550)、T6(8050)、电阻R6(4.7kΩ)、R7(1k)，二极管D1(IN41)、电磁阀U1(DC24V)和2脚插座CH4组成。2脚插座CH4接到24V电源；T5的发射极接VCC，基极接R7(10k)，集电极和T6的基极之间接R6，T6的集电极接地，T6的发射极并接电磁阀(U1)15之3、4端和D1的阳极后再接VCC2，R7的另一端A与键盘按键5#按钮的正极相接，U1之1、2端与2脚插座CH4相接；2脚插座CH4的插脚接到DC24V电源。
本实用新型消防灭火枪的电源由DC5V电源和DC24V电源组成。
图6为本实施例中所用的DC 5V电源电路图。它由芯片U1(MC7824T)、U2A(LM358)，电容C11、C12、C13、C14和C15，电阻R11、R12、R13和2脚插座CH5、CH6组成，其中，2脚插座CH5的一端接到DC24V电源；2脚插座CH6用于接DC5V的VCC；U1的VIN脚与C1(10μF，50V)的正极和CH5的1、2端相连接；U1的GND管脚与R11(33K)、C12(33PF)和U2A的输出端相连接；R11与C12的另一端、R12(1KΩ)相连接，并接U2A的低输入端；R12接C13(10μF，50V)；U1的+5V端与C13的正极、C14(220μF，50V)的正极、C15(0.22μF)、VCC2相连接，并通过串接R13(2Ω)与CH6的1端相连接；CH6的2端与C15、C14、U2A的高输入端、C11相连接；DC5V电源向键盘和步进电机控制器(DL-03F04)提供电源。
图7为DC 24V电源电路图。它由芯片U3(QSZL)、U4(MC7824T)，电容C16、C15，电阻R16和2脚插座CH7组成，其中，U4的+24V端接C16(220μF，36V)的正极；U4的GND端与C16的负极、C15(220μF，50V)的负极、U3的4端连接，并接地；CH7的2端与U3(440V，3A)的2端相连接，U4的VIN端与C15的正极、U3的3端相连接；U3的1端分别与CH7的1相连；CH7的插脚外接到AC30V电源；，DC24V电源向灭火枪喷头电磁阀开关15以及两个控制灭火枪喷头1的步进电机提供电源。
上述电路图4-7中所有VCC都互相连接起来，所有VCC2都互相连接起来，所有接地都互相连接起来。
本实施例的控制电路和电源电路组装在控制盒21内。
图8为本实施例消防灭火枪的控制盒示意图。控制盒21的前面板22上装有键盘23，该按键中1#-5#五个按钮分别为灭火枪喷头左移按钮、右移按钮、上移按钮、下移按钮和灭火枪喷头开/关按钮。控制盒内放置有DL-03F04步进电机控制器两只，分别用于控制步进电机5和9，控制电路板一块，前述所有电路均设置在该控制电路板上。
图9所示为控制盒的后面板24，其上有AC30V电源开关25、外接AC30V电源插座26，控制线插座27为3个6芯的控制线航空插座，其中2个为控制灭火枪头作定位的控制电线、1个为控制灭火枪头开关的电磁阀控制线。AC30V电源插座25接插AC30V电源与电源开关26相连接，控制线插座27分别和
图10中的控制线插座30对应，用6芯控制电缆上的插头连接。
图10所示为本实施例消防灭火枪的后面板28。其上有消防灭火剂或消防水进口转接头29和3个控制线插座30；其中，控制线插座30用6芯控制电缆上的插头和图9中的控制线插座27对应连接，消防灭火剂进口转接头29接消防灭火剂供应罐或消防水龙头。
本实用新型消防灭火枪的工作过程如下操作者根据眼睛观察判断火焰的位置和火势等情况，在键盘按键上按左移按钮或右移按钮，通过灭火枪枪喷头座标控制电路使步进电机5作正反向运转，带动与之相固定的传动齿轮4，由此带动与之相互啮合的传动齿轮2，再带动与之相固定的灭火枪喷头1作正反向运转，从而达到使灭火枪喷头1确定方位的目的；按键上按上移按钮或下移按钮，通过灭火枪枪喷头座标控制电路使步进电9在作正反向运转，通过与之相固定的蜗杆12的运动，带动与之相啮合的蜗轮13运动，来带动安装在连接轴8的连接件14作俯仰运动，由于连接件14和灭火枪喷头支架3相连接，从而也就带动灭火枪喷头1作俯仰运动，使灭火枪指向火焰方向并有一个合适的俯仰角，以此可调整灭火枪喷头1喷出灭火剂的距离。按动打开按钮打开灭火枪，使其喷出灭火剂扑灭火焰；火焰扑灭后，按动关闭按钮使灭火枪停止喷出灭火剂。
权利要求1.一种消防灭火枪，特征在于包括灭火枪机械结构和灭火枪喷头座标控制电路、灭火枪喷头开关电路以及键盘组成；所述灭火枪机械结构包括固定支撑着灭火枪喷头(1)的传动齿轮(2)固定安装在灭火枪喷头支架(3)上，与传动齿轮(2)相互啮合的传动齿轮(4)固定安装在步进电机(5)上，步进电机(5)固定在灭火枪平台(7)上，喷头支架(3)由轴承(6)支撑并安装在在灭火枪平台(7)上，经连接件(14)与连接轴(8)固定连接，步进电机(9)由支架(10)固定在底座(11)上，蜗杆(12)固定安装在步进电机(9)的轴上，蜗轮(13)与连接轴(8)固定连接，蜗轮(13)和蜗杆(12)相互啮合，灭火剂管道(18)经电磁阀开关(15)后连接到灭火枪喷头(1)上，灭火剂管道接口(20)用于外接灭火剂源；连接轴(8)与轴承支架(17)之间采用轴承(16)连接，两个轴承支架(17)分别固定在底座(11)上；所述灭火枪喷头座标控制电路由电阻R1-R4、晶体管T1-T4、2脚插座CH1、CH2和4脚插座CH3组成；其中，两个2脚插座CH1和CH2的1端分别接T2、T4的集电极，2端分别接T1、T3的集电极，R1～R4的一端分别接T1～T4的基极，另一端分别接CH3的1～4脚、T1～T4的发射极与电源正极VCC相接，两个2脚插座CH1、CH2的插脚分别对应连接到步进电机(5)和(9)的控制器上；CH3的插脚1～4脚分别与键盘1#～4#按钮的正极相接；所述灭火枪喷头开关电路由晶体管T5、T6，电阻R6、R7，二极管D1，电磁阀U1以及2脚插座CH4组成；其中，T5的发射极接VCC，基极接R7，T5的集电极和T6的基极之间接R6，T6的发射极接地，电磁阀U1与二极管D1并联后，与D1的阳极相连接的一端接T6的发射极，与D1的阴极相连接的一端接至VCC2，R7的另一端A与键盘按键5#按钮的正极相接，2脚插座CH4的2个脚分别与DC24V电源的两个电极相接；键盘1#～5#按钮的负极接地；电路中所有VCC互相连接，所有VCC2互相连接，所有接地互相连接；通过键盘操作控制灭火枪喷头座标控制电路，操纵两只步进电机分别作正反向运转，经相互啮合的传动齿轮和蜗杆、蜗轮带动灭火枪喷头作左右、俯仰运动，由此调整灭火枪喷头的方位和喷出灭火剂和距离；操作键盘的开/关按钮使电磁阀U1控制灭火剂的喷出。
专利摘要本实用新型消防灭火枪,特征在于通过键盘操作控制灭火枪喷头坐标控制电路,操纵两只步进电机分别作正反向运转,经相互啮合的传动齿轮和蜗杆、蜗轮带动灭火枪喷头作左右、俯仰运动,由此调整灭火枪喷头的方位和喷出灭火剂和距离,操纵电磁阀U1控制灭火剂的喷出;消防灭火人员不须进入火场而通过键盘操作控制灭火枪扑灭火焰,特别适合在有毒等一些不适合人员直接接触的特殊场合使用,安全方便、灵活机动,提高了灭火的自动化水平。
文档编号A62C31/02GK2412599SQ9925921
公开日2001年1月3日 申请日期1999年12月28日 优先权日1999年12月28日
发明者秦俊, 廖光煊, 范维澄, 徐琼 申请人:中国科学技术大学