基于BIM的建筑火灾报警装置及5G数字信息管理系统的制作方法

基于bim的建筑火灾报警装置及5g数字信息管理系统
技术领域
1.本发明涉及建筑消防技术领域，特别是涉及一种基于bim的建筑火灾报警 装置及5g数字信息管理系统。


背景技术：

2.bim具有可视化、协调性等特点。bim的可视化不仅可以用效果图展示及 报表生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都 在可视化的状态下进行，使得建筑的设计、建造、运营更加高效。bim建筑信 息模型可在建筑物建造前期对各专业的碰撞问题进行协调，生成协调数据，并 提供出来。当然，bim的协调作用还可以解决例如电梯井布置与其他设计布置 及净空要求的协调、防火分区与其他设计布置的协调、地下排水布置与其他设 计布置的协调等。
[0003][0004]
然而，目前，bim技术并未充分应用于建筑的运营、监控、维护等方面。 例如，建筑在发生火灾时，消防部门无法第一时间接收到火灾建筑的具体的、 详细的信息(尤其是可视化信息)，从而无法更加快速、更加高效、更加精准地 制定出消防救援及灭火方案。
[0005]
因此，本发明的目的在于研究一种基于bim的建筑火灾报警装置，在建筑 发生火灾时，建筑火灾报警装置在进行火灾报警的同时还主动地将该建筑的 bim信息传输至消防终端，从而为消防部门提供充分的信息，以帮助消防部门 迅速、精准地确定救援及灭火方案，使得火灾损失降到最低。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于bim的建筑火 灾报警装置及5g数字信息管理系统，在进行火灾报警的同时将bim信息传输 至监控中心，从而为消防部门提供充分的信息，以帮助消防部门迅速、精准地 确定救援及灭火方案，使得火灾损失降到最低。
[0007]
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0008]
基于bim的建筑火灾报警装置，包括智能消防箱及火灾报警机构；所述火 灾报警机构包括中央处理单元及分别与所述中央处理单元信号连接的烟雾报警 组件、5g通信单元、存储单元；所述存储单元存储有bim信息及智能消防箱位 置信息；
[0009]
所述智能消防箱包括：箱体本体、箱门以及锁合装置，所述箱门通过所述 锁合装置盖合于所述箱体本体上；
[0010]
所述烟雾报警组件、所述5g通信单元及所述存储单元均收容在所述智能消 防箱内。
[0011]
在其中一个实施例中，所述火灾报警机构还包括开锁报警组件，所述开锁 报警组件与所述中央处理单元信号连接；且所述开锁报警组件收容在所述智能 消防箱内；
[0012]
所述锁合装置包括：基座、联动锁组件及偏转保险凸轮，所述基座安装于 所述箱
门上；
[0013]
所述联动锁组件包括：主动齿轮、从动齿轮以及锁销，所述主动齿轮与所 述从动齿轮可转动地设于所述基座上，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合，所 述锁销滑动设于所述基座上，所述从动齿轮与所述锁销驱动连接，所述箱体本 体上开设有与所述锁销配合的锁槽；
[0014]
所述偏转保险凸轮与所述主动齿轮单向驱动连接，所述偏转保险凸轮控制 所述开锁报警组件连接或脱离所述主动齿轮。
[0015]
在其中一个实施例中，所述开锁报警组件包括：偏摆套、驱动件、报警触 发件及触发感应电路，所述偏摆套可转动地设于所述基座上，所述偏摆套上开 设有容纳槽，所述驱动件滑动收容于所述容纳槽内，所述报警触发件设于所述 偏摆套上方；所述报警触发件接通或断开所述触发感应电路，所述触发感应电 路在断开或接通时向所述中央处理单元发送异常开锁报警信号；
[0016]
所述驱动件上设有与所述主动齿轮配合的齿条。
[0017]
在其中一个实施例中，所述报警触发件包括报警触片，所述报警触片通过 伸缩弹性件安装于所述基座上。
[0018]
在其中一个实施例中，所述偏摆套与所述基座之间设有复位弹性件。
[0019]
在其中一个实施例中，所述偏转保险凸轮上设有凸起部，所述凸起部抵持 于所述偏摆套的一侧；所述偏转保险凸轮上设有单向销钉，所述单向销钉通过 避让弹性件滑动设于所述偏转保险凸轮上，所述偏转保险凸轮通过所述单向销 钉与所述主动齿轮单向驱动连接。
[0020]
在其中一个实施例中，所述偏转保险凸轮上开设有限偏槽，所述基座上设 有与所述限偏槽配合的限偏柱。
[0021]
在其中一个实施例中，所述偏转保险凸轮与基座之间设有抵持弹性件，所 述单向销钉可以脱离或连接所述主动齿轮。
[0022]
在其中一个实施例中，所述偏转保险凸轮上开设有保险解除槽；所述主动 齿轮上设有握把，所述握把穿设于所述箱门并处于所述箱门的外侧。
[0023]
本发明还公开一种5g数字信息管理系统，包括所述基于bim的建筑火灾 报警装置；所述5g数字信息管理系统还包括监控中心；所述基于bim的建筑 火灾报警装置与所述监控中心无线通信连接。
[0024]
本发明公开的基于bim的建筑火灾报警装置及5g数字信息管理系统，在 进行火灾报警的同时将bim信息传输至监控中心，从而为消防部门提供充分的 信息，以帮助消防部门迅速、精准地确定救援及灭火方案，使得火灾损失降到 最低。
附图说明
[0025]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例， 因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创 造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]
图1为本发明的5g数字信息管理系统的示意图；
[0027]
图2为图1所示的基于bim的建筑火灾报警装置的示意图；
[0028]
图3为本发明的智能消防箱的结构示意图；
[0029]
图4为图3所示的锁合装置的结构示意图；
[0030]
图5为图4所示的锁合装置的分解示意图；
[0031]
图6为图4所示的偏转保险凸轮的结构示意图；
[0032]
图7为巡检人员解锁时锁合装置的状态示意图；
[0033]
图8为无关人员或现场人员解锁时锁合装置的状态示意图；
[0034]
图9为偏转保险凸轮与主动齿轮脱离或连接的状态变化示意图；
[0035]
图10为另一个实施例中锁合装置的结构示意图。
具体实施方式
[0036]
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。 附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来 实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是 使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0037]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元 件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可 以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂 直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示 是唯一的实施方式。
[0038]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术 领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术 语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用 的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0039]
如图1所示，本发明公开一种5g数字信息管理系统50，包括基于bim的 建筑火灾报警装置60及监控中心70。基于bim的建筑火灾报警装置60与监控 中心70无线通信连接。具体的，基于bim的建筑火灾报警装置60与监控中心 70通过5g信号基站80进行信息交互。
[0040]
如图2所示，本发明公开的基于bim的建筑火灾报警装置60，包括智能消 防箱10及火灾报警机构90。火灾报警机构90包括中央处理单元500及分别与 中央处理单元500信号连接的烟雾报警组件600、5g通信单元700、存储单元 800。存储单元800存储有bim信息及智能消防箱位置信息。
[0041]
如图3所示，智能消防箱10包括：箱体本体20、箱门30以及锁合装置40， 箱门30通过锁合装置40盖合于箱体本体20上。烟雾报警组件600、5g通信单 元700及存储单元800均收容在智能消防箱10内。
[0042]
烟雾报警组件600实施检测烟雾浓度信息，并将烟雾浓度信息传输至中央 处理单元500；中央处理单元500根据烟雾浓度信息判断是否发生火灾，若烟雾 浓度低于预设的浓度阈值时，则判定为未发生火灾；若烟雾浓度高于预设的浓 度阈值时，则判定为发生火灾；中央处理单元500在判定发生火灾时，通过5g 通信单元700向监控中心70发送火灾报警信号；与此同时，中央处理单元500 还将预先存储在存储单元800的bim信息及智能消防箱位置信息通过5g通信 单元700发送至监控中心70；
[0043]
监控中心70在接收到火灾报警信号后，消防部门结合发生火灾的建筑的 bim信息及智能消防箱位置信息，迅速地作出最优的救援及灭火方案，使得火 灾损失降到最低。
[0044]
现有的消防箱具有以下特点：其一，为了确保消防箱及其内部设备处于可 使用的正常状态，需要安排人员进行定期巡检；其二，紧急情况下，要使得现 场人员能够顺畅打开消防箱，从而快速灭火。为了实现上述特点，现有的消防 箱通常仅设置简单锁，从而确保现场人员能够顺畅打开。但是，这样的消防箱 处在一种任何人都可以打开的状态，可能有无关人员随意打开消防箱并对其内 设备造成破坏，现有的措施是由巡检人员为消防箱贴上封条，从而提醒无关人 员不要随意打开。但是，如果在巡检间隔期间，有无关人员恶意打开消防箱并 造成了破坏，此时的巡检人员是无法知道的；若此时恰巧发生紧急情况，则现 场人员将无法使用消防设备，从而耽误火灾救援。
[0045]
为此，本发明的基于bim的建筑火灾报警装置还需要解决上述的问题；本 发明的基于bim的建筑火灾报警装置需要实现：其在被巡检人员正常打开智能 消防箱10时不发出警报，而智能消防箱10被无关人员打开时则向监控中心报 警，以提醒维护人员及时维修。
[0046]
如图2所示，在本实施例中，火灾报警机构90还包括开锁报警组件400， 开锁报警组件400与中央处理单元500信号连接。且开锁报警组件400收容在 智能消防箱10内。
[0047]
如图2所示，在本实施例中，火灾报警机构90还包括供电单元900，供电 单元800分别为烟雾报警组件600、5g通信单元700、中央处理单元500供电。
[0048]
如图4所示，在本实施例中，锁合装置40包括：基座100、联动锁组件200 及偏转保险凸轮300，基座100安装于箱门30上。如图5所示，联动锁组件200 包括：主动齿轮210、从动齿轮220以及锁销230，主动齿轮210与从动齿轮220 可转动地设于基座100上，主动齿轮210与从动齿轮220啮合，锁销230滑动 设于基座100上，从动齿轮220与锁销230驱动连接，箱体本体20上开设有与 锁销配合的锁槽(图未示)。偏转保险凸轮300与主动齿轮210单向驱动连接， 偏转保险凸轮300控制开锁报警组件400连接或脱离主动齿轮210。
[0049]
使用时，智能消防箱10的解锁可以分为两种情况，一种为巡检人员解锁， 另一种为无关人员或现场人员解锁。当巡检人员解锁时，巡检人员通过特定的
ꢀ“
钥匙”驱动偏转保险凸轮300旋转，此时，偏转保险凸轮300为驱动源，偏 转保险凸轮300最终将驱动锁销230脱离锁槽实现解锁；与此同时，偏转保险 凸轮300的转动能够使开锁报警组件400与主动齿轮210脱离，从而使得巡检 人员解锁时不会触发警报。当无关人员或现场人员解锁时，其在没有特定钥匙 的情况下，只能通过主动齿轮210解锁，此时，主动齿轮210为驱动源，主动 齿轮210最终将驱动锁销230脱离锁槽实现解锁；与此同时，解锁过程中主动 齿轮210与开锁报警组件400保持连接状态，主动齿轮210的转动将触发开锁 报警组件400。开锁报警组件400被触发后，中央处理单元500通过5g通信单 元700向监控中心70发送异常开锁报警信号、bim信息及智能消防箱位置信息。 监控中心70在快速获取智能消防箱10被异常打开的信息的同时，还可以根据 bim信息及智能消防箱位置信息迅速锁定被异常打开需要维修的智能消防箱10 的位置，从而安排维修人员快速前往现场维修智能消防箱。
[0050]
下面结合本实施例，对本发明的锁合装置40的主要结构进行具体说明：
[0051]
在本实施例中，如图5所示，开锁报警组件400包括：偏摆套410、驱动件 420、报警触发件430及触发感应电路(图未示)，偏摆套410可转动地设于基 座100上，偏摆套410上开设有容纳槽411，驱动件420滑动收容于容纳槽411 内，报警触发件430设于偏摆套410上方。
报警触发件430接通或断开触发感 应电路，触发感应电路在断开或接通时向中央处理单元500发送异常开锁报警 信号。驱动件420上设有与主动齿轮210配合的齿条421。具体的，触发感应电 路可以为光电传感电路。在主动齿轮210与开锁报警组件400保持连接的状态 下，主动齿轮210转动将通过齿条421驱动驱动件420向上滑动，从而使驱动 件420接触并压持报警触发件430，报警触发件430通过触发感应电路向中央处 理单元500发送异常开锁报警信号，具体工作原理将在下文进行说明。
[0052]
优选的，如图5所示，报警触发件430包括报警触片431，报警触片431通 过伸缩弹性件432安装于基座100上。向上滑动的驱动件420会接触并压持报 警触片431，而伸缩弹性件432使得报警触片431可以在一定范围内移动，从而 确保碰触后，驱动件420与报警触片431紧密贴合。
[0053]
在本实施例中，如图6所示，偏转保险凸轮300上设有凸起部310，凸起部 310抵持于偏摆套410的一侧。偏转保险凸轮300上设有单向销钉320，单向销 钉320通过避让弹性件321可滑动地设于偏转保险凸轮300上，偏转保险凸轮 300通过单向销钉310与主动齿轮210单向驱动连接。当巡检人员解锁时，偏转 保险凸轮300转动，其上的凸起部310将推动偏摆套410，从而使得驱动件420 远离主动齿轮210(即齿条421脱离主动齿轮210)；与此同时，单向销钉320 驱动主动齿轮210旋转，从而促使从动齿轮220旋转，进而驱动锁销230脱离 锁槽实现解锁。具体工作原理将在下文进行说明。
[0054]
优选的，如图6所示，偏转保险凸轮300上开设有保险解除槽301。主动齿 轮210上设有握把201(如图4所示)，握把201穿设于箱门20并处于箱门20 的外侧。需要特定类型的“钥匙”才能插接进保险解除槽301，只有插接进保险 解除槽301后才能顺畅转动偏转保险凸轮300，否则，在不依靠“钥匙”的情况 下，人手很难拧动偏转保险凸轮300。
[0055]
在本实施例中，如图6所示，偏转保险凸轮300上开设有限偏槽302，基座 100上设有与限偏槽302配合的限偏柱101(如图5所示)。限偏柱101与限偏 槽302配合可以限制偏转保险凸轮300转动角度的范围，从而可以防止偏转保 险凸轮300错位，具体的将在下文进行说明。
[0056]
在本实施例中，如图5所示，偏转保险凸轮300与基座100之间设有抵持 弹性件330，单向销钉320可以脱离或连接主动齿轮210。例如，当偏转保险凸 轮300受到按压时，偏转保险凸轮300将克服抵持弹性件330的弹性力并靠近 基座100，此时，抵持弹性件330受到压缩，偏转保险凸轮300与主动齿轮210 不在同一平面，单向销钉320脱离主动齿轮210。当压力撤销后，抵持弹性件 330推动偏转保险凸轮300复位，偏转保险凸轮300与主动齿轮210重新处于同 一平面，则单向销钉320再次与主动齿轮210连接。
[0057]
至此，本发明的锁合装置40的主要结构说明完毕。
[0058]
接下来结合上述结构，对本发明的智能消防箱10的工作原理进行阐述说明：
[0059]
为了方便理解，下文将假定两种智能消防箱10的解锁场景，并分别说明在 这两种场景下锁合装置40具体的解锁过程和重新上锁过程；
[0060]
其一：当巡检解锁时，巡检人员将特定的“钥匙”插接进保险解除槽301， 随后拧动“钥匙”，使偏转保险凸轮300如图5所示顺时针转动。此时，偏转保 险凸轮300作为驱动源，偏转保险凸轮300转动时单向销钉320将推动主动齿 轮210逆时针转动，由于主动齿轮210与从动齿轮220啮合，则从动齿轮220 将顺时针转动，从而促使锁销230向右滑动而脱离锁
槽，箱门30可以被顺畅打 开。与此同时，如图5所示，偏转保险凸轮300转动的同时，其上的凸起部310 将推动偏摆套410，使得偏摆套410发生偏摆，则驱动件420远离主动齿轮210 (即齿条421脱离主动齿轮210)。这样，在主动齿轮210转动过程中，主动齿 轮210不会驱动驱动件420滑动，从而不会触发报警；
[0061]
当巡检完成后，巡检人员重新将盖合箱门30，随后转动握把201，使主动 齿轮210反向旋转(顺时针)，则锁销230将重新滑入锁槽内；偏转保险凸轮300 在主动齿轮210带动下也反向转动，偏摆套410不再受到抵持，则在重力作用 下偏摆套410将复位，这样，驱动件420重新靠近主动齿轮210(即齿条421重 新接触主动齿轮210)；
[0062]
其二：当非巡检解锁时(即无关人员打开或者紧急情况下现场人员打开)， 由于无关人员及现场人员均没有特定的“钥匙”，则其只能转动握把201解锁。 转动握把201将带动主动齿轮210旋转，此时，主动齿轮210作为驱动源，主 动齿轮210如图6所示逆时针转动，则从动齿轮220将顺时针转动，从而促使 锁销230向右滑动而脱离锁槽，使箱门30可以被顺畅打开。而且，由于此时的 齿条421与主动齿轮210接触，则主动齿轮210逆时针转动将带动驱动件420 向上滑动，从而使驱动件420接触并压持报警触发件430，报警触发件430通过 触发感应电路向中央处理单元500发送异常开锁报警信号；
[0063]
与此同时，如图8所示，由于偏转保险凸轮300通过单向销钉320与主动 齿轮210单向驱动连接，则当主动齿轮210逆时针转动时，主动齿轮210将不 会驱动偏转保险凸轮300旋转。具体地，主动齿轮210逆时针转动时与单向销 钉320的倾斜面接触，则单向销钉320受到推力后将克服避让弹性件321的弹 性力并向内回缩，即单向销钉320受到推力后做出避让动作，如此，逆时针转 动的主动齿轮210将无法驱动偏转保险凸轮300旋转；
[0064]
紧急情况消除后，需要重新盖合箱门30，此时，仅靠反向转动主动齿轮210 将无法使锁销230重新上锁，理由如下：当反向转动主动齿轮210时(主动齿 轮210顺时针转动)，由于偏转保险凸轮300与主动齿轮210单向驱动连接，则 主动齿轮210需要带动偏转保险凸轮300一起旋转，偏转保险凸轮300具有逆 时针转动的趋势，但是，此时限偏柱101卡持在限偏槽302的槽壁上(如图8 所示)，这样，偏转保险凸轮300受到限偏柱101的限制无法逆时针转动，则主 动齿轮210也无法反向转动，即仅依靠无关人员或现场人员是无法将箱门30盖 合的。此时，需要巡检人员将特定的“钥匙”插接进保险解除槽301，并进一步 按压偏转保险凸轮300(如图9所示)，使偏转保险凸轮300克服抵持弹性件330 的弹性力并靠近基座100，则单向销钉320将脱离主动齿轮210，这样，主动齿 轮210便可以顺利地反向转动了，进而将锁销230带入锁槽内。随后巡检人员 取下“钥匙”，则偏转保险凸轮300在抵持弹性件330的推动下复位，单向销钉 320再次与主动齿轮210连接。至此，锁合装置40完全复位。
[0065]
需要特别说明的是，报警触发件430在驱动件420的接触及压持下发生移 位，从而触发触发感应电路，触发感应电路向中央处理单元500发送异常开锁 报警信号；中央处理单元500将异常开锁报警信号、bim信息及智能消防箱位 置信息通过5g通信单元700传输至监控中心70；
[0066]
监控中心70根据所接收的异常开锁报警信号、火灾报警信号、bim信息及 智能消防箱位置信息综合判断相应的建筑是否发生火灾，还是仅智能消防箱10 被异常打开；例如，若监控中心70针对同一建筑，既收到火灾报警信号又收到 异常开锁报警信号，或仅收到火灾报警信号，即判定该建筑发生火灾，通知消 防人员立马进行火灾救援；若监控中心
70针对同一建筑，仅收到异常开锁报警 信号，则判定该建筑并未发生火灾，则通知维护人员针对被异常开锁的智能消 防箱10进行维修；
[0067]
综上，本发明的5g数字信息管理系统50，在建筑发生火灾时，快速锁定发 生火灾的具体位置，同时结合该建筑的bim信息设计最优的火灾救援方案，将 火灾事故的损失降到最低；本发明的5g数字信息管理系统50，在智能消防箱 10遭到异常开锁时，快速锁定被异常开锁的智能消防箱10，并通知维护人员及 时维修相应的智能消防箱10。
[0068]
要说明的是，本发明的基于bim的建筑火灾报警装置60及5g数字信息管 理系统50实现了以下效果：
[0069]
其一，在正常巡检的情况下，巡检人员打开箱门30并不会触发警报，所以 并不会出现不必要的警报；
[0070]
其二，在非紧急情况下(非火灾情况)，无关人员随意打开箱门30会发出 警报，维修人员可以及时获知并赶往现场进行维修，及时维修箱体本体20内被 损坏的消防设备；
[0071]
其三，在紧急情况下(火灾情况)，现场救火人员打开箱门30也会发出警 报，监控中心可以准确知道建筑内的哪一个(哪些)智能消防箱10被开启，即 知道火源位置，并及时前往救灾；
[0072]
其四，方便巡检，巡检人员只需要携带特定的“钥匙”进行解锁即可，不 需要其他繁琐的操作，不会额外增加巡检人员的负担；
[0073]
其五，箱门30打开方便，且任何人都可以顺畅打开，当出现紧急情况时， 现场人员只需转动握把201便可以解锁箱门30，如此便不会耽误救灾；
[0074]
其六，在建筑发生火灾时，基于bim的建筑火灾报警装置60连同该建筑的 bim信息、智能消防箱位置信息一起上报至监控中心70，以方便消防部门结合 发生火灾的建筑的bim信息、智能消防箱位置信息迅速作出最优化的火灾救援 及灭火方案。
[0075]
关于特定的“钥匙”以及保险解除槽301，需要进一步说明的是，“钥匙
”ꢀ
与保险解除槽301相互配合，“钥匙”与保险解除槽301的结构可以是多样的， 只需要该“钥匙”不是人们随身携带的常见物品即可。比如，在本实施例中， 保险解除槽301为简单的一字槽结构，“钥匙”可以是与之配合的一字螺丝刀。 当然，保险解除槽301也可以是复杂的机械锁结构，则“钥匙”为与之配合的 定制的钥匙。
[0076]
为了使偏摆套410偏转后可以更稳定地复位，在其中一个实施例中，偏摆 套410与基座100之间设有复位弹性件412(如图10所示)。当巡检完成后，巡 检人员使主动齿轮210反向旋转(顺时针)，则偏转保险凸轮300在主动齿轮210 带动下也反向转动，偏摆套410不再受到抵持，复位弹性件412便会推动偏摆 套410复位，使齿条421重新接触主动齿轮210。
[0077]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。