自主瞄准火源喷水灭火方法、灭火系统及消防机器人技术方案

本发明专利技术涉及消防设备技术领域，具体公开了一种自主瞄准火源喷水灭火方法、灭火系统及消防机器人，所述灭火方法包括测得消防机器人在起始位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角、消防机器人在终点位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角以及消防机器人移动的距离，根据三角函数计算出消防机器人在起在终点位置时与火源的距离，根据火源距离与水炮仰角的关系式计算出水炮仰角，消防机器人根据计算出的火源距离和水炮仰角进行发炮灭火，所述灭火系统包括热成像仪、云台系统、底盘伺服系统、伺服电控型消防水炮、电子水压计和控制系统，所述消防机器人包括所述灭火系统。本发明专利技术通过自行瞄准火源并配水灭火实现了自主灭火功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及消防设备
，尤其涉及一种自主瞄准火源喷水灭火方法、灭火系统及消防机器人。
技术介绍
随着科技的不断发展发展，消防设备越来越多的代替消防队员进入到火场一线进行灭火战斗，显著提高消防部队扑灭特大恶性火灾的实战能力，对减少国家财产损失和灭火救援人员的伤亡也产生重要了作用。但是现有技术中的消防设备通常位置固定，一般的消防设备还需要固定在高处，且覆盖半径十分有限，而现有技术中移动式消防设备如消防机器人的自主灭火系统缺乏，且实用性极低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自主瞄准火源喷水灭火方法、灭火系统及消防机器人，以实现消防机器人自行识别火源并喷水灭火的自主灭火功能。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种自主瞄准火源喷水灭火方法，包括以下步骤：S1.消防机器人在起始位置A点通过热成像仪检测火源位置C点的方向；S2.消防机器人沿直线移动到终点位置B点后再次通过热成像仪检测火源位置C点的方向；S3.测得消防机器人在起始位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角∠CAB＝α，测得消防机器人在终点位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角∠CBA＝β，测得消防机器人移动的距离AB＝L；S4.根据三角函数计算出消防机器人在起在终点位置时与火源的距离BC，AB/sin∠ACB＝AC/sin∠CBA＝BC/sin∠CABL/sin(α-β)＝AC/sinβ＝BC/sinαBC＝L sinα/sin(α-β)；S5.获得消防机器人的消防水炮的喷水口高度H，获得消防机器人的消防水炮的喷水速度V，设消防机器人的消防水炮的喷水方向与水平方向之间的消防水炮仰角为γ，根据火源距离BC与水炮仰角γ的关系式计算出水炮仰角γ， B C = V c o s γ [ V s i n γ g + 2 H + ( V s i n γ ) 2 g ] ]]> L s i n α sin ( α - β ) = V c o s γ [ V s i n γ g + 2 H + ( V sin γ ) 2 g ] ; ]]>S6.消防机器人根据计算出的火源距离BC和水炮仰角γ进行发炮灭火。优选地，所述获得消防机器人的消防水炮的喷水速度V的过程包括：测量消防机器人的防水炮的喷水口内的水压P，根据能量守恒定律以及水深和压强的关系P＝ρ gh计算出该压强对应的水深理论值h，根据能量守恒定律计算出喷水速度V， m g h = 1 2 mV 2 ]]> V = 2 g h . ]]>优选地，通过云台电机驱动热成像仪旋转以寻找火源，在检测到火源时，通过云台电机获得消防机器人离其移动路线的旋转角度。优选地，通过伺服电机驱动消防机器人沿直线移动，通过伺服电机的转速与轮径计算出消防机器人移动的距离。优选地，消防机器人的消防水炮为伺服电控型消防水炮，其包括可实时获取水泡出水口的仰角与偏移量的水炮伺服电机，消防水炮连接有可实时获取消防水炮内水压的电子水压计。优选地，所述步骤S1-S5均由控制系统控制各部分自动完成。本专利技术还提供了一种自主瞄准火源喷水灭火系统，包括热成像仪、云台系统、底盘伺服系统、伺服电控型消防水炮、电子水压计和控制系统；所述热成像仪用于识别火源；所述云台系统包括云台和云台电机，包括所述热成像仪设在所述云台上，所述云台电机用于驱动所述热成像仪旋转以寻找火源；所述底盘伺服系统包括移动底盘和伺服电机，所述云台设在所述移动底盘上，所述伺
服电机用于驱动所述移动底盘移动；所述伺服电控型消防水炮设在所述移动底盘上并与所述所述热成像仪连接；所述电子水压计与所述伺服电控型消防水炮相连，所述电子水压计用于实时反馈水炮水压；所述控制系统分别与所述热成像仪、云台系统、底盘伺服系统、伺服电控型消防水炮和电子水压计连接，所述控制系统用于控制各部分并接收各部分的数据。优选地，所述热成像仪为红外热成像仪。本专利技术还提供了一种消防机器人，包括所述的自主瞄准火源喷水灭火系统。本专利技术的自主瞄准火源喷水灭火方法能够自行瞄准火源并喷水灭火，实现了自主灭火功能，在高危火灾现场，代替消防员进入火场作业，保护了一线消防战士的人身安全，大大的提高了消防安全性能和消防效率，具有极高的实用性。附图说明图1为本专利技术实施例的自主瞄准火源配水灭火方法中定位火源位置的原理图；图2为本专利技术实施例的自主瞄准火源配水灭火方法中喷水落点轨迹的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。本实施例中的自主瞄准火源喷水灭火方法包括以下步骤：S1.消防机器人在起始位置A点通过热成像仪检测火源位置C点的方向；具体的，通过云台电机驱动热成像仪旋转以寻找火源，在检测到火源时，通过云台电机获得消防机器人离其移动路线的旋转角度。S2.消防机器人沿直线移动到终点位置B点后再次通过热成像仪检测火源位置C点的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主瞄准火源喷水灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.消防机器人在起始位置A点通过热成像仪检测火源位置C点的方向；S2.消防机器人沿直线移动到终点位置B点后再次通过热成像仪检测火源位置C点的方向；S3.测得消防机器人在起始位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角∠CAB＝α，测得消防机器人在终点位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角∠CBA＝β，测得消防机器人移动的距离AB＝L；S4.根据三角函数计算出消防机器人在起在终点位置时与火源的距离BC，AB/sin∠ACB＝AC/sin∠CBA＝BC/sin∠CABL/sin(α‑β)＝AC/sinβ＝BC/sinαBC＝L sinα/sin(α‑β)；S5.获得消防机器人的消防水炮的喷水口高度H，获得消防机器人的消防水炮的喷水速度V，设消防机器人的消防水炮的喷水方向与水平方向之间的消防水炮仰角为γ，根据火源距离BC与水炮仰角γ的关系式计算出水炮仰角γ，BC=V cosγ[V sinγg+2H+(V sinγ)2g]]]>L sinαsin(α-β)=Vcosγ[V sinγg+2H+(V sinγ)2g];]]>S6.消防机器人根据计算出的火源距离BC和水炮仰角γ进行发炮灭火。...

【技术特征摘要】
1.一种自主瞄准火源喷水灭火方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.消防机器人在起始位置A点通过热成像仪检测火源位置C点的方向；S2.消防机器人沿直线移动到终点位置B点后再次通过热成像仪检测火源位置C点的方向；S3.测得消防机器人在起始位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角∠CAB＝α，测得消防机器人在终点位置时的火源方向与消防机器人的移动路线之间的夹角∠CBA＝β，测得消防机器人移动的距离AB＝L；S4.根据三角函数计算出消防机器人在起在终点位置时与火源的距离BC，AB/sin∠ACB＝AC/sin∠CBA＝BC/sin∠CABL/sin(α-β)＝AC/sinβ＝BC/sinαBC＝L sinα/sin(α-β)；S5.获得消防机器人的消防水炮的喷水口高度H，获得消防机器人的消防水炮的喷水速度V，设消防机器人的消防水炮的喷水方向与水平方向之间的消防水炮仰角为γ，根据火源距离BC与水炮仰角γ的关系式计算出水炮仰角γ， B C = V c o s γ [ V s i n γ g + 2 H + ( V s i n γ ) 2 g ] ]]> L s i n α s i n ( α - β ) = V c o s γ [ V s i n γ g + 2 H + ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，郭李浩，杨文玉，
申请(专利权)人：青岛克路德机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37