[发明专利]一种五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统及其工作方法

权利要求书

1.一种五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，其特征在于，包括灭火机构（1）、控制机构（2），所述灭火机构（1）与控制机构（2）连接；所述灭火机构（1）包括机座（11）、喷管（12）、喷嘴（13）、红外线热成像传感器（14）、球型摄像头（15）、固定底座（16）、移动组件（17）；所述喷管（12）安装在机座（11）上，所述喷管（12）出口端安装有喷嘴（13）并且朝向保护区；所述机座（11）两侧分别安装有红外线热成像传感器（14）、球型摄像头（15），所述机座（11）上方设置有固定底座（16）并且通过固定螺栓（18）固定在固定底座（16）上，所述机座（11）通过移动组件（17）移动；所述移动组件（17）包括X轴左导轨（171）、X轴右导轨（172）、Y轴导轨（173）、X轴移动1号伺服电机（174）、X轴移动2号伺服电机（175）、Y轴移动伺服电机（176）、机头伺服电机（177），所述X轴左导轨（171）、X轴右导轨（172）对称布置，所述Y轴导轨（173）水平安装在X轴左导轨（171）、X轴右导轨（172），所述X轴左导轨（171）上设置有X轴移动1号伺服电机（174），所述X轴右导轨（172）上设置有X轴移动2号伺服电机（175）；所述Y轴导轨（173）上设置有Y轴移动伺服电机（176）并且Y轴移动伺服电机（176）与机座（11）连接，所述机座（11）内设置有机头伺服电机（177）并与喷管（12）连接。

2.根据权利要求1所述的五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，其特征在于，所述喷嘴（13）外侧还设置有导流罩（131）。

3.根据权利要求1所述的五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，所述控制机构（2）包括主控制器（21）、传感器模块（22）、摄像模块（23）、灭火模块（24）、移动模块（25）、远程数据收发器（26）、远程数据接收器（27）、消防总控系统（28）；所述传感器模块（22）、摄像模块（23）、灭火模块（24）分别与所述主控制器（21）连接；所述主控制器（21）与移动模块（25）连接，所述主控制器（21）与远程数据收发器（26）连接，所述远程数据收发器（26）、远程数据接收器（27）无线连接，所述远程数据接收器（27）与所述消防总控系统（28）连接。

4.根据权利要求3项所述五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，其特征在于，所述红外线热成像传感器（14）、传感器模块（22）、主控制器（21）依次连接；所述球型摄像头（15）、摄像模块（23）、主控制器（21）依次连接；所述移动模块（25）分别与X轴移动1号伺服电机（174）、X轴移动2号伺服电机（175）、Y轴移动伺服电机（176）、机头伺服电机（177）连接；所述灭火模块（24）与喷管（12）连接。

5.根据权利要求3项所述五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，其特征在于，所述主控制器（11）为STM32 微控制器。

6.根据权利要求6项所述五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，其特征在于，所述远程数据收发器（26）包括无线串口收发器（261）、视频发射机（262）；所述远程数据接收器（27）包括无线串口接收器（271）、视频接收机（272），所述无线串口收发器（261）与所述无线串口接收器（271）无线连接，所述视频发射机（262）与所述视频接收机（272）无线连接。

7.根据权利要求3项所述五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，其特征在于，所述控制机构（2）还包括电源系统（29），所述电源系统（29）为主控制器（21）、传感器模块（22）、摄像模块（23）、灭火模块（24）、移动模块（25）、远程数据收发器（26）供电。

8.根据权利要求6所述的五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统，其特征在于，所述消防总控系统（28）通过与 USB 接口连接的无线串口接收器（271）、视频接收机（272）接收数据，并将数据信息显示在所述消防总控系统（28）上；所述消防总控系统（28）设置有控制按钮，操作员可通过所述控制按钮向主控制器（21）发送控制信号。

9.根据权利要求1－8任意一项所述五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统的工作方法，其特征在于，所述工作方法，依次包括如下步骤：

（1）所述五轴运动自动瞄准灭火剂保护系统布置在保护区上方；

（2）灭火机构（1）垂直轴 360°旋转，通过热成像传感器（14）和球形摄像头（15）检测保护区内的保护对象，并且传输数据给控制机构（2）；

（3）当控制机构（2）计算分析视频数据和热成像数据异常时，控制机构（2）报警并且上传信息，通知值班人人员目视检查是否发生火灾；

（4）如果热成像数据持续上升至预算的火灾临界点时，控制机构（2）通过计算出灭火机构（1）的机座（11）所在XY轴坐标差值，X轴移动1号伺服电机（174）、X轴移动2号伺服电机（175）、Y轴移动伺服电机（176）快速旋转，先是移动机座（11），到保护对象热点附近；

（5）计算喷管（12）和保护对象热点角度、坐标差值，机头伺服电机（177）驱动喷管（12），对准热成像数据中的最热目标的坐标中心后，锁止机头伺服电机（177），驱动声光报警器通知内部人员撤离进入自动喷射倒计时30秒后，启动内部电磁阀释放灭火剂，喷管（12）喷射直到灭火剂到达设计灭火浓度后停止电磁阀结束喷射；

（6）控制机构（2）同时计算热成像数据检查保护对象是否降至正常温度，如果出现升温复燃现象时则立刻启动电磁阀二次喷射1.5倍的灭火设计浓度，同时控制机构（2）上报一次灭火失败，需要二次灭火状态；

（7）当灭火剂喷射完毕后，控制机构（2）继续计算热成像数据确保火灾彻底扑灭，如果继续出现升温复燃则增大2倍的灭火剂量，周而复始直到彻底扑灭。