[发明专利]回转机构为并联二自由度式的消防炮

说明书

技术领域

本发明属于消防设备领域，特别涉及一种自动消防炮。

背景技术

消防炮是一种重要的灭火设备，其结构的合理性和回转机构的运动精度直接决定了消防炮的定位精度、响应速度和使用效果。现有自动消防炮的结构如图1所示，包括炮体、支座、炮体水平回转驱动机构和炮体俯仰回转驱动机构，两套回转驱动机构均为蜗杆蜗轮传动副，且在炮体上串联式安装，因而存在以下问题：1、炮体为悬臂梁式结构，体积大、重心高、刚度低，在灭火时受喷液后坐力的影响，致使整体变形较大，不仅会降低定位精度，而且影响其使用寿命；2、消防炮炮口处的误差是两套串联式回转驱动机构误差的积累和放大，导致消防炮炮口难于对准火点中心；3、回转驱动机构的电机安装在运动着的炮体上，增加了系统的惯性，影响了消防炮的运动性能和响应速度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种回转机构为并联二自由度式的消防炮，以提高定位精度、响应速度和使用寿命。

本发明所述回转机构为并联二自由度式的消防炮，包括炮体、支座、炮体水平回转驱动机构和炮体俯仰回转驱动机构，所述炮体上设置有炮管，所述炮管的中心线Y、炮体水平回转中心线Z和炮体俯仰回转中心线X相交于一点O，且炮体水平回转中心线Z与炮体俯仰回转中心线X相互垂直。

本发明所述回转机构为并联二自由度式的消防炮， 其炮体水平回转驱动机构和炮体俯仰回转驱动机构安装在支座上或与支座固连的固定架上，通过其所含的连杆与炮体连接。

本发明中，消防炮所用的并联二自由度回转机构如图2所示，由作为输出机构的动平台、机架和三根连杆组成，其中一根连杆通过转动副与动平台和机架连接，构成驱动动平台的一条运动支链，另外两根连杆的一端相互铰接，它们各自的另一端通过旋转副分别与机架和动平台铰接，构成驱动动平台的另一条运动支链，动平台的两条回转中心线互相垂直，所述动平台为消防炮的炮体。

本发明所述回转机构为并联二自由度式的消防炮，优选以下两种结构：

1、炮体为空心体，其上设置有两个进液口和一段铰轴，铰轴位于与炮管相背的面，两个进液口位于炮体的两侧，它们的中心线在一条直线上且与铰轴的中心线垂直相交；炮体水平回转驱动机构包括第二伺服电机、蜗杆、蜗轮和第三连杆，所述第三连杆为Y形空心杆，第二伺服电机安装在支座上，其动力输出轴与安装在支座上的蜗杆连接，蜗杆与蜗轮组成传动副，蜗轮轴为空心轴，其一端与安装在支座上的可转动组件连接，其另一端与所述Y形空心杆中的主杆连接，所述Y形空心杆的两对称支杆通过管接头分别与炮体上设置的两个进液口连接，所述管接头与Y形空心杆的支杆的连接方式为固连，与炮体上设置的进液口的连接方式为可转动式连接；炮体俯仰回转驱动机构包括第一伺服电机、第一连杆和第二连杆，第一伺服电机固定在与支座固连的第一固定架上，第一伺服电机在第一固定架上的安装位置是使其动力输出轴的轴线通过炮管中心线Y、炮体水平回转中心线Z和炮体俯仰回转中心线X的交点O，第一连杆的一端与炮体上设置的铰轴铰连，其另一端设置的铰轴与第二连杆的一端铰连，第二连杆的另一端通过联轴器与第一伺服电机的动力输出轴连接，所述第一连杆的铰轴的中心线通过炮管中心线Y、炮体水平回转中心线Z和炮体俯仰回转中心线X的交点O。此种结构的消防炮，用于与建设基础或消防水管连接，灭火液经蜗轮轴内孔、Y形空心杆、管接头进入炮体内腔后从炮管及其上的喷射器喷出。

2、所述炮体上设置有两段连接轴和一段进液管，进液管位于与炮管相背的面，两段连接轴位于炮体的两侧，它们的中心线在一条直线上且与进液管的中心线垂直相交；炮体水平回转驱动机构包括第二伺服电机和第三连杆，所述第三连杆为实心Y形杆，第二伺服电机固定在与支座固连的第二固定架上，其动力输出轴与所述Y形杆中的主杆连接，所述Y形杆的两对称支杆分别与炮体上设置的两段连接轴铰连；炮体俯仰回转驱动机构包括第一伺服电机、第一连杆和第二连杆，第一伺服电机固定在与支座固连的第一固定架上，第一伺服电机在第一固定架上的安装位置是使其动力输出轴的轴线通过炮管中心线Y、炮体水平回转中心线Z和炮体俯仰回转中心线X的交点O，第一连杆的一端与炮体上设置的进液管铰连，其另一端设置的铰轴与第二连杆的一端铰连，第二连杆的另一端通过联轴器与第一伺服电机的动力输出轴连接，所述第一连杆的铰轴的中心线通过炮管中心线Y、炮体水平回转中心线Z和炮体俯仰回转中心线X的交点O。此种结构的消防炮可固定在建筑物的室内或室外，灭火液经插入进液管的外接软管从消防炮的炮管及其上的喷射器喷出。