[發(fā)明專利]3CRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)型消防炮

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110381770.1
• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102423524A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉平安;槐創(chuàng)鋒;歐陽(yáng)小勇;炊國(guó)輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A62C31/00
• 分類號(hào): A62C31/00
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于3-CRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)的消防炮，是一種新型消防炮機(jī)械裝置，可以在所有應(yīng)用場(chǎng)合替換已有的串聯(lián)結(jié)構(gòu)型消防炮。

背景技術(shù)

消防炮是遠(yuǎn)距離撲救火災(zāi)的重要設(shè)備，通過(guò)噴射水、泡沫等消防流體在重大火災(zāi)中充當(dāng)著主要滅火功能。在目前高層建筑日益增多，消防形勢(shì)日益嚴(yán)峻的形勢(shì)下，對(duì)消防炮的要求也越來(lái)越高，要求在一定功率下，噴射距離遠(yuǎn)、揚(yáng)程高。一般情況下，消防炮噴射的距離和揚(yáng)程主要取決于流體從炮口噴出的壓力。目前國(guó)內(nèi)外使用的消防炮均采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)型式，流體在炮內(nèi)要流經(jīng)多個(gè)90°和180°彎道，從而產(chǎn)生很大的壓力損失。

通常情況下，設(shè)計(jì)人員為了提高消防炮的射程和揚(yáng)程，都是對(duì)消防水進(jìn)行加壓，以提高流體從炮口噴出的壓力，然而這一方法使得相關(guān)的所有設(shè)備都要重新進(jìn)行力學(xué)強(qiáng)度驗(yàn)證，并對(duì)部分關(guān)鍵機(jī)械零件重新設(shè)計(jì)制造，增加了額外的成本。另外，過(guò)高的出口水壓也對(duì)消防炮的安全操作提出更高的要求，這對(duì)于消防人員增加了很大的負(fù)擔(dān)，甚至可能造成消防人員傷亡的嚴(yán)重后果。目前，也有科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)廠家針對(duì)這一問(wèn)題，設(shè)計(jì)更加平滑的消防炮管道系統(tǒng)，并將射程和揚(yáng)程超過(guò)一定數(shù)值的消防炮產(chǎn)品設(shè)計(jì)為固定式，這樣雖然能部分改善現(xiàn)有產(chǎn)品存在的問(wèn)題，但是市場(chǎng)對(duì)消防炮的性能要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有得到滿足，固定式消防炮的設(shè)計(jì)也會(huì)造成消防系統(tǒng)移動(dòng)不便，很多場(chǎng)合下都存在潛在的消防安全隱患，顯然不能完全解決問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問(wèn)題是提供一種可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有消防炮運(yùn)動(dòng)的并聯(lián)機(jī)構(gòu)，用以替換現(xiàn)有消防炮系統(tǒng)中的管道結(jié)構(gòu)，縮短炮內(nèi)流道長(zhǎng)度，從而減少流經(jīng)彎道所產(chǎn)生的壓力損失，提高滅火流體噴射距離和高度，降低能耗，提高效益。

本發(fā)明利用三轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)水平面內(nèi)左右擺動(dòng)和垂直面內(nèi)上下俯仰運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，引入到消防炮結(jié)構(gòu)中，設(shè)計(jì)了一種相同入口壓力下高射程和大揚(yáng)程的新型并聯(lián)機(jī)構(gòu)型消防炮裝置。該裝置中，實(shí)現(xiàn)主要運(yùn)動(dòng)的三轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)采用三個(gè)CRC支鏈結(jié)構(gòu)，其中C為圓柱運(yùn)動(dòng)副，R為轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)動(dòng)副為主動(dòng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)副。3-CRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配容易，擺動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)也容易實(shí)現(xiàn)控制。

消防炮的設(shè)計(jì)目前沒(méi)有統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明主要依據(jù)國(guó)內(nèi)外通用型消防炮的尺寸設(shè)計(jì)和制造工藝來(lái)設(shè)計(jì)。3-CRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)在常規(guī)尺寸計(jì)算得到的水平方向擺角大約為-65°～+65°，豎直方向俯仰角大約為-70°～+40°。而現(xiàn)有消防炮俯仰角一般情況下，地面固定式為-15°～+60°，車(chē)載固定式為-15°～+45°，高舉固定式為-60°～+40°，移動(dòng)式為+30°～+70°，消防炮水平回轉(zhuǎn)角一般情況下，地面固定式和高舉固定式大于180°，車(chē)載固定式大于270°，帶水平回轉(zhuǎn)的移動(dòng)式大于90°。可以看出3-CRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)基本可以滿足消防炮兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)輸出要求。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明由3-CRC三轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)、水流管道系統(tǒng)、移動(dòng)底座以及3個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)構(gòu)成。

主體部分的3-CRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)由并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)[2]和并聯(lián)機(jī)構(gòu)定平臺(tái)[18]通過(guò)三條支鏈進(jìn)行連接。每條支鏈結(jié)構(gòu)完全相同，以一條支鏈為例，從并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)[2]開(kāi)始，通過(guò)圓柱副一[4]、連桿一[7]、下連桿一[10]、下圓柱副一[14]和并聯(lián)機(jī)構(gòu)定平臺(tái)[18]連接在一起，通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，連桿一[7]和下連桿一[10]之間出現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，其他兩條支鏈實(shí)現(xiàn)類似運(yùn)動(dòng)，三條支鏈組合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)輸出功能。

水流管道系統(tǒng)主要由炮口[1]、并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)[2]、軟管連接件一[3]、通水軟管[13]、軟管連接件二[17]、并聯(lián)機(jī)構(gòu)定平臺(tái)[18]和高壓水進(jìn)口[19]構(gòu)成。其中，炮口[1]和并聯(lián)機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)[2]之間通過(guò)螺栓連接，炮口[1]和通水軟管[13]上端之間通過(guò)軟管連接件一[3]連接。高壓水進(jìn)口[19]和并聯(lián)機(jī)構(gòu)定平臺(tái)[18]之間同樣是通過(guò)螺栓連接，高壓水進(jìn)口[19]和通水軟管[13]下端之間通過(guò)軟管連接件二[17]連接。

移動(dòng)底座主要由底座[21]和移動(dòng)輪[22]構(gòu)成，整個(gè)裝置中，3-CRC三轉(zhuǎn)動(dòng)并聯(lián)機(jī)構(gòu)定平臺(tái)[18]和底座[21]之間通過(guò)連接件[20]連接。

三個(gè)主動(dòng)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)分別固定在下連桿[10][11][12]上，電機(jī)輸出軸直接用來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿[7][8][9]，實(shí)現(xiàn)三轉(zhuǎn)動(dòng)自由度輸出。

除了圖1所示的結(jié)構(gòu)形式，本發(fā)明還存在圖3、圖4和圖5的結(jié)構(gòu)形式以用于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，其不同點(diǎn)在于水流管道系統(tǒng)的布置形式，實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)的3-CRC并聯(lián)機(jī)構(gòu)完全相同。