自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，室內外大空間、大曠場火災消防要求越來越高，現(xiàn)有的消防裝備已經無法滿足性能要求。自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)能夠快速高效進行滅火，將火災遏制在萌芽階段，防止火災蔓延。因此在室內外大空間、大曠場消防滅火中發(fā)揮的作用越來越大。具有自動跟蹤定位功能的消防炮系統(tǒng)能夠主動對火災進行監(jiān)測、自動定位火源位置、自動噴射滅火劑進行滅火，從而保證人員和財產的安全。目前我國自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)的研制還處于借鑒模仿階段，設計方法相

2、對比較落后，設計規(guī)范也不夠完善，設計成本居高不下，設計周期比較長，與國外相比，設計的自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)性能不足，這將制約我國經濟社會的發(fā)展。因此，對動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)的研究、設計、開發(fā)具有非常重要的社會價值和工程意義。
　　論文的主要研究內容如下：
　　1、依據(jù)GB25204-2010《自動跟蹤定位射流滅火系統(tǒng)技術規(guī)范》中的設計要求，對自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)進行總體設計，整個系統(tǒng)主要是由前端火災探測感知器、

3、控制器、水平定位儀、垂直定位儀以及相應驅動器組成。重點對比了雙波段火焰探測器和三波段火焰探測器作為自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)的前級探測感知器裝置的優(yōu)缺點，由于雙波段火焰探測器作為自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)的前級探測感知器存在探測距離近、誤報率高，因此選擇三波段火焰探測器作為自動自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)的前級探測感知器裝置。
　　2、根據(jù)自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)的總體設計要求，對其中的前端火災探測感知器、控制器、水平定位儀、垂直

4、定位儀部分提出了硬件電路設計方案，利用Altium Designer15.0軟件設計硬件電路，包括單片機控制電路、紅外火焰?zhèn)鞲衅餍盘栒{理電路、電源電路、電機驅動電路、JTAG電路。
　　3、對自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)軟件模塊進行了設計，軟件模塊部分主要包括一級檢測模塊、水平驅動模塊、二級檢測模塊、水平定位模塊、垂直驅動模塊、三級檢測模塊、垂直定位模塊、定位模塊以及主控制系統(tǒng)模塊。
　　4、根據(jù)自動跟蹤定位射流消防炮系統(tǒng)的主

5、要設計要求及性能指標，設計了系統(tǒng)的機械結構。該系統(tǒng)采用蝸輪蝸桿傳動作為驅動器與炮體的動力傳遞方式，對主要結構部件蝸輪、蝸桿進行了設計計算，并對壓力水管壁的強度以及壓力水管拉伸強度進行了校核計算，壓力水管壁徑向應力和周向應力分別為56kg/cm2和520kg/cm2均小于不銹鋼水管壁的許用應力1733.3kg/cm2；壓力水管拉伸的最大拉伸應力為56kg/cm2小于不銹鋼水管壁的許用應力1733.3kg/cm2。利用Pro/E軟件對主要結

6、構部件蝸輪蝸桿進行了實體建模并對整個系統(tǒng)結構進行虛擬裝配。
　　5、對自動跟蹤定位消防炮系統(tǒng)水流的軌跡曲線建立了數(shù)學模型，建立了水流的軌跡方程，推導了俯仰角和射程的關系方程。采用MATLAB軟件建模仿真模擬水流的軌跡，重點研究在工作壓力 p=0.8MPa，流量分別為q=20L/s、30L/s、40L/s，安裝高度分別為H=10m、15m、20m，噴頭直徑分別為d=24.3mm、29.7mm、34.3mm不同的工藝參數(shù)情況下，射程與