一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统，分为测量模块、调平模块、动作模块、发射模块以及指示模块，实现了高层楼宇灭火弹电磁弹射的自动控制。测量模块可测量工作台的倾斜角度以及着火点的位置，用于调平模块和动作模块使工作台保持水平并精确定位发射位置，此外引入接触传感器，使装弹前无法对电容充电，防止了系统误动作，保证操作人员的安全。本发明专利技术实现了对高层楼宇灭火弹电磁弹射所有动作的控制，自动化程度高，操作简易、安全。

A computer-based electromagnetic ejection control system for high-rise buildings

【技术实现步骤摘要】
一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统
本专利技术涉及一种灭火弹电磁弹射控制系统，特别涉及一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统。
技术介绍
高层建筑物资大量集中，一旦发生火灾极易产生烟囱效应，形成立体燃烧，加剧烟火迅速蔓延。目前，灭火弹是解决高层楼宇灭火这一问题的主要方式，现有技术通常采用手抛发射、火药发射、空气炮发射以及电磁弹射。手抛发射由于发射距离较小，因此实用价值不高；火药发射和空气炮发射虽然解决了发射距离小的问题，但其发射距离不可调，重复性差，并且存在一定的安全隐患，容易对消防员造成一定的恐慌，而电磁弹射发射力大、重复性好、安全性高，是一种较为理想的灭火弹发射方式。专利号为CN110279956A的专利公开了一种高层楼宇灭火弹车载电磁弹射系统的发射机构，该机构由旋转盘、底座、调整架和弹射筒四部分组成，旋转盘内圈与底板连接，在电机带动下，底座、调整架和弹射筒绕旋转盘旋转，调整弹射方向；底座上固定有调整架和弹射筒，为调整架和弹射筒提供支撑；调整架上下两端分别与弹射筒和底座连接，可将梯形螺杆的旋转运动转化为弹射筒绕第一圆柱销的旋转运动，用于调整弹射角度；弹射筒内装有放电线圈和灭火弹，放电线圈产生瞬时电磁力，精准发射灭火弹，该机构结构简单，易于加工制造，可用箱式小货车固定和运输，方便进入狭窄街道，实施灭火救援，实用性好，但该机构并未对电磁发射原理进行详细描述，且调整角度、瞄准、装弹等动作均需要操作人员完成，效率不高同时容易出现误差。专利号为CN110307749A公开的一种高层楼宇灭火弹车载电磁弹射系统的控制机构仅阐述了灭火弹电磁弹射的控制方法，仍未解决发射机构需要手动控制的问题，使机构依然存在操作效率低，工作误差大的缺陷。
技术实现思路
要解决的技术问题为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统。技术方案一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统，其特征在于包括测量模块、调平模块、动作模块、发射模块、指示模块、可编程控制器和计算机，所述的测量模块包括一号倾角测量仪、二号倾角测量仪、三号倾角测量仪、四号倾角测量仪、距离测量仪和五号倾角测量仪，一号倾角测量仪、二号倾角测量仪、三号倾角测量仪、四号倾角测量仪分别固定在工作台上表面的四条边上，用于测量工作台的倾斜角度，四台倾角测量仪将所测角度实时反馈给可编程控制器和计算机，用于工作台的调平；距离测量仪和五号倾角测量仪安装在发射架上，依次测量发射点距离着火点的直线距离l和发射点与着火点所在直线与水平线的夹角θ，计算机根据所测数据l和θ计算出发射点距着火点的水平距离s和竖直距离h，再根据炮弹质量M，空气阻力系数C，空气密度ρ，炮弹直径D，重力加速度g，使用迭代的方式在计算机内演算炮弹发射角度α和炮弹发射速度V，之后根据公式计算充电电压，其中A-炮弹截面积，ρ0-炮弹密度，c0-应力波在炮弹中的传播速度，K-RLC振荡回路的系统常数；所述的调平模块包括一号调平电机、二号调平电机、三号调平电机、四号调平电机、五号调平电机、六号调平电机、七号调平电机、八号调平电机和九号调平电机，所有电机用于对工作台进行调平，使其处于水平面上；所述的动作模块包括俯仰电机、旋转电机和接触传感器，在测量着火点位置之前，首先驱动俯仰电机和旋转电机，使距离测量仪瞄准着火点位置，然后进行测距，而计算机计算发射角度α后将数据传输到可编程控制器中，可编程控制器将信号发送给俯仰电机，俯仰电机根据得到的数据旋转到指定位置，之后进行装弹，将灭火弹装入炮筒内，灭火弹尾部的定位销与接触传感器接触，接触传感器得到信号后反馈给可编程控制器，发射模块处于待充电状态，否则无法进行充电；所述的发射模块包括变压器TM1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一晶闸管M1、第二晶闸管M2、第三晶闸管M3、限流电阻R1、平波电感L1、脉冲电容C1、电流传感器TA1、电压传感器TV1和温度传感器ST1；变压器TM1升压后经过由第一二极管D1、第二二极管D2、第一晶闸管M1、第二晶闸管M2组成整流桥后对脉冲电容C1进行充电，限流电阻R1和平波电感L1用于防止电流过大，保护电路，充电过程中流传感器TA1，电压传感器TV1，温度传感器ST1用于测量电路中数据，充电完成后，通过导通晶闸管M3使脉冲电容的能量瞬间释放到与炮筒固连的发射线圈中；所述的指示模块包括充电完成指示、调平完成指示、旋转完成指示、俯仰完成指示、电机故障指示以及充电故障指示，用于操作人员实时观察系统的动作状态。还包括HMI人机交互设备，其与计算机和可编程控制器之间通过以太网进行通讯。所述的调平模块具体如下：计算机接收到一号倾角测量仪、二号倾角测量仪、三号倾角测量仪、四号倾角测量仪测量的数据后，判断工作台是否以及水平，若不处在水平位置，则判断向哪个方向倾斜，若向前倾斜，则驱动一号调平电机，六号调平电机、七号调平电机运动，电机通过丝杠驱动工作台使工作台前部升高并实时监测四台测量仪数据，直至工作台处于水平位置为止；同理若向后倾斜则驱动三号调平电机、四号调平电机和九号调平电机运动，若向左倾斜则驱动一号调平电机，二号调平电机和三号调平电机，向右倾斜则驱动七号调平电机、八号调平电机、九号调平电机。有益效果本专利技术提出的一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统，分为测量模块、调平模块、动作模块、发射模块以及指示模块，实现了高层楼宇灭火弹电磁弹射的自动控制。测量模块可测量工作台2的倾斜角度以及着火点的位置，用于调平模块和动作模块使工作台2保持水平并精确定位发射位置，此外引入接触传感器，使装弹前无法对电容充电，防止了系统误动作，保证操作人员的安全。本专利技术实现了对高层楼宇灭火弹电磁弹射所有动作的控制，自动化程度高，操作简易、安全。附图说明图1为本专利技术控制系统总体示意图。图2为调平模块和动作模块控制示意图。图3为测量模块控制示意图。图4为灭火弹与炮筒配合示意图。图5为发射模块控制示意图。图6为本控制系统控制方法流程图。图中，1-发射架，2-工作台，3-支撑板，4-一号倾角测量仪，5-二号倾角测量仪，6-三号倾角测量仪，8-四号倾角测量仪，7-俯仰电机，9-旋转电机，10-一号调平电机，11-二号调平电机，12-三号调平电机，13-四号调平电机，14-五号调平电机，15-六号调平电机，16-七号调平电机，17-八号调平电机，18-九号调平电机，19-距离测量仪，20-五号倾角测量仪，21-灭火弹，22-发射线圈，23-接触传感器，24-炮筒。具体实施方式现结合实施例、附图对本专利技术作进一步描述：本专利技术提供一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统，包括测量模块、调平模块、动作模块、发射模块以及指示模块，可实现灭火弹电磁弹射机构的测量、调整、发射和警报等功能。该系统采用多台电机首先将发射平台调至水平而后使用视觉瞄准系统瞄准火源后测定火源距离，之后通过软件计算发射角度和充电电压，装弹后对电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统，其特征在于包括测量模块、调平模块、动作模块、发射模块、指示模块、可编程控制器和计算机，所述的测量模块包括一号倾角测量仪(4)、二号倾角测量仪(5)、三号倾角测量仪(6)、四号倾角测量仪(8)、距离测量仪(19)和五号倾角测量仪(20)，一号倾角测量仪(4)、二号倾角测量仪(5)、三号倾角测量仪(6)、四号倾角测量仪(8)分别固定在工作台(2)上表面的四条边上，用于测量工作台(2)的倾斜角度，四台倾角测量仪将所测角度实时反馈给可编程控制器和计算机，用于工作台(2)的调平；距离测量仪(19)和五号倾角测量仪(20)安装在发射架(1)上，依次测量发射点距离着火点的直线距离l和发射点与着火点所在直线与水平线的夹角θ，计算机根据所测数据l和θ计算出发射点距着火点的水平距离s和竖直距离h，再根据炮弹质量M，空气阻力系数C，空气密度ρ，炮弹直径D，重力加速度g，使用迭代的方式在计算机内演算炮弹发射角度α和炮弹发射速度V，之后根据公式

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机的高层楼宇灭火弹电磁弹射控制系统，其特征在于包括测量模块、调平模块、动作模块、发射模块、指示模块、可编程控制器和计算机，所述的测量模块包括一号倾角测量仪(4)、二号倾角测量仪(5)、三号倾角测量仪(6)、四号倾角测量仪(8)、距离测量仪(19)和五号倾角测量仪(20)，一号倾角测量仪(4)、二号倾角测量仪(5)、三号倾角测量仪(6)、四号倾角测量仪(8)分别固定在工作台(2)上表面的四条边上，用于测量工作台(2)的倾斜角度，四台倾角测量仪将所测角度实时反馈给可编程控制器和计算机，用于工作台(2)的调平；距离测量仪(19)和五号倾角测量仪(20)安装在发射架(1)上，依次测量发射点距离着火点的直线距离l和发射点与着火点所在直线与水平线的夹角θ，计算机根据所测数据l和θ计算出发射点距着火点的水平距离s和竖直距离h，再根据炮弹质量M，空气阻力系数C，空气密度ρ，炮弹直径D，重力加速度g，使用迭代的方式在计算机内演算炮弹发射角度α和炮弹发射速度V，之后根据公式计算充电电压，其中A-炮弹截面积，ρ0-炮弹密度，c0-应力波在炮弹中的传播速度，K-RLC振荡回路的系统常数；所述的调平模块包括一号调平电机(10)、二号调平电机(11)、三号调平电机(12)、四号调平电机(13)、五号调平电机(14)、六号调平电机(15)、七号调平电机(16)、八号调平电机(17)和九号调平电机(18)，所有电机用于对工作台(2)进行调平，使其处于水平面上；所述的动作模块包括俯仰电机(7)、旋转电机(9)和接触传感器(23)，在测量着火点位置之前，首先驱动俯仰电机(7)和旋转电机(9)，使距离测量仪(19)瞄准着火点位置，然后进行测距，而计算机计算发射角度α后将数据传输到可编程控制器中，可编程控制器将信号发送给俯仰电机(7)，俯仰电机(7)根据得到的数据旋转到指定位置，之后进行装弹，将灭火弹(21)装入炮筒(24)内，灭火弹尾部的定位销与接触传感器(23)接触，接触传感器(23)得到信号后反馈...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹增强，郑国，魏凌峰，张铭豪，党成龙，常亚南，
申请(专利权)人：陕西大工旭航电磁科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61