一种基于视觉和热红外的火源定位装置的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本发明属于消防技术领域，具体为一种基于视觉和热红外的火源定位装置。背景技术：2.在现代的楼宇建筑中为了防止其在火灾发生时，火灾灾情无法控制，通常会在楼宇的内部安装有消防报警系统和消防自动灭火系统，通常二者配合使用，即消防报警系统检测到火灾发生时，通过控制消防自动灭火系统自动喷出水雾实现灭火作业，常见的消防自动灭火系统由洒水喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件，以及管道、供水设施组成，并能在发生火灾时喷水的自动灭火系统。由湿式报警阀组、闭式喷头、水流指示器、控制阀门、末端试水装置、管道和供水设施等组成。系统的管道内充满有压水，一旦发生火灾，喷头动作后立即喷水，为了在火灾发生时对灭火点精确的进行灭火作业，常会在自动灭火系统的内部安装有火源定位装置。3.常见的火源定位装置一般采用机器视觉和热红外探测的方式实现火源的精准定位，其一般包含探测装置和分析装置以及执行装置组成的，探测装置一般包括视觉相机和红外探测仪，通过红外热成像和直接拍摄的方式判断火灾发生，并通过分析装置配合内部算法得出火灾在室内的坐标并最终将坐标发送至执行装置控制喷头精准指向完成灭火操作，在实际使用过程中其极度的依赖传感器的探测和算法的判断，其探测装置一般是固定不动的，而视觉相机和红外探测其探测范围较为固定，导致其探测的范围及其的有限，在空间固定的室内极易造成探测死角，所以常需要安装多个定位装置配合使用，显然使用成本较高。4.在火源定位过程中，常见的火源定位装置其在灭火时，首先由传感器发现火灾点，其次由分析装置分析目标位置坐标，再将目标坐标发送至执行装置实现喷头的运动，在此过程中需要经历判断加分析以及移动的步骤，执行时间较长，而火灾发生的初期是最容易扑灭的，显然这种装置难以做到快速扑灭火灾，且及其依赖及其算法，才能保证灭火的准确性。技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种基于视觉和热红外的火源定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于视觉和热红外的火源定位装置，包括顶板，所述顶板的下方设有机架，所述机架的底端固定安装有底板，所述机架的内侧面设有防护罩，所述防护罩的前端固定安装有锁定组件，所述防护罩内腔的左右两端均固定安装有连接座，所述防护罩的内部设有喷管，所述喷管的外侧面固定套接有调整组件，所述连接座的一端与调整组件之间相连接，所述喷管的前端固定连通有喷头，所述喷管的后端固定连通有球头，所述底板的顶端固定安装有蓄水罐，所述球头的右端位于蓄水罐的内部且与蓄水罐之间活动连接。7.作为本发明的进一步技术方案，所述蓄水罐的顶端固定连通有波纹管，所述球头的右端开设有进水口，所述进水口与蓄水罐的内部相连通。8.作为本发明的进一步技术方案，所述防护罩外侧面的右端固定安装有热红外探测器，所述防护罩外侧面的左端固定安装有红外视觉相机，所述顶板通过螺栓与室内天花板之间相连接。9.在装置的使用前，首先利用外部螺栓将顶板与天花板之间进行固定，完成固定后，还需将外部水源与波纹管之间相连通，同时接通装置电源，并将装置复位至原位，完成安装。10.作为本发明的进一步技术方案，所述机架顶端的中部固定安装有连接轴，所述连接轴的外侧面固定套接有从动齿轮，所述顶板底端的左侧固定安装有伺服电机，所述伺服电机输出轴的底端固定安装有主动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮之间啮合连接，所述连接轴的顶端与顶板的底端之间转动连接。11.在装置正常工作时，伺服电机处于常启动状态，此时伺服电机的输出轴即可带动主动齿轮转动，并通过主动齿轮带动啮合的从动齿轮转动，并同步带动连接轴转动，此时底端的机架随之转动，此时机架内部的整个装置随之转动，位于防护罩左右两侧的热红外探测器和红外视觉相机随之旋转运动，且热红外探测器与红外视觉相机可在旋转的同时在水平方向上对周边环境进行扫描作业。12.作为本发明的进一步技术方案，所述调整组件包括固定环，所述固定环与喷管之间固定套接，所述固定环的底端固定安装有第一固定座，所述第一固定座的底端通过转轴转动连接有连杆，所述连杆的底端通过转轴转动连接有第二固定座。13.作为本发明的进一步技术方案，所述调整组件还包括导轨，所述第二固定座的底端固定安装有滑块，所述滑块与第二固定座之间活动卡接，所述导轨底端与底板的顶端之间固定连接。14.作为本发明的进一步技术方案，所述导轨靠近底端的左侧固定安装有直线电机，所述导轨的底端开设有通槽，所述滑块的底端贯穿通槽且与直线电机的输出轴之间相连接。15.当机架相对旋转的同时，此时位于导轨底端的直线电机随之伸长或缩短，并在一定的周期内自动伸长或缩短，此时即可推动滑块左右往复位移，当滑块位移时，由于其顶端连接有连杆，同时连杆与第一固定座之间相连接，所以当滑块左右位移时，此时连杆的底端随之向左或向右偏转，此时固定环和导轨之前的间距发生改变，固定环随之上下偏转，此时即可带动喷管上下偏转，同时位于喷管外侧面的防护罩随之上下偏转，配合防护罩自身的旋转即可实现热红外探测器以及红外视觉相机水平方向的旋转以及垂直方向的偏转，进而实现空间内大范围主动探测。16.通过利用始终旋转的伺服电机以及往复运动的直线电机即可实现热红外探测器以及红外视觉相机的自旋转以及自偏转，使其可在水平方向上进行空间上的三百六十度探测以及在垂直方向上进行约四十五度的探测，覆盖较大的空间范围，改变了传统装置采用固定式传感器配合算法的方式造成的覆盖范围有效具有空间死角的问题，实现全天候的主动扫描且无需设置坐标算法覆盖了极大的空间范围无需多个装置辅助配合使用，降低使用成本以及提高了探测精度。17.主动运动的热红外探测器和红外视觉相机在空间内进行扫描时若是扫描到室内温度异常同时视觉存在因为触发火灾报警阈值时，此时伺服电机和直线电机均停止运动，此时热红外探测器和红外视觉相机以及防护罩运动停止，同时球头可相对蓄水罐偏转，与防护罩的位置保持同步，且停止的位置刚好对应起火点，此时锁定组件关闭，喷管启动，水流通过波纹管以及蓄水罐进入进水口内部，并最终通过喷头导出，作用于起火点完成灭火操作。18.通过利用自旋转和自偏转的防护罩来完成传感器的自动扫描并在其发现火灾时自动停止且喷管与防护罩保持同步运动，实现当探测到火灾时，直接进行灭火作业，避免传统装置被动探测和目标位置分析以及自运动的过程，剔除了目标位置分析和自运动的过程，实现判定为火灾后的直接灭火，减少了装置的反应时间且无需坐标分析算法辅助避免算法精度造成的影响，提高了自灭火的效率以及自灭火的精准度，适合推广使用。19.作为本发明的进一步技术方案，所述锁定组件包括安装座，所述安装座的底端与防护罩的前端固定连接，所述安装座的内部活动套接有活塞杆，所述活塞杆的顶端贯穿安装座的顶端且固定安装有限位板。20.作为本发明的进一步技术方案，所述活塞杆的底端贯穿安装座的底端且固定安装有电磁铁，所述电磁铁的底端固定安装有活塞板，所述活塞板与喷头的内部活动套接。21.作为本发明的进一步技术方案，所述活塞杆的外侧面活动套接有复位弹簧，所述复位弹簧的上下两端分别与限位板的底端和安装座的顶端之间固定连接。22.当火灾发生时，此时电磁铁电源被接通，电磁铁随之朝安装座方向进行位移，当电磁铁的一端与安装座的内侧面相吸附时，此时复位弹簧被压缩，同时活塞杆和活塞板整体向外侧进行位移，此时活塞板即可推出喷头的内部，喷头的通道被打开，水流自动喷出，反之活塞板塞入喷头的内部，完成喷头的关闭，实现喷头的常闭状态。23.通过利用火灾发生的信号控制活塞板的自运行实现火灾发生时喷头的自动打开以及火灾未发生时喷头的自动关闭，使其在火灾未发生时避免外界异物和灰尘对喷头的干扰，避免喷头在未工作时发生堵塞，进而在实际工作时造成水流减小的问题，可保证火灾发生时喷头的正常运行，减少装置的维护频次，确保使用时稳定可靠。24.本发明的有益效果如下：25.1、本发明通过利用始终旋转的伺服电机以及往复运动的直线电机即可实现热红外探测器以及红外视觉相机的自旋转以及自偏转，使其可在水平方向上进行空间上的三百六十度探测以及在垂直方向上进行约四十五度的探测，覆盖较大的空间范围，改变了传统装置采用固定式传感器配合算法的方式造成的覆盖范围有效具有空间死角的问题，实现全天候的主动扫描且无需设置坐标算法覆盖了极大的空间范围无需多个装置辅助配合使用，降低使用成本以及提高了探测精度。26.2、本发明通过利用自旋转和自偏转的防护罩来完成传感器的自动扫描并在其发现火灾时自动停止且喷管与防护罩保持同步运动，实现当探测到火灾时，直接进行灭火作业，避免传统装置被动探测和目标位置分析以及自运动的过程，剔除了目标位置分析和自运动的过程，实现判定为火灾后的直接灭火，减少了装置的反应时间且无需坐标分析算法辅助避免算法精度造成的影响，提高了自灭火的效率以及自灭火的精准度，适合推广使用。27.3、本发明通过利用火灾发生的信号控制活塞板的自运行实现火灾发生时喷头的自动打开以及火灾未发生时喷头的自动关闭，使其在火灾未发生时避免外界异物和灰尘对喷头的干扰，避免喷头在未工作时发生堵塞，进而在实际工作时造成水流减小的问题，可保证火灾发生时喷头的正常运行，减少装置的维护频次，确保使用时稳定可靠。附图说明28.图1为本发明整体结构的示意图；29.图2为本发明隐藏顶板结构的示意图；30.图3为本发明隐藏机架状态下的示意图；31.图4为本发明防护罩内部结构的示意图；32.图5为本发明锁定组件结构的单独示意图；33.图6为本发明防护罩结构的单独示意图；34.图7为本发明调整组件结构的单独分解示意图；35.图8为本发明喷管以及蓄水罐内部结构的剖视图。36.图中：1、顶板；2、伺服电机；3、主动齿轮；4、连接轴；5、从动齿轮；6、机架；7、底板；8、防护罩；9、连接座；10、热红外探测器；11、红外视觉相机；12、锁定组件；121、安装座；122、活塞杆；123、限位板；124、电磁铁；125、活塞板；126、复位弹簧；13、喷管；14、喷头；15、球头；16、进水口；17、蓄水罐；18、波纹管；19、调整组件；191、固定环；192、第一固定座；193、连杆；194、第二固定座；195、滑块；196、导轨；197、直线电机。具体实施方式37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。38.如图1至图4以及图8所示，本发明实施例中，一种基于视觉和热红外的火源定位装置，包括顶板1，顶板1的下方设有机架6，机架6的底端固定安装有底板7，机架6的内侧面设有防护罩8，防护罩8的前端固定安装有锁定组件12，防护罩8内腔的左右两端均固定安装有连接座9，防护罩8的内部设有喷管13，喷管13的外侧面固定套接有调整组件19，连接座9的一端与调整组件19之间相连接，喷管13的前端固定连通有喷头14，喷管13的后端固定连通有球头15，底板7的顶端固定安装有蓄水罐17，球头15的位于蓄水罐17的内部且与蓄水罐17之间活动连接，蓄水罐17的顶端固定连通有波纹管18，球头15的右端开设有进水口16，进水口16与蓄水罐17的内部相连通，防护罩8外侧面的右端固定安装有热红外探测器10，防护罩8外侧面的左端固定安装有红外视觉相机11，顶板1通过螺栓与室内天花板之间相连接。39.在装置的使用前，首先利用外部螺栓将顶板1与天花板之间进行固定，完成固定后，还需将外部水源与波纹管18之间相连通，同时接通装置电源，并将装置复位至原位，完成安装。40.如图1和图2所示，机架6顶端的中部固定安装有连接轴4，连接轴4的外侧面固定套接有从动齿轮5，顶板1底端的左侧固定安装有伺服电机2，伺服电机2输出轴的底端固定安装有主动齿轮3，主动齿轮3与从动齿轮5之间啮合连接，连接轴4的顶端与顶板1的底端之间转动连接。41.在装置正常工作时，伺服电机2处于常启动状态，此时伺服电机2的输出轴即可带动主动齿轮3转动，并通过主动齿轮3带动啮合的从动齿轮5转动，并同步带动连接轴4转动，此时底端的机架6随之转动，此时机架6内部的整个装置随之转动，位于防护罩8左右两侧的热红外探测器10和红外视觉相机11随之旋转运动，且热红外探测器10与红外视觉相机11可在旋转的同时在水平方向上对周边环境进行扫描作业。42.如图2和图3以及图7所示，调整组件19包括固定环191，固定环191与喷管13之间固定套接，固定环191的底端固定安装有第一固定座192，第一固定座192的底端通过转轴转动连接有连杆193，连杆193的底端通过转轴转动连接有第二固定座194，调整组件19还包括导轨196，第二固定座194的底端固定安装有滑块195，滑块195与第二固定座194之间活动卡接，导轨196底端与底板7的顶端之间固定连接，导轨196靠近底端的左侧固定安装有直线电机197，导轨196的底端开设有通槽，滑块195的底端贯穿通槽且与直线电机197的输出轴之间相连接。43.第一实施例：44.当机架6相对旋转的同时，此时位于导轨196底端的直线电机197随之伸长或缩短，并在一定的周期内自动伸长或缩短，此时即可推动滑块195左右往复位移，当滑块195位移时，由于其顶端连接有连杆193，同时连杆193与第一固定座192之间相连接，所以当滑块195左右位移时，此时连杆193的底端随之向左或向右偏转，此时固定环191和导轨196之前的间距发生改变，固定环191随之上下偏转，此时即可带动喷管13上下偏转，同时位于喷管13外侧面的防护罩8随之上下偏转，配合防护罩8自身的旋转即可实现热红外探测器10以及红外视觉相机11水平方向的旋转以及垂直方向的偏转，进而实现空间内大范围主动探测。45.通过利用始终旋转的伺服电机2以及往复运动的直线电机197即可实现热红外探测器10以及红外视觉相机11的自旋转以及自偏转，使其可在水平方向上进行空间上的三百六十度探测以及在垂直方向上进行约四十五度的探测，覆盖较大的空间范围，改变了传统装置采用固定式传感器配合算法的方式造成的覆盖范围有效具有空间死角的问题，实现全天候的主动扫描且无需设置坐标算法覆盖了极大的空间范围无需多个装置辅助配合使用，降低使用成本以及提高了探测精度。46.第二实施例：47.主动运动的热红外探测器10和红外视觉相机11在空间内进行扫描时若是扫描到室内温度异常同时视觉存在因为触发火灾报警阈值时，此时伺服电机2和直线电机197均停止运动，此时热红外探测器10和红外视觉相机11以及防护罩8运动停止，同时球头15可相对蓄水罐17偏转，与防护罩8的位置保持同步，且停止的位置刚好对应起火点，此时锁定组件12关闭，喷管13启动，水流通过波纹管18以及蓄水罐17进入进水口16内部，并最终通过喷头14导出，作用于起火点完成灭火操作。48.通过利用自旋转和自偏转的防护罩8来完成传感器的自动扫描并在其发现火灾时自动停止且喷管13与防护罩8保持同步运动，实现当探测到火灾时，直接进行灭火作业，避免传统装置被动探测和目标位置分析以及自运动的过程，剔除了目标位置分析和自运动的过程，实现判定为火灾后的直接灭火，减少了装置的反应时间且无需坐标分析算法辅助避免算法精度造成的影响，提高了自灭火的效率以及自灭火的精准度，适合推广使用。49.如图3和图4以及图5所示，锁定组件12包括安装座121，安装座121的底端与防护罩8的前端固定连接，安装座121的内部活动套接有活塞杆122，活塞杆122的顶端贯穿安装座121的顶端且固定安装有限位板123，活塞杆122的底端贯穿安装座121的底端且固定安装有电磁铁124，电磁铁124的底端固定安装有活塞板125，活塞板125与喷头14的内部活动套接，活塞杆122的外侧面活动套接有复位弹簧126，复位弹簧126的上下两端分别与限位板123的底端和安装座121的顶端之间固定连接。50.第三实施例：51.当火灾发生时，此时电磁铁124电源被接通，电磁铁124随之朝安装座121方向进行位移，当电磁铁124的一端与安装座121的内侧面相吸附时，此时复位弹簧126被压缩，同时活塞杆122和活塞板125整体向外侧进行位移，此时活塞板125即可推出喷头14的内部，喷头14的通道被打开，水流自动喷出，反之活塞板125塞入喷头14的内部，完成喷头14的关闭，实现喷头14的常闭状态。52.通过利用火灾发生的信号控制活塞板125的自运行实现火灾发生时喷头14的自动打开以及火灾未发生时喷头14的自动关闭，使其在火灾未发生时避免外界异物和灰尘对喷头14的干扰，避免喷头14在未工作时发生堵塞，进而在实际工作时造成水流减小的问题，可保证火灾发生时喷头14的正常运行，减少装置的维护频次，确保使用时稳定可靠。53.工作原理及使用流程：54.在装置正常工作时，伺服电机2处于常启动状态，此时伺服电机2的输出轴即可带动主动齿轮3转动，并通过主动齿轮3带动啮合的从动齿轮5转动，并同步带动连接轴4转动，此时底端的机架6随之转动，此时机架6内部的整个装置随之转动，位于防护罩8左右两侧的热红外探测器10和红外视觉相机11随之旋转运动，且热红外探测器10与红外视觉相机11可在旋转的同时在水平方向上对周边环境进行扫描作业；55.当机架6相对旋转的同时，此时位于导轨196底端的直线电机197随之伸长或缩短，并在一定的周期内自动伸长或缩短，此时即可推动滑块195左右往复位移，当滑块195位移时，由于其顶端连接有连杆193，同时连杆193与第一固定座192之间相连接，所以当滑块195左右位移时，此时连杆193的底端随之向左或向右偏转，此时固定环191和导轨196之前的间距发生改变，固定环191随之上下偏转，此时即可带动喷管13上下偏转，同时位于喷管13外侧面的防护罩8随之上下偏转，配合防护罩8自身的旋转即可实现热红外探测器10以及红外视觉相机11水平方向的旋转以及垂直方向的偏转，进而实现空间内大范围主动探测；56.主动运动的热红外探测器10和红外视觉相机11在空间内进行扫描时若是扫描到室内温度异常同时视觉存在因为触发火灾报警阈值时，此时伺服电机2和直线电机197均停止运动，此时热红外探测器10和红外视觉相机11以及防护罩8运动停止，同时球头15可相对蓄水罐17偏转，与防护罩8的位置保持同步，且停止的位置刚好对应起火点，此时锁定组件12关闭，喷管13启动，水流通过波纹管18以及蓄水罐17进入进水口16内部，并最终通过喷头14导出，作用于起火点完成灭火操作；57.当火灾发生时，此时电磁铁124电源被接通，电磁铁124随之朝安装座121方向进行位移，当电磁铁124的一端与安装座121的内侧面相吸附时，此时复位弹簧126被压缩，同时活塞杆122和活塞板125整体向外侧进行位移，此时活塞板125即可推出喷头14的内部，喷头14的通道被打开，水流自动喷出，反之活塞板125塞入喷头14的内部，完成喷头14的关闭，实现喷头14的常闭状态。58.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。59.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。









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