一种火情模拟装置及其训练方法与流程 专利技术说明

办公文教;装订;广告设备的制造及其产品制作工艺1.本发明涉及消防器械技术领域，具体为一种火情模拟装置及其训练方法。背景技术：2.结合教育部的安排部署，依据航协和行业通行标准对“1+x”的训练要求，空中乘务专业的职业技能考核会遇到飞机灭火训练科目的实操考核。为了满足在训练器上进行灭火科目的训练，需要在不发生真实火灾的情况下，开展灭火训练预考核，需开发火情模拟装置。技术实现要素：3.本发明的目的在于提供一种火情模拟装置及其训练方法，以解决上述背景技术中提出了的问题。4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种火情模拟装置，包括壳体和四个支撑脚，四个所述支撑脚位于壳体底部位置且均与壳体固定连接；所述壳体内设有中央控制系统、火情发生系统、声音系统、信号触发与通讯系统和移动控制系统；所述中央控制系统为具有编程和运算的处理器，包括防护罩和电路板，所述防护罩位于壳体内部且防护罩与壳体内部底侧表面固定连接；所述电路板位于防护罩内部位置且电路板与壳体固定连接；所述火情发生系统包括火焰模拟系统和烟雾发生机构，用于模拟出火光和烟雾；所述声音系统用于伴随着火焰的发生过程模拟燃烧物燃烧时的声音；所述信号触发与通讯系统用于通过有限信号控制中央控制系统和火情发生系统以及仿真灭火器；所述移动控制系统用于驱动火情发生系统移动，从而模拟出火焰和烟雾的大小变化。5.所述火焰模拟系统包括一个主灯板和四个副灯板；所述主灯板位于壳体前方位置且主灯板与壳体固定连接；四个所述副灯板分布在壳体上下左右侧位置且四个副灯板均与壳体转动连接；所述主灯板和副灯板表面均固定连接有灯光板和磨砂玻璃，所述灯光板为橙色的led灯珠。6.所述烟雾发生机构包括储存罐，所述储存罐位于壳体内后侧位置且与壳体固定连接；所述储存罐内含有烟雾剂且储存罐上侧表面固定连接有第一导管，所述第一导管与储存罐接通且第一导管另一端接通有运输箱，所述运输箱位于壳体内部位置且运输箱与壳体固定连接；所述运输箱表面接通有第二导管，所述第二导管底端接通有加热箱，所述加热箱与壳体固定连接且加热箱前端接通有第三导管；所述主灯板侧表面均匀开设有多个烟雾孔，所述第三导管前端与主灯板表面的烟雾孔接通；所述运输箱内设有运输机构，所述运输机构用于将烟雾剂从储存箱内运输到加热箱内且根据火焰模拟系统模拟的火焰大小来调节运输的烟雾剂的量。7.所述运输机构包括两个内腔，两个所述内腔分布在运输箱内前后两侧位置；所述内腔内前后两侧位置对称滑动连接有密封板，所述密封板与内腔内壁之间设有弹簧，所述弹簧一端与密封板固定连接且弹簧另一端与内腔内壁固定连接；前后两侧所述密封板之间位置设有第一活塞，所述第一活塞上侧表面前后两侧位置对称滑动连接有第二活塞，所述第一活塞和第二活塞左右两侧表面均与内腔内壁密封贴合且前后两侧的第二活塞前端和后端均与内腔内壁密封贴合；所述第一导管和第二导管均与两个内腔接通，所述第一导管内位于与内腔接通处位置设有第一单向阀且第二导管内位于与内腔接通处位置设有第二单向阀；所述运输箱底部位置设有驱动机构，所述驱动机构用于驱动两个内腔内的第一活塞和第二活塞上下交替往复移动；前后两侧内腔内的第一活塞和第二活塞分别位于前后两侧内腔的上侧位置和下侧位置。8.所述驱动机构包括第一电机，所述第一电机与防护罩固定连接；所述防护罩表面位于两个内腔底部位置分别转动连接有两个第一同步轮，所述第一电机输出轴上端与前侧位置的第一同步轮固定连接；所述防护罩上侧位置设有第一同步带，所述第一同步带同时与前后两侧的第一同步轮啮合；所述第一同步轮上端固定连接有第一矩形杆，所述第一矩形杆上端滑动连接有往复丝杆，前后两侧所述往复丝杆上端分别与前后两侧的第一活塞转动连接且前后两侧的往复丝杆均与运输箱螺纹配合。9.所述第一活塞底侧表面左右两侧位置对称转动连接有第二矩形杆，所述第二矩形杆前后两侧位置对称滑动连接有第一螺纹杆，前后两侧所述第一螺纹杆均与第一活塞螺纹配合且前后两侧的第一螺纹杆分别与前后两侧的第二活塞转动连接；所述第二矩形杆中部位置固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮底侧表面啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一活塞转动连接且第二锥齿轮底固定连接有转动杆；所述运输箱底侧表面位于转动杆底部位置转动连接有第二同步轮，所述第二同步轮与转动杆滑动连接；所述壳体内部左右两侧位置对称转动连接有第三同步轮且第三同步轮表面设有第二同步带，左右两侧所述第二同步带分别与左右两侧的两个第二同步轮和一个第三同步轮啮合；所述第三同步轮底端固定连接有齿轮。10.所述移动控制系统包括第二电机，所述第二电机与防护罩固定连接且第二电机输出轴前端固定连接有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆表面螺纹配合有滑动块，所述滑动块表面上下左右侧位置均转动连接有连杆，四个所述连杆另一端分别与四个副灯板转动连接；所述滑动块左右两侧位置对称固定连接有齿条，左右两侧所述齿条分别与左右两侧的齿轮啮合。11.一种火情模拟装置的训练方法，该方法的具体步骤如下：12.步骤一：指令设定；开展火情训练时，根据火情训练安排，在中央控制系统输入包括火情点位，火情规模，燃烧时间，火情范围等要素输入控制指令完成训练内容预设；13.步骤二：启动火情发生，模拟燃烧；中央控制系统按预设指令将信号传递给火情发生系统，在预定时间开始预热并在设定点位按设定时间和设定规模启动火情模拟；火焰模拟系统通过橙色灯光的闪烁状态、闪烁范围和闪烁规律形成火焰状态以及火焰发生、蔓延等过程；同时，烟雾发生机构形成烟雾释放，通过管路传输到燃烧点，实现无害烟雾伴随灯光闪烁，形成燃烧烟雾模拟状态；声音系统通过中央控制系统依据预设指令控制音频控制器和音箱播放配套的燃烧物燃烧的声音；14.步骤三：灭火；仿真灭火器对准火焰(模拟的燃烧点)，按照灭火器的操作指令模拟灭火操作，当仿真灭火器喷嘴对准火焰，取出安全销(解除安全装置)，按压灭火手柄，仿真灭火器会发射灭火指令给火情发生系统，火情发生系统接收到仿真灭火器的灭火指令后传给中央控制系统，中央控制系统按火焰熄灭指令呈现火焰、烟雾、燃烧声音变小直至完全终止，完成火焰灭火。15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：16.1、本发明不需要真实火源燃烧就能模拟火情状态，在训练设备内部火情模拟使用，无需使用真实火源，安全性提高，容易通过消防验收，无需装载燃烧物和清理燃烧后灰烬，实现智能控制，操作方便，达到了环保、无害、节能的要求。17.2、该装置能用于模拟火情，烟火燃烧的状态，可以产生烟雾，可移动可固定，具有模拟火源定点燃烧和火焰蔓延，火情增大等效果模拟，同时还可以根据火焰大小来调节烟雾的大小；18.3、该装置智能化控制点火，能智能控制模拟火焰范围，提高火情模拟训练的安全性。19.4、该装置可以具有通讯功能，可以由教员或指令设定对火情进行设定，可以通过仿生灭火装置进行灭火演练。附图说明20.图1为本发明的方法流程图；21.图2为本发明的总体结构示意图；22.图3为本发明的副灯板展开状态的结构示意图；23.图4为本发明右视图的剖视结构示意图；24.图5为本发明中烟雾发生机构的结构示意图；25.图6为本发明中运输箱的局部剖视结构示意图；26.图7为本发明中第一活塞的结构示意图；27.图8为图7中a的放大结构示意图。28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：29.1、壳体；2、支撑脚；3、声音系统；4、信号触发与通讯系统；5、防护罩；6、电路板；7、主灯板；8、副灯板；9、灯光板；10、磨砂玻璃；11、储存罐；12、第一导管；13、运输箱；14、第二导管；15、加热箱；16、第三导管；17、烟雾孔；18、内腔；19、密封板；20、弹簧；21、第一活塞；22、第二活塞；23、第一单向阀；24、第二单向阀；25、第一电机；26、第一同步轮；27、第一同步带；28、第一矩形杆；29、往复丝杆；30、第二矩形杆；31、第一螺纹杆；32、第一锥齿轮；33、第二锥齿轮；34、转动杆；35、第二同步轮；36、第三同步轮；37、第二同步带；38、齿轮；39、第二电机；40、第二螺纹杆；41、滑动块；42、连杆；43、齿条。具体实施方式30.请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：一种火情模拟装置及其训练方法，包括壳体1和四个支撑脚2，四个支撑脚2位于壳体1底部位置且均与壳体1固定连接；壳体1内设有中央控制系统、火情发生系统、声音系统3、信号触发与通讯系统4和移动控制系统；中央控制系统为具有编程和运算的处理器，包括防护罩5和电路板6，防护罩5位于壳体1内部且防护罩5与壳体1内部底侧表面固定连接；电路板6位于防护罩5内部位置且电路板6与壳体1固定连接；火情发生系统包括火焰模拟系统和烟雾发生机构，用于模拟出火光和烟雾；声音系统3用于伴随着火焰的发生过程模拟燃烧物燃烧时的声音；信号触发与通讯系统4用于通过有限信号控制中央控制系统和火情发生系统以及仿真灭火器；移动控制系统用于驱动火情发生系统移动，从而模拟出火焰和烟雾的大小变化；31.工作时，火情模拟装置包括火情模拟器、中央控制系统、信号传输与通讯系统三部分，火情发生器具有模拟烟雾和火光，声音的火灾情景视听效果。中央控制系统通过指令控制模拟火焰和烟雾、声音的发生、蔓延(增大)、灭(减小到消失)的过程的指令，也具备控制发生点，时长的指令控制功能和信号通讯功能。信号传输与通讯系统负责仿真灭火器，中央控制器，火情模拟器之间的信号传输与通讯；当需要模拟火情发生时，在中央控制系统输入包括火情点位，火情规模，燃烧时间，火情范围等要素输入控制指令完成训练内容预设；然后通过中央控制系统操控火情发生系统运行，火情发生系统则会通过火焰模拟系统发出火光，同时烟雾发生机构则会伴随火光生成烟雾，从而达到了模拟火焰燃烧的情景；此时中央控制系统还会操控声音系统3发出燃烧声音，同时移动控制系统则会控制火焰和烟雾大小；当使用仿真灭火器喷嘴对准火焰，取出安全销(解除安全装置)，按压灭火手柄，仿真灭火器会发射灭火指令给火情发生系统，火情发生系统接收到仿真灭火器的灭火指令后传给中央控制系统，中央控制系统按火焰熄灭指令呈现火焰、烟雾、燃烧声音变小直至完全终止，完成火焰灭火；该装置操作简单，使用方便，通过真实的模拟出火灾现场的火焰以及烟雾环境，达到身临其境的训练效果，同时可以保证训练时的安全性。32.作为本发明的进一步方案，火焰模拟系统包括一个主灯板7和四个副灯板8；主灯板7位于壳体1前方位置且主灯板7与壳体1固定连接；四个副灯板8分布在壳体1上下左右侧位置且四个副灯板8均与壳体1转动连接；主灯板7和副灯板8表面均固定连接有灯光板9和磨砂玻璃10，灯光板9为橙色的led灯珠；工作时，发生火焰时，由中央控制系统按控制命令的传递火焰指令控制橙色灯光板9的led灯珠发光，模拟出火焰的外形，和火焰的闪烁，模拟的火焰光映照在磨砂玻璃10上，与烟雾混合形成栩栩如生的真实火焰的模拟状态；通过驱动四个副灯板8转动，可以有效的模拟出火焰大小的变化。33.作为本发明的进一步方案，烟雾发生机构包括储存罐11，储存罐11位于壳体1内后侧位置且与壳体1固定连接；储存罐11内含有烟雾剂且储存罐11上侧表面固定连接有第一导管12，第一导管12与储存罐11接通且第一导管12另一端接通有运输箱13，运输箱13位于壳体1内部位置且运输箱13与壳体1固定连接；运输箱13表面接通有第二导管14，第二导管14底端接通有加热箱15，加热箱15与壳体1固定连接且加热箱15前端接通有第三导管16；主灯板7侧表面均匀开设有多个烟雾孔17，第三导管16前端与主灯板7表面的烟雾孔17接通；运输箱13内设有运输机构，运输机构用于将烟雾剂从储存箱内运输到加热箱15内且根据火焰模拟系统模拟的火焰大小来调节运输的烟雾剂的量；工作时，当需要生成烟雾时，运输机构通过第一导管12将烟雾剂从储存罐11内取出，然后再通过第二导管14将烟雾剂运输到加热箱15内，通过启动加热箱15可以将烟雾剂转化成烟雾，转化出的烟雾最终会通过第三导管16运输到主灯板7内，最终通过主灯板7表面的烟雾孔17排出，形成烟雾。34.作为本发明的进一步方案，运输机构包括两个内腔18，两个内腔18分布在运输箱13内前后两侧位置；内腔18内前后两侧位置对称滑动连接有密封板19，密封板19与内腔18内壁之间设有弹簧20，弹簧20一端与密封板19固定连接且弹簧20另一端与内腔18内壁固定连接；前后两侧密封板19之间位置设有第一活塞21，第一活塞21上侧表面前后两侧位置对称滑动连接有第二活塞22，第一活塞21和第二活塞22左右两侧表面均与内腔18内壁密封贴合且前后两侧的第二活塞22前端和后端均与内腔18内壁密封贴合；第一导管12和第二导管14均与两个内腔18接通，第一导管12内位于与内腔18接通处位置设有第一单向阀23且第二导管14内位于与内腔18接通处位置设有第二单向阀24；运输箱13底部位置设有驱动机构，驱动机构用于驱动两个内腔18内的第一活塞21和第二活塞22上下交替往复移动；前后两侧内腔18内的第一活塞21和第二活塞22分别位于前后两侧内腔18的上侧位置和下侧位置；工作时，当需要从储存箱内抽取烟雾剂时，通过启动驱动机构可以驱动前后两侧内腔18内的第一活塞21和第二活塞22不断的上下往复移动，当第一活塞21和第二活塞22向下移动时，第二导管14内的第二单向阀24闭合，第一导管12内的第一单向阀23打开，通过第一导管12会将储存箱内的烟雾剂抽取到内腔18内；当第一活塞21和第二活塞22向上移动时，第一活塞21和第二活塞22向上移动时，第一单向阀23闭合，第二单向阀24打开，内腔18内的烟雾剂此时则会通过第二导管14被挤压到加热箱15内，最终加热箱15内生成的烟雾会通过第三导管16进入到主灯板7内；由于第一活塞21向下移动时，烟雾剂不会从第二导管14进入到加热箱15内，此时烟雾生成则会中断，通过两个内腔18内的第一活塞21和第二活塞22呈上下侧位置分布，从而可以使得其中一个内腔18内的第一活塞21和第二活塞22向下移动时，另一个内腔18内的第一活塞21和第二活塞22则会向上移动，从而可以保证加热箱15内持续不断的注入烟雾剂。35.作为本发明的进一步方案，驱动机构包括第一电机25，第一电机25与防护罩5固定连接；防护罩5表面位于两个内腔18底部位置分别转动连接有两个第一同步轮26，第一电机25输出轴上端与前侧位置的第一同步轮26固定连接；防护罩5上侧位置设有第一同步带27，第一同步带27同时与前后两侧的第一同步轮26啮合；第一同步轮26上端固定连接有第一矩形杆28，第一矩形杆28上端滑动连接有往复丝杆29，前后两侧往复丝杆29上端分别与前后两侧的第一活塞21转动连接且前后两侧的往复丝杆29均与运输箱13螺纹配合；工作时，当需要驱动第一活塞21和第二活塞22移动时，通过启动第一电机25会带动前侧位置的第一同步轮26转动，前侧的第一同步轮26通过第一同步带27带动后侧位置的第一同步轮26转动；前后两侧的第一同步轮26转动时则会带动前后两侧的第一矩形杆28转动，第一矩形杆28转动时则会带动其表面的往复丝杆29转动，往复丝杆29转动时则会不断的带动与其连接的第一活塞21不断的上下往复移动。36.作为本发明的进一步方案，第一活塞21底侧表面左右两侧位置对称转动连接有第二矩形杆30，第二矩形杆30前后两侧位置对称滑动连接有第一螺纹杆31，前后两侧第一螺纹杆31均与第一活塞21螺纹配合且前后两侧的第一螺纹杆31分别与前后两侧的第二活塞22转动连接；第二矩形杆30中部位置固定连接有第一锥齿轮32，第一锥齿轮32底侧表面啮合有第二锥齿轮33，第二锥齿轮33与第一活塞21转动连接且第二锥齿轮33底固定连接有转动杆34；运输箱13底侧表面位于转动杆34底部位置转动连接有第二同步轮35，第二同步轮35与转动杆34滑动连接；壳体1内部左右两侧位置对称转动连接有第三同步轮36且第三同步轮36表面设有第二同步带37，左右两侧第二同步带37分别与左右两侧的两个第二同步轮35和一个第三同步轮36啮合；第三同步轮36底端固定连接有齿轮38；工作时，当左右两侧的齿轮38转动时，齿轮38带动第三同步轮36转动，第三同步轮36通过第二同步带37会带动与其对应的两个第二同步轮35转动，第二同步轮35转动时则会带动转动杆34转动，转动杆34转动时则会带动与其连接的第二锥齿轮33转动，第二锥齿轮33带动第一锥齿轮32转动，第一锥齿轮32通过第二矩形杆30则会带动其表面的两个第一螺纹杆31转动，前后两侧的第一螺纹杆31转动时则会带动前后两侧的第二活塞22分别向前以及向后移动，第二活塞22移动时则会带动内腔18内的密封板19移动，此时两个密封板19之间的空间则会变大，此时第一活塞21和第二活塞22向下移动时则会抽取更多的烟雾剂，在第一活塞21和第二活塞22向上移动时则会将更多的烟雾剂注入到加热箱15内，从而使得加热箱15内生成更多的烟雾。37.作为本发明的进一步方案，移动控制系统包括第二电机39，第二电机39与防护罩5固定连接且第二电机39输出轴前端固定连接有第二螺纹杆40，第二螺纹杆40表面螺纹配合有滑动块41，滑动块41表面上下左右侧位置均转动连接有连杆42，四个连杆42另一端分别与四个副灯板8转动连接；滑动块41左右两侧位置对称固定连接有齿条43，左右两侧齿条43分别与左右两侧的齿轮38啮合；工作时，当需要模拟出火焰增大的场景时，通过启动第二电机39带动第二螺纹杆40转动，第二螺纹杆40转动时则会带动其表面的滑动块41向前移动，滑动块41向前移动时通过其表面的连杆42则会将副灯板8撑起来，此时副灯板8则会相对壳体1开始转动，随着副灯板8被撑起来后，副灯板8表面的光则会更多的照射在前方位置，从而可以模拟出火光更大的现象；当滑动板向前移动时，滑动板会带动其表面的两个齿条43向前移动，齿条43向前移动时则会带动与其啮合的齿轮38转动，齿轮38转动时则会起到增大烟雾排放的效果。38.作为本发明的进一步方案，一种火情模拟装置的训练方法，该方法的具体步骤如下：39.步骤一：指令设定；开展火情训练时，根据火情训练安排，在中央控制系统输入包括火情点位，火情规模，燃烧时间，火情范围等要素输入控制指令完成训练内容预设；40.步骤二：启动火情发生，模拟燃烧；中央控制系统按预设指令将信号传递给火情发生系统，在预定时间开始预热并在设定点位按设定时间和设定规模启动火情模拟；火焰模拟系统通过橙色灯光的闪烁状态、闪烁范围和闪烁规律形成火焰状态以及火焰发生、蔓延等过程；同时，烟雾发生机构形成烟雾释放，通过管路传输到燃烧点，实现无害烟雾伴随灯光闪烁，形成燃烧烟雾模拟状态；声音系统3通过中央控制系统依据预设指令控制音频控制器和音箱播放配套的燃烧物燃烧的声音；41.步骤三：灭火；仿真灭火器对准火焰(模拟的燃烧点)，按照灭火器的操作指令模拟灭火操作，当仿真灭火器喷嘴对准火焰，取出安全销(解除安全装置)，按压灭火手柄，仿真灭火器会发射灭火指令给火情发生系统，火情发生系统接收到仿真灭火器的灭火指令后传给中央控制系统，中央控制系统按火焰熄灭指令呈现火焰、烟雾、燃烧声音变小直至完全终止，完成火焰灭火。









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