结构空间主动消防机器人系统研究与设计

在室内结构空间系统通过视觉、三波段探测、激光烟感等手段实现了火灾的早发现早报警。通过与之配套的自主移动消防机器人完成路径规划,携带场景适用的灭火剂到达着火点实施主动灭火。此系统的设计可以将火灾扼杀在萌芽状态,最大限度地减小损失。机器人能否以最短时间到达火点主要取决于路径规划的算法好坏,因此研究了蚁群算法和A*算法,最后通过改进A*算法设计,实现了机器人的最优路径规划。基于LabVIEW 软件完成系统开发,在实验室场地进行了功能测试,达到了在无人值守情况下机器人主动消防的目的。     

变电站消防机器人系统设计

为保证变电站消防安全,在发现火情后及时处置,设计研发了一套应用于变电站的消防机器人系统,该系统包括消防机器人及消防介质供给装备。机器人采用履带式移动底盘,配备红外热成像仪、可见光摄像机和测距传感器等装置,灭火装置具有升降调节功能,可选择使用消防水、泡沫和超细干粉等多种灭火介质。机器人本体携带干粉,消防介质供给装备为机器人持续提供消防泡沫和消防水。火灾报警后,后台控制系统根据机器人实时获取的现场数据信号对着火点进行定位并判断火情,通过计算机或远程遥控指挥机器人行进,选择使用消防水、泡沫和干粉进行灭火降温作业,第一时间对火灾进行处置。机器人还设有自喷淋降温系统,以保证机器人在高温环境下的持续作业能力。     

面向新世纪的我国消防机器人展望

本文论述了在各类危险场合使用消防机器人进行灭火、侦察,洗消、破拆和救人等作业的必要性以及消防机器人应该具备的各种功能,并对消防机器人进行了分类;论述了国外消防机器人的发展历史和现状以及我国发展消防机器人已经具备的条件。     

面向新世纪的我国消防机器人展望

本文论述了在各类危险场合使用消防机器人进行灭火、侦察、洗消、破拆和救人等作业的必要性以及消防机器人应该具备的各种功能,并对消防机器人进行了分类;论述了国外消防机器人的发展历史和现状以及我国发展消防机器人已经具备的条件。     

移动制氮灭火装备在灭火救援实战中的设计应用

针对氮气灭火剂因投送方式单一且补给困难的行业痛点,提出了集制氮、储氮、供氮、输氮、保氮、联氮等功能于一体的移动式氮气灭火装置的设计理念和集成工艺,并将设计的移动式氮气灭火装置应用于大跨度举高喷射消防车。移动式氮气灭火装置兼具水、泡沫、粉剂、压缩氮气泡沫、氮气等灭火功能,可充分发挥“工艺处置与消防处置相结合”和“固/气和液/气灭火协同”的技战术,适用于消防水源不足和水灭火剂不适用场景的灭火救援需求。移动制氮灭火装备的研制和应用可为各类化工及特殊火灾事故的救援提供消防装备保障和灭火技战术支撑。     

消防灭火机器人设计及应用

设计研发了一款新型的、机动灵活的消防灭火机器人,重点论述了消防灭火机器人的组成结构和主要部件的实现方法,介绍了机器人的功能特点和应用效果。经实际应用证明,该款机器人机动灵活、灭火功能强、性能稳定,可代替消防人员完成灭火任务。     

消防灭火机器人

2000年6月24日,由公安部上海消防科学研究所、上海交通大学和上海市消防局三家单位共同承担的国家“863”项目“履带轮式消防灭火侦察机器人”研制成功并顺利通过国家验收。六轮消防灭火机器人是由悬挂式六轮行走机构、远控消防炮、环境与车体内部温度探测系统、水喷雾冷却自卫系统、水和泡沫灭火剂供给系统、有线电力供应及控制系统等构成。可在后方操作员的指挥下深入火灾的关键部位,利用后方供给系统输送的灭火剂和洗消剂,进行喷射灭火和化学洗消。通过更换消防炮的喷嘴,可以实现直流和喷雾的转换。具有爬坡与跨越障碍物能力强、喷射流量…     

一种装有除锈机械臂的管道机器人结构设计与优化

设计一种新型装有视觉检查装置和除锈机械臂的管道机器人来对管道内壁的焊渍和金属锈进行磨削。基于机器人和除锈机械臂的工作要求,进行装有视觉检查装置和除锈机械臂的管道机器人机构总体设计,并对装有除锈机械臂的管道机器人各机构的尺寸参数进行设计,通过Solidworks完成对装有除锈机械臂的管道机器人的三维建模,使用有限元软件对除锈机械臂的关键零部件进行仿真,并以质量最小、工作时变形最小为约束条件对除锈机械臂的结构进行优化。     

消防灭火机器人研究进展

高层、超高层建筑、地铁隧道等场所发生消防安全事故给消防员的救援带来挑战的同时也威胁到了消防员的人身安全,导致消防员殉职的事件时有发生。为了减少这些事件的发生,保证消防员的人身安全,提升消防灭火机器人的消防实战能力迫在眉睫。本文分析了消防灭火机器人的使用场景,对消防灭火机器人的构成进行剖析,总结了现有的消防灭火机器人的优势和缺点以及发展消防灭火机器人的技术瓶颈,以期对消防灭火机器人的实战应用产生一定的指导意义。     

提升消防部队灭火救援战斗力的探讨

人、器材装备、灭火剂是灭火救援战斗力的三要素。从分析消防站(中队)人员数量及能力素质、器材装备配备达标及操作使用、灭火剂保障等方面入手,探讨提升消防部队灭火救援战斗力的对策,包括按标准配齐车辆装备、消防站人员、灭火剂,提高消防员的灭火救援综合素质。     

直角坐标机器人灭火系统研究

针对电信机房、数据存储中心等区域,设计了一种直角坐标机器人灭火系统。结合热释电传感器和摄像监视系统实现火源的精准定位,利用多目标模拟退火算法优化机器人行进路径,实现火灾的快速扑灭。在密闭机房内进行模拟实验,验证灭火系统的性能。实验结果表明：所设计的直角坐标灭火机器人在行进中不会出现位移冲突,且能够根据火源位置寻找到最优灭火路径,实现快速高效灭火。     

环形通风口参数对圆形煤仓气体和粉尘运移的影响

摘 要：根据通风安全理论与基于组分输运模型的CFD方法,探讨圆形煤仓通风安全特性及合适的性能评价指标。以100 m直径圆形煤仓为例,研究环形通风口开口方式、位置及几何尺寸等因素对煤粉尘和气体分布和运移特性及去除效率的影响规律,得到最优的通风口设计参数。研究结果表明：单环形开口情况下,通风口由水平改为侧向,可改善内部环境,提高煤粉尘和有害气体的去除效率,推荐侧向环形通风口高度为2 m;在穹顶中部增设环形开口,能够有效减少煤仓上方30~35 m高度处的悬浮污染物量;双环形开口最优位置分别为15,31 m,可使煤仓内部大部分区域粉尘质量浓度低于10 mg/m3,CO2气体质量浓度低于30 mg/m3;排污效率最高均接近80%。研究成果可为超大空间圆形煤仓通风安全设计提供参考。     

气溶胶灭火剂喷口温度降低措施的研究

为研究气溶胶灭火剂在工程应用中所产生的高温问题,采用了对比试验方法,分别在气溶胶灭火装置内添加降温物质和选用隔热材料,对其喷口温度进行测试。结果表明：当添加的KHCO3为2%时,气溶胶灭火剂的燃烧温度明显降低;实验中选取轻质碳酸镁作为降温物质,其降温效果好、灭火时间短;珍珠岩棉的厚度为20 cm的时候效果最佳,此时喷口最高温度为63 ℃。研究为降低气溶胶灭火剂的喷口温度提供了理论参考和技术支持。     

全氟己酮灭火剂局部应用灭火技术研究

以全氟己酮灭火剂局部应用灭火技术为研究对象，基于旋芯喷嘴低压大流量雾化的特性，利用Fluent 进行了该类喷嘴的外流场仿真，完成了雾化后的灭火剂浓度分布特性仿真分析，并确定了浓度分界点；结合吉利兰半经验公式，推导出了针对不同雾化半角的喷嘴流量计算公式，并建立了局部应用灭火计算方法；结合实验，验证了局部应用灭火技术方法的准确性。研究表明：高度变高、雾化半角变大、温度变高、粒径变小，均会导致所需灭火流量的增大，其中雾化半角对灭火流量的影响最大；结合浓度分布特性和喷嘴流量计算公式建立的局部应用灭火计算方法，能够实现可靠灭火。     

模块化数据中心感烟灭火装置优化设计

针对模块化数据中心感烟灭火装置火灾探测灵敏度低、灭火介质效率低、储压式设计存在危险等问题,设计火灾探测与灭火一体化的感烟灭火装置.基于Mie散射原理,利用主动空气采样感烟探测技术进行早期火灾探测;利用光学仿真软件对探测暗室的光路进行模拟仿真,优化设计探测暗室结构;发明一种非储压式、洁净环保型全氟己酮灭火装置,装置具有多...     

煤粉深位火灾灭火剂及其水平蔓延规律

为解决一般灭火剂和灭火方式无法扑灭煤粉深位火 灾的问题,在水中加入表面活性剂,降低表面张力,提高其润湿煤 粉的能力,作为扑灭煤粉内部深位火灾的有效灭火剂。通过设置 实验装置筛选出适用于煤粉深位火灾的灭火剂。通过实验得到灭 火剂的主要配方为 0.20%吐温-80、0.10%乙二胺四乙酸四钠、 0.05%丁二酸二异辛酯磺酸钠和 0.10%碳酸钾溶液,余量为水。 在渗透压力分别为 0.1、0.2、0.3 MPa 情况下,得到灭火剂渗透到 0.25、0.50、0.75 m 处的渗透时间,利用实验结果拟合得到了灭火 剂水平渗透蔓延煤粉的计算公式。     

抑制三元锂离子电池热失控火灾研究

开展刺入式施放灭火剂的试验,以探究更高效的灭火手段。根据3种影响火灾抑制效能的主要因素（施放路径、充装压力、灭火剂种类）设计试验工况,突出刺入式施放灭火剂的火灾抑制效能。结果表明,电池热失控时,相比于外部施放灭火剂,刺入施放能使电池内部和正极都降至更低温度,差值分别为168.2,61.4℃,且无温度回升。充装压力为0.6 MPa时刺入施放,正极处液态水的降温速率达30.1℃/s,而0.9 MPa时仅为7.2℃/s,相同条件下,黏度较高的2-BTP灭火剂,在0.6 MPa时降温速率高达41.9℃/s,0.9 MPa时仍为35.2℃/s,液态水的抑制效能相比2-BTP灭火剂受充装压力的影响更明显。结果表明,刺入式施放灭火剂可使正极处的温度从643.6℃降至55.5℃,最大冷却速率达252.4℃/s,相比外部施放灭火剂,对锂离子电池火灾表现出更佳的抑制效能。     

七氟丙烷对磷酸铁锂储能电池的灭火效果

以七氟丙烷灭火剂为灭火介质,研究其在不同喷射方式下对磷酸铁锂储能电池火灾的灭火效果。研究发现：不同喷射方式均可在8 s 内扑灭明火,但灭火效果存在一定差异。七氟丙烷垂直喷射时,扑灭明火仅用2 s,且瞬时降温速率最大可达43 ℃/s。抑制复燃时间长,持续升温时间以及持续冒烟时间短。在喷射方式的选择上应尽量保证灭火剂喷口能够覆盖在电池正上方,这样能够最大化发挥七氟丙烷的灭火效果。     

气体灭火系统设计验证模拟实验研究

为强化气体灭火系统的安全性和可靠性,总结气体灭火系统管网设计现状及相关规范要求。进行最短和最长输送距离的管网系统模拟实验,测得喷射时间、喷嘴压力、灭火剂释放量、减压孔板下游最大压力等参数,并与气体灭火系统设计验证软件进行比较。结果表明,实际参数与国家标准理论参数存在较大偏差。针对存在的问题提出对策建议。