一種室內用小型消防車設計方案分析

摘 要：為了解決因樓層高、樓道擁擠等原因引起的救火困難以及火情發現遲等問題，從方便實用性角度出發，本文設計了一種室內用小型消防車，并從基本構成、工作原理和特性等方面進行了詳細的分析。該消防車可以實現自動尋火、準確定位、快速滅火等智能化功能，結構簡單、操作便捷、可靠耐用，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：消防車 智能 設計方案

中圖分類號：U462.1 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0076-02

住宅建筑因其內部可燃物多、火災載荷大、人員多而集中等特點，一直是火災的高發區，加之蔓延途徑多、速度快，火災一旦發生，就會造成大量的人員傷亡和財產損失。隨著城市化和現代化進程的加快，我國住宅建筑建設的速度和總量也在不斷攀升，防火與滅火形勢相當嚴峻。

古往今來火災一直威脅著人們的財產和生命安全，然后有許多是由于人們的疏忽大意而造成的，如果能夠及時發現和處理，有許多火災是完全可以避免的。尤其是在火災現場無人的時候或人們還未及時發現的時候就可將火災消滅在萌芽階段。基于以上原因，本文設計了一種室內用小型消防車，并對其結構組成、工作原理以及特性等進行詳細分析。當發生火災時，該消防車可以實現及早發現、自動尋火、準確定位、快速滅火等功能，有效克服當前火情發現不及時、人工滅火存在安全隱患等缺點。

1 室內用小型消防車的基本構成

圖1所示為設計的室內用小型消防車結構示意圖。為了使傳動、成本、穩定性等方面更合理要求，該方案對驅動部分的減速機構引入兩級減速圓柱齒輪傳動，對轉向部分引入錐齒輪及單級圓柱齒輪傳動，在驅動部分可以實現大的傳動并且提高車的美觀、提高轉向部分電動機的穩定性[1]。

該室內用小型消防車機構主要有前后車輪、前后驅動電機、轉向電動機、控制繩輪電動機、電瓶、滅火器、小齒輪、過度齒輪、大齒輪、軸承、前車軸、前支撐、鍵、轉向大齒輪、轉向小齒輪、轉向齒條、平行四邊形機構、后支撐、車架總成等部件組成。

2 室內用小型消防車的工作原理

該消防車的工作部分可分為驅動前后運動傳動部分、消防車轉向部分、滅火器開啟并噴射滅火液三個部分。

2.1 室內用小型消防車機構驅動前后運動傳動部分

圖2所示為消防車向前或向后運動的執行機構。當發現室內火情需要進行自動滅火時，單片機根據傳感器傳來的信號進行處理，然后發送信號控制驅動部分電動機的電源控制開關，促使電動機轉動，電動機帶動兩級圓柱減速齒輪轉動即可實現自動前進或后退功能。

2.2 室內用小型消防車轉向部分

圖3所示為室內用小型消防車轉向車輪發生轉向的執行機構。當消防車到達某一位置時，不同部位的火情傳感器向單片機處理器輸送不同的信號，這時單片機根據各方的信號判斷車體與大火的位置。若要改變車體的方位，單片機準確地計算控制轉向電動機電源的時刻及持續時間，并向控制電動機發出信號?？刂妻D向電動機轉動，經過一級圓柱齒輪、圓錐齒輪和齒輪齒條傳輸到平行四邊形機構，拉動車輪轉向，這時車輪的轉動迫使車體方位發生變化，成功實現車體的轉動。

2.3 室內用小型消防車滅火器開啟部分

圖4所示為室內用小型消防車滅火器開啟與關閉機構。當室內用小型消防車到達滅火預定位置后，單片機向控制滅火器開關的機構發出信號，此時開關控制機構按照單片機處理器的要求自動開啟滅火器。滅火器開啟后向大火噴滅火液，只要單片機處理器不向該機構發出關閉信號，滅火液一直向大火噴射直到滅火液噴射完畢。當單片機處理器接收到火情傳感器傳來無火信號時，單片機處理器立即向控制滅火器開關的機構發出關閉信號，成功地實現自動滅火[2]。

3 室內用小型消防車特性分析

通過對本文設計的室內用小型消防車的基本結構及工作原理的分析，從整體機構來看，該方案具有以下特點。

（1）總體結構仍然保持了轉向機構的緊湊性，以及材料加工的最小化。

（2）該室內用小型消防車機構方案設計中，在驅動部分運用了兩級減速圓柱齒輪，在轉向部分運用了一級錐齒輪傳動和齒輪齒條傳動，傳動比滿足本機構的設計要求。

（3）通過三維動畫模擬該消防車的工作過程，可以看出本文設計的室內用小型消防車機構的各部件能協調工作、實現相應功能。

4 結語

配有室內智能消防車機構的房間可減少不必要的財產損失，由于機構采用自動智能化，消防員員不必再為危險的爬樓、滅火而煩惱，機構的結構緊湊不影響室內物品的擺放與人的行走，由于室內智能消防車機構可將復雜危險操作安全化，從而有效降低了財產損失，提高滅火安全性和環保功能，因而在不久的將來必將被廣泛應用。

參考文獻

[1]陳家瑞，馬天飛.汽車構造[M].5版.北京：人民交通出版社，2008.

[2]孫桓，陳作模.機械原理[M].7版.北京：高等教育出版社，2007.

[3]葛文杰.機械結構設計原理[M].7版.天津：天津大學出版社，2008.

[4]寧貴欣.CATIAV5工業造型設計實例教程[M].北京：清華大學出版社，2004.

[5]王曉.汽車附屬裝置設計準則[M].北京人民交通出版社，2007.