无人消防水枪的制作方法
专利名称：无人消防水枪的制作方法
技术领域：
本发明属于救灾设备领域。尤其是一种自动化的消防水枪，是无需人力把持的、用无线或有线的形式进行远距离控制其喷枪体上下和左右喷射角度变化的消防设备。
本发明设想可以使消防队员不站在火源附近费力地把持水枪，而在较远处通过遥控方法瞄准火源，从而降低或消除火场对消防人员的生命危险。其中涉及到的结构可以由电机控制使水枪在两个自由度的任意复合旋转一定角度瞄准火源。过去的结构是采用动密封Y型钢管的方式达到两个自由度的任意复合旋转角度控制从而改变水流射向的方向，但此种方法动密封处造价较高，难于维护。由于本发明针对的应用并不要求有很宽的旋转角度范围，所以本发明设想使用波纹管这种可弯曲的金属导管来改变水流方向从而达到替代动密封Y型钢管的目的。
在对以往专利进行检索后，发现99217413一种可移动式消防装置、97203280一种消防灭火枪等与本专利有类似的应用，但结构完全不同；以及专利01249963全方位消防云台其特征在于“在全方位云台(1)的调整板(2)上固定有消防枪(3)，全方位云台的底座固定板(4)与机械手臂(5)相连接。”而本专利不具有上述部件。特别是发现附件一所示的专利97120335无人消防设备是与本发明非常类似的应用，但是其结构与本发明截然不同，从其公开的内容看，其采用链轮带动万向密封导管，而本发明是采用具有自锁功能的丝杠和可旋转一定角度的波纹管来达到改变枪口指向的目的。
在对美国专利数据库采用关键字fire nozzle & automatic or unmaned进行检索后，未能列出与本发明相关的应用。但是通过互联网进行检索发现目前全球较大的专业消防器材生产销售商美国的TFT公司(该公司的网址为www.TFT.com)推出一种无人把持的便携式消防枪与本发明具有相近的应用。从该公司网站上公开的资料来看，这款无人把持的便携式消防枪的结构中没有电机和机械驱动部分，该水枪的自动模式是通过水流射出的作用力导致水枪自身规律性的摆动，故它的消防枪的喷射水流的落点不能人为的随意控制。
目的本专利的目的让消防员通过遥控方式控制电机，从而控制水枪指向火源，让廉价的机器替代消防战士去执行高消耗体能的、工作环境恶劣的、具有相当危险性的消防灭火工作。技术方案本发明技术方案是在一个可复合转动一定角度的矩形空心万向节机构中，贯穿一根可自由弯曲一定角度的耐压金属波纹软管，金属波纹软管的一端固定在喷枪体的进口处，另一端是一个可与消防水龙带快速连接的消防专用接头。金属波纹软管在输送压力水的同时可适应喷枪体所做的上、下、左、右各种复合的角度变化。
两套功能一样的由减速电机、丝杠和丝母组成的传动机构分别用于控制喷枪体的水平和垂直两个自由度的旋转角度，通过其支点分别链接在空心万向节机构的框架壁上。当减速电机驱动丝杠转动时，丝母与减速电机轴线上两支点间的距离就发生了变化，此时喷枪体指向角度(上下或左右)即发生相应的变化。
传动机构采用螺旋丝杠结构的好处一是用很小的功率即可完成阻力非常大的丝母位移工作(当金属波纹软管内充满压力水时要想弯曲它是比较困难的)；二是螺旋丝杠结构的自锁能力特别好且十分简单，丝杠不旋转时外力(除非破坏螺纹)不可能改变丝母与减速电机轴线上两支点间的距离，此结构对锁定具有相当侧向推力(流体反作用力)的喷射枪体尤其适合。
两台减速电机的控制(即消防枪体的喷射角度控制)均由无线或有线的遥控装置在距消防枪体一定距离的地方来完成。
空心万向节固定关节的侧板下部装有轮轴，轮轴两端分别装有两个可承重的轮子，固定在空心万向节固定关节下部的支撑脚与两个轮子以三角形状排列。抬起支撑脚即可方便地移动无人消防枪。
图示说明(1)喷枪体、(2)空心万向节第一可动关节、(3)水平状铰链销轴、(4)空心万向节第二可动关节、(5)垂直状铰链销轴、(6)空心万向节固定关节、(7)金属波纹软管、(8)支撑脚、(9)轮子、(10)减速电机、(11)丝杠、(12)丝母、(13)减速电机、(14)丝杠、(15)丝母、(16)轮轴
图1是本发明的主视图-1，图中L1的数值最大，即丝母(12)已移至减速电机(10)的最远端，喷枪体(1)已上仰到了最大角度。
图2是本发明的主视图-2，图中L1的数值最小，即丝母(12)已移至减速电机(10)的最近端，喷枪体(1)已下降到了最小角度。
图3是本发明的俯视图-1，图中L2的数值最小，即丝母(15)已移至减速电机(13)的最近端，喷枪体(1)已右转到了最大角度。
图4是本发明的俯视图-2，图中L2的数值最大，即丝母(15)已移至减速电机(13)的最远端，喷枪体(1)已右转到了最大角度。图5是本发明中用丝杠结构改变喷枪体角度的原理在任意三角形A、B、C中设A和B是不可移动的点。
C是可移动的点。
AB和AC两条边是不可改变长度的边。
CB边是可改变长度的边。
则当CB边的长度改变时，∠CBA的角度随之改变。图6是本发明由消防员拖动时的示例。
下面结合附图对本专利的实施进一步说明在一个矩形管状的空心万向节第二可动关节(4)的侧壁上，分别开有两组轴线相差90度但两轴线不相交的通孔。通过两套轴线为水平状铰链销轴(3)及轴线为垂直状铰链销轴(5)将空心万向节第一可动关节(2)和空心万向节固定关节(6)连接成为一个整体的空心万向节机构。
空心万向节第一可动关节(2)的端部连接喷枪体(1)，一根可自由弯曲60度的耐压金属波纹软管(7)从空心万向节第二可动关节(4)的矩形孔中间穿过，金属波纹软管(7)的一端固定在喷枪体(1)的进口处，另一端是一个可与标准的消防水龙带快速连接的消防专用接头。
由减速电机(10)、丝杠(11)和丝母(12)组成一套传动机构。由减速电机(13)、丝杠(14)和丝母(15)组成另一套传动机构，两套传动机构的功能是一样的。
第一套传动机构电机(10)的支点链接在空心万向节第一可动关节(2)的侧板上，第一套传动机构丝母(11)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的底板上；第二套传动机构电机(13)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的侧板上，第二套传动机构丝母(14)的支点链接在空心万向节固定关节(6)的侧板上。
当减速电机(10)或(13)驱动丝杠(11)或(14)转动时，丝母(12)或(15)与减速电机(10)或(13)轴线上两支点间的距离L1或L2就被迫发生了变化，此时喷枪体(1)出水口指向的角度(上下或左右)即随着L值的变化而发生相应的变化。
两台减速电机的控制由无线或有线的遥控完成正反旋转。
空心万向节固定关节(6)的侧板下部装有轮轴(16)，轮轴(16)两端分别装有两个可承重的轮子(9)，固定在空心万向节固定关节(6)下部的支撑脚(8)与两个轮子以三角形状排列。抬起支撑脚(8)即可方便地移动无人消防枪。
权利要求
1.一种无人消防枪，由喷枪体、一个可复合转动的矩形空心万向节机构、一根金属波纹软管(7)、两套减速电机(10)或(13)、丝杠(11)或(14)和丝母(12)或(15)组成。
2.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是矩形管状的空心万向节第二可动关节(4)的侧壁上，分别开有两组轴线相差90度但两轴线不相交的通孔，通过两套轴线为水平状铰链销轴(3)及轴线为垂直状铰链销轴(5)将空心万向节第一可动关节(2)和空心万向节固定关节(6)连接成为一个整体的空心万向节机构。
3.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是耐压金属波纹软管(7)从空心万向节第二可动关节(4)的矩形孔中间穿过，其一端连接在喷枪体(1)的进口处，另一端是一个可与标准的消防水龙带快速连接的消防专用接头。
4.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是喷枪体(1)连接矩形空心万向节机构第一可动关节(2)的端部。
5.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是传动机构电机(10)的支点链接在空心万向节第一可动关节(2)的侧板上，传动机构丝母(11)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的底板上。
6.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是传动机构电机(13)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的侧板上，传动机构丝母(14)的支点链接在空心万向节固定关节(6)的侧板上。
全文摘要
一种无人消防水枪，在一个可复合转动的矩形空心万向节机构中，贯穿一根可自由弯曲的耐压金属波纹软管，金属波纹软管的一端固定在喷枪体的进口处，另一端是一个可与消防水龙带快速连接的消防专用接头。由两套功能一样的由减速电机、丝杠和丝母组成的传动机构通过其支点分别链接在空心万向节机构的框架壁上。当减速电机驱动丝杠转动时，丝母与减速电机轴线上两支点间的距离发生变化导致喷枪体的指向角度(上下或左右)发生相应的变化。操作人员可在远处通过控制电机控制消防枪水流喷射落点，达到火源和消防水枪附近无人的效果。
文档编号A62C25/00GK1446602SQ0311446
公开日2003年10月8日 申请日期2003年1月27日 优先权日2003年1月27日
发明者孔小乐, 孔亦周 申请人:孔小乐
技术领域：
本发明属于救灾设备领域。尤其是一种自动化的消防水枪，是无需人力把持的、用无线或有线的形式进行远距离控制其喷枪体上下和左右喷射角度变化的消防设备。
本发明设想可以使消防队员不站在火源附近费力地把持水枪，而在较远处通过遥控方法瞄准火源，从而降低或消除火场对消防人员的生命危险。其中涉及到的结构可以由电机控制使水枪在两个自由度的任意复合旋转一定角度瞄准火源。过去的结构是采用动密封Y型钢管的方式达到两个自由度的任意复合旋转角度控制从而改变水流射向的方向，但此种方法动密封处造价较高，难于维护。由于本发明针对的应用并不要求有很宽的旋转角度范围，所以本发明设想使用波纹管这种可弯曲的金属导管来改变水流方向从而达到替代动密封Y型钢管的目的。
在对以往专利进行检索后，发现99217413一种可移动式消防装置、97203280一种消防灭火枪等与本专利有类似的应用，但结构完全不同；以及专利01249963全方位消防云台其特征在于“在全方位云台(1)的调整板(2)上固定有消防枪(3)，全方位云台的底座固定板(4)与机械手臂(5)相连接。”而本专利不具有上述部件。特别是发现附件一所示的专利97120335无人消防设备是与本发明非常类似的应用，但是其结构与本发明截然不同，从其公开的内容看，其采用链轮带动万向密封导管，而本发明是采用具有自锁功能的丝杠和可旋转一定角度的波纹管来达到改变枪口指向的目的。
在对美国专利数据库采用关键字fire nozzle & automatic or unmaned进行检索后，未能列出与本发明相关的应用。但是通过互联网进行检索发现目前全球较大的专业消防器材生产销售商美国的TFT公司(该公司的网址为www.TFT.com)推出一种无人把持的便携式消防枪与本发明具有相近的应用。从该公司网站上公开的资料来看，这款无人把持的便携式消防枪的结构中没有电机和机械驱动部分，该水枪的自动模式是通过水流射出的作用力导致水枪自身规律性的摆动，故它的消防枪的喷射水流的落点不能人为的随意控制。
目的本专利的目的让消防员通过遥控方式控制电机，从而控制水枪指向火源，让廉价的机器替代消防战士去执行高消耗体能的、工作环境恶劣的、具有相当危险性的消防灭火工作。技术方案本发明技术方案是在一个可复合转动一定角度的矩形空心万向节机构中，贯穿一根可自由弯曲一定角度的耐压金属波纹软管，金属波纹软管的一端固定在喷枪体的进口处，另一端是一个可与消防水龙带快速连接的消防专用接头。金属波纹软管在输送压力水的同时可适应喷枪体所做的上、下、左、右各种复合的角度变化。
两套功能一样的由减速电机、丝杠和丝母组成的传动机构分别用于控制喷枪体的水平和垂直两个自由度的旋转角度，通过其支点分别链接在空心万向节机构的框架壁上。当减速电机驱动丝杠转动时，丝母与减速电机轴线上两支点间的距离就发生了变化，此时喷枪体指向角度(上下或左右)即发生相应的变化。
传动机构采用螺旋丝杠结构的好处一是用很小的功率即可完成阻力非常大的丝母位移工作(当金属波纹软管内充满压力水时要想弯曲它是比较困难的)；二是螺旋丝杠结构的自锁能力特别好且十分简单，丝杠不旋转时外力(除非破坏螺纹)不可能改变丝母与减速电机轴线上两支点间的距离，此结构对锁定具有相当侧向推力(流体反作用力)的喷射枪体尤其适合。
两台减速电机的控制(即消防枪体的喷射角度控制)均由无线或有线的遥控装置在距消防枪体一定距离的地方来完成。
空心万向节固定关节的侧板下部装有轮轴，轮轴两端分别装有两个可承重的轮子，固定在空心万向节固定关节下部的支撑脚与两个轮子以三角形状排列。抬起支撑脚即可方便地移动无人消防枪。
图示说明(1)喷枪体、(2)空心万向节第一可动关节、(3)水平状铰链销轴、(4)空心万向节第二可动关节、(5)垂直状铰链销轴、(6)空心万向节固定关节、(7)金属波纹软管、(8)支撑脚、(9)轮子、(10)减速电机、(11)丝杠、(12)丝母、(13)减速电机、(14)丝杠、(15)丝母、(16)轮轴
图1是本发明的主视图-1，图中L1的数值最大，即丝母(12)已移至减速电机(10)的最远端，喷枪体(1)已上仰到了最大角度。
图2是本发明的主视图-2，图中L1的数值最小，即丝母(12)已移至减速电机(10)的最近端，喷枪体(1)已下降到了最小角度。
图3是本发明的俯视图-1，图中L2的数值最小，即丝母(15)已移至减速电机(13)的最近端，喷枪体(1)已右转到了最大角度。
图4是本发明的俯视图-2，图中L2的数值最大，即丝母(15)已移至减速电机(13)的最远端，喷枪体(1)已右转到了最大角度。图5是本发明中用丝杠结构改变喷枪体角度的原理在任意三角形A、B、C中设A和B是不可移动的点。
C是可移动的点。
AB和AC两条边是不可改变长度的边。
CB边是可改变长度的边。
则当CB边的长度改变时，∠CBA的角度随之改变。图6是本发明由消防员拖动时的示例。
下面结合附图对本专利的实施进一步说明在一个矩形管状的空心万向节第二可动关节(4)的侧壁上，分别开有两组轴线相差90度但两轴线不相交的通孔。通过两套轴线为水平状铰链销轴(3)及轴线为垂直状铰链销轴(5)将空心万向节第一可动关节(2)和空心万向节固定关节(6)连接成为一个整体的空心万向节机构。
空心万向节第一可动关节(2)的端部连接喷枪体(1)，一根可自由弯曲60度的耐压金属波纹软管(7)从空心万向节第二可动关节(4)的矩形孔中间穿过，金属波纹软管(7)的一端固定在喷枪体(1)的进口处，另一端是一个可与标准的消防水龙带快速连接的消防专用接头。
由减速电机(10)、丝杠(11)和丝母(12)组成一套传动机构。由减速电机(13)、丝杠(14)和丝母(15)组成另一套传动机构，两套传动机构的功能是一样的。
第一套传动机构电机(10)的支点链接在空心万向节第一可动关节(2)的侧板上，第一套传动机构丝母(11)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的底板上；第二套传动机构电机(13)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的侧板上，第二套传动机构丝母(14)的支点链接在空心万向节固定关节(6)的侧板上。
当减速电机(10)或(13)驱动丝杠(11)或(14)转动时，丝母(12)或(15)与减速电机(10)或(13)轴线上两支点间的距离L1或L2就被迫发生了变化，此时喷枪体(1)出水口指向的角度(上下或左右)即随着L值的变化而发生相应的变化。
两台减速电机的控制由无线或有线的遥控完成正反旋转。
空心万向节固定关节(6)的侧板下部装有轮轴(16)，轮轴(16)两端分别装有两个可承重的轮子(9)，固定在空心万向节固定关节(6)下部的支撑脚(8)与两个轮子以三角形状排列。抬起支撑脚(8)即可方便地移动无人消防枪。
权利要求
1.一种无人消防枪，由喷枪体、一个可复合转动的矩形空心万向节机构、一根金属波纹软管(7)、两套减速电机(10)或(13)、丝杠(11)或(14)和丝母(12)或(15)组成。
2.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是矩形管状的空心万向节第二可动关节(4)的侧壁上，分别开有两组轴线相差90度但两轴线不相交的通孔，通过两套轴线为水平状铰链销轴(3)及轴线为垂直状铰链销轴(5)将空心万向节第一可动关节(2)和空心万向节固定关节(6)连接成为一个整体的空心万向节机构。
3.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是耐压金属波纹软管(7)从空心万向节第二可动关节(4)的矩形孔中间穿过，其一端连接在喷枪体(1)的进口处，另一端是一个可与标准的消防水龙带快速连接的消防专用接头。
4.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是喷枪体(1)连接矩形空心万向节机构第一可动关节(2)的端部。
5.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是传动机构电机(10)的支点链接在空心万向节第一可动关节(2)的侧板上，传动机构丝母(11)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的底板上。
6.根据权利要求一所述的无人消防水枪其特征是传动机构电机(13)的支点链接在空心万向节第二可动关节(4)的侧板上，传动机构丝母(14)的支点链接在空心万向节固定关节(6)的侧板上。
全文摘要
一种无人消防水枪，在一个可复合转动的矩形空心万向节机构中，贯穿一根可自由弯曲的耐压金属波纹软管，金属波纹软管的一端固定在喷枪体的进口处，另一端是一个可与消防水龙带快速连接的消防专用接头。由两套功能一样的由减速电机、丝杠和丝母组成的传动机构通过其支点分别链接在空心万向节机构的框架壁上。当减速电机驱动丝杠转动时，丝母与减速电机轴线上两支点间的距离发生变化导致喷枪体的指向角度(上下或左右)发生相应的变化。操作人员可在远处通过控制电机控制消防枪水流喷射落点，达到火源和消防水枪附近无人的效果。
文档编号A62C25/00GK1446602SQ0311446
公开日2003年10月8日 申请日期2003年1月27日 优先权日2003年1月27日
发明者孔小乐, 孔亦周 申请人:孔小乐
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