CN112169217B - 一种升降式山火监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种升降式山火监测装置，包括往复行进机构、升降机构、灭火机构和监测单元，通过往复行进机构带动灭火机构和监测单元沿输电线路往复移动，使单一的监测设备即可完成对输电线路沿线区域的山火进行全面的大范围监测；通过升降机构中的吊绳将灭火机构和监测单元悬吊在低处，避免高山云层对监测单元造成影响，使监测单元可全天候实时对山火进行监测；当监测单元检测到山火时，通过主控单元向监控后台发送警报和位置信息，监测后台的操作人员派遣救火人员前往山火点组织灭火，同时远程控制监测单元实时观察山火蔓延动态，在救火人员到达前，可控制灭火机构中的干粉储存箱喷干粉灭火剂扑灭靠近输电线路的山火，避免输电线受到损坏。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路安全技术领域，更具体地，涉及一种升降式山火监测装置。
背景技术
近年来，随着电力资源的开发，越来越多的输电线路穿过高山峻岭地带，这些地区独特的地形地貌、气候条件，极易引发山火；每当进入高温或干燥的季节，山上的树林及干草，由于人们用火不慎或自然因素，时常会引发山火灾害，山火一旦引发，若不能及时发现，火势将会利用风势迅速蔓延，从而严重威胁输电线路的安全运行，带来巨大的经济损失，为此需要快速掌握火灾起源情况，第一时间进行抢救，才能更大程度的降低损失。目前，一般采用卫星遥感监测、地面固定终端监测或者人工巡检等防护措施，但是卫星遥感监测难以实现全天候监测，易受云层影响。地面固定终端监测法监测范围小，难以对较远距离的输电线路山火进行监测和预警。传统的人工巡检防护措施只能监测重点区域，监测范围小，难以实现全面和实时监测。同时现有的监测装置没有灭火的功能，由于救火人员到达发生火灾区域需要一定的时间，在该时间段内监测装置无法有效的控制火灾对输电线路的影响，从而导致输电线仍会受到一定损坏，而影响输电线的正常运行，因此一种能够进行大范围实时山火监测并能够对输电线路进行保护的输电线路山火监测装置尤为重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种升降式山火监测装置，它能够克服云层影响，不间断地实时大范围对山火进行监测，并能够在救火人员到达前，对山火进行有效控制，避免山火对输电线路造成损坏。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种升降式山火监测装置，包括往复行进机构、升降机构、灭火机构和监测单元，所述往复行进机构包括保护箱、第一套筒、第二套筒、第一驱动电机，所述第一套筒、第二套筒和第一驱动电机固定设于所述保护箱的顶部，所述第一套筒、第二套筒套装在输电线路上，所述第一驱动电机的输出端固定连接有第一转轴，所述第一转轴上设有驱动轮，所述驱动轮设在所述输电线路上，且与所述输电线路相匹配，所述保护箱内设有主控单元，所述升降机构包括第二驱动电机、吊绳，所述第二驱动电机设于所述保护箱底部，所述第二驱动电机的输出端固定连接有第二转轴，所述吊绳的一端固定于所述第二转轴上，所述灭火机构包括第三驱动电机、干粉储存箱，所述吊绳的另一端固定于所述第三驱动电机上，所述第三驱动电机的输出端与所述干粉储存箱固定相连，所述监测单元设于所述干粉存储箱的下底面，所述主控单元分别与所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、监测单元电连接，所述主控单元与监控后台无线通信连接。
优选的，所述监控单元包括大气压力传感器，温度传感器、烟雾传感器以及红外摄像机，所述大气压力传感器，温度传感器以及烟雾传感器固定设于所述干粉储存箱的下底面，所述红外摄像机通过云台与所述干粉储存箱的下底面相连，所述主控单元分别与所述大气压力传感器，温度传感器、烟雾传感器以及红外摄像机电连接。
优选的，所述干粉存储箱内部通过隔板分割成空腔和风腔，所述空腔通过电磁阀与所述风腔相连通，所述风腔的顶部设有风机，所述风腔的底部设有与外界连通的喷射口，所述主控单元分别与所述电池阀、风机电连接。
优选的，所述风腔和所述喷射口均呈上宽下窄结构。
优选的，所述干粉储存箱上还设有充装口，所述充装口上设有盖板。
优选的，还包括超声波探测器，所述超声波探测器固定设于所述干粉存储箱底部，所述主控单元与所述超声波探测器电连接。
优选的，还包括防护罩，所述防护罩设于所述第三驱动电机的上端。
优选的，所述保护箱的截面呈倒梯形结构，所述第一套筒、第二套筒设于所述保护箱顶面的中轴线上。
优选的，还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括太阳能板，蓄电池以及太阳能控制单元，所述太阳能板设于所述保护箱的顶部，所述蓄电池和太阳能控制单元设于所述保护箱内部，所述太阳能板、蓄电池均与所述太阳能控制单元电连接，所述主控单元与所述太阳能控制电源电连接。
与现有技术相比，本发明达到的有益效果是：
本发明提供一种升降式山火监测装置，通过所述往复行进机构带动灭火机构和监测单元沿着输电线路往复移动，使得单一的监测设备即可完成对输电线路沿线区域的山火进行全面的大范围监测；通过所述升降机构中的吊绳将灭火机构和监测单元悬吊在低处，避免了高山云层对监测单元造成影响，使得监测单元可全天候实时对山火进行监测；当监测单元检测到山火发生时，通过主控单元向监控后台发送警报和位置信息，监测后台的操作人员派遣救火人员前往山火点组织灭火，同时操作人员可远程控制监测单元实时观察山火的蔓延动态，在救火人员到达之前，可控制灭火机构中的干粉储存箱喷干粉灭火剂扑灭靠近输电线路的山火，避免输电线受到损坏，保证输电线的正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的往复行进机构侧视图；
图3是本发明的往复行进机构俯视图；
图4是本发明的灭火机构结构示意图；
图5是本发明的电路原理示意图；
附图中，1-输电线路、2-往复行进机构、21-保护箱、22-第一套筒、23-第二套筒、24-第一驱动电机、25-第一转轴、26-驱动轮、3-主控单元、4-升降机构、41-第二驱动电机、42-吊绳、43-第二转轴、5-灭火机构、51-第三驱动电机、52-干粉储存箱、53-隔板、54-空腔、55-风腔、56-电磁阀、57-风机、58-喷射口、59-充装口、510-盖板、6-监测单元、61-大气压力传感器、62-温度传感器、63-烟雾传感器、64-红外摄像机、65-云台、7-超声波探测器、8-防护罩、9-太阳能供电装置、91-太阳能板、92-蓄电池、93-太阳能控制单元。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明:
实施例1
参见图1-图5，一种升降式山火监测装置，包括往复行进机构2、升降机构4、灭火机构5和监测单元6，所述往复行进机构2包括保护箱21、第一套筒22、第二套筒23、第一驱动电机24，所述第一套筒22、第二套筒23和第一驱动电机24固定设于所述保护箱21的顶部，所述第一套筒22、第二套筒23套装在输电线路1上，所述第一驱动电机24的输出端固定连接有第一转轴25，所述第一转轴25上设有驱动轮26，所述驱动轮26设在所述输电线路1上，且与所述输电线路1相匹配，所述保护箱21内设有主控单元3，所述升降机构4包括第二驱动电机41、吊绳42，所述第二驱动电机41设于所述保护箱21底部，所述第二驱动电机41的输出端固定连接有第二转轴43，所述吊绳42的一端固定于所述第二转轴43上，所述灭火机构5包括第三驱动电机51、干粉储存箱52，所述吊绳42的另一端固定于所述第三驱动电机51上，所述第三驱动电机51的输出端与所述干粉储存箱52固定相连，所述监测单元6设于所述干粉存储箱52的下底面，所述主控单元3分别与所述第一驱动电机24、第二驱动电机41、第三驱动电机51、监测单元6电连接，所述主控单元3与监控后台无线通信连接。
使用时，通过所述主控单元3控制第一驱动电机24正转/反转，从而带动所述驱动轮26在输电线路1上正转/反转，进而实现整套监测装置沿着输电线路1的往复运动；通过监测单元6的往复运动，可以对输电线路1沿线区域进行全面的大范围山火监测；通过所述主控单元3控制所述第二驱动电机41正转/反转，从而可对所述吊绳进行卷收/释放，进而实现灭火机构和监测单元的上升/下降，通过所述吊绳42将监测单元6悬吊至高山云层的下方，可避免云层对监测单元6的工作造成影响，使得监测单元6可全天候实时对山火进行监测；
当监测单元6检测到异常信号时，传递信号给主控单元3，主控单元3向监控后台发送警报信号和当前的位置信息，监控后台的操作人员依据位置信息派遣救火人员前往山火点组织灭火，同时操作人员接管控制监测装置，通过远程控制监测单元实时观察山火的蔓延动态，及时有效的预警山火发展，为后续调整灭火方案提供依据。同时在救火人员到达之前，可控制第三驱动电机51启动，带动干粉储存箱52转动，所述干粉储存箱52喷干粉灭火剂扑灭周围靠近输电线路1的山火，避免输电线路1受到损坏，从而保证输电路1的正常运行。
具体的，所述监控单元6包括大气压力传感器61，温度传感器62、烟雾传感器63以及红外摄像机64，所述大气压力传感器61，温度传感器62以及烟雾传感器63固定设于所述干粉储存箱52的下底面，所述红外摄像机64通过云台65与所述干粉储存箱52的下底面相连，所述主控单元3分别与所述大气压力传感器61，温度传感器62、烟雾传感器63以及红外摄像机64电连接。
因红外摄像机64的工作能耗高，为避免过度消耗电源电能，一般情况下，所述大气压力传感器61，温度传感器62以及烟雾传感器63处于开启实时监测状态，所述红外摄像机64处于关闭状态；当所述大气压力传感器61，温度传感器62以及烟雾传感器63中任意两个及以上检测到异常信号时，传递信号至主控单元3，所述主控单元3控制所述红外摄像机64开启，所述红外摄像机64通过云台65实现360度转动寻找山火点，当发现山火点后，传递信号至主控单元3，所述主控单元3向监控后台发送警报信息和当前监测装置的位置信息。通过所述大气压力传感器61，温度传感器62以及烟雾传感器63的多方面检测，以及所述红外摄像机64的二次复测，能够更加准确地对山火进行实时预警，有效避免误判而导致灭火的人力和物力浪费。
采用所述红外摄像机64，在黒暗的环境下依然可以清晰成像，补充可见光的不足。它可以发现高温源或隐火的位置，准确做出预警；在山火产生导致烟雾形成之后，可以有效穿透烟雾，呈现山火点边界，便于密切关注山火蔓延趋势，从而利于分析火灾的发展趋势，制定相应的灭火方案。
具体的，所述干粉存储箱52内部通过隔板53分割成空腔54和风腔55，所述空腔54通过电磁阀56与所述风腔55相连通，所述风腔55的顶部设有风机57，所述风腔55的底部设有与外界连通的喷射口58，所述主控单元3分别与所述电池阀56、风机57电连接。
所述空腔54中储存有干粉灭火剂，通过所述主控单元3控制电磁阀56和风机57开启，所述干粉灭火剂流入风腔55，在风机57的风力吹动下，经喷射口58洒向输电线路1周围的山火点，避免输电线路1受到山火损坏，从而保证输电线路1的正常运行。采用风机57的风力作为吹动干粉灭火剂的动力，区别于传统的高压方式，不需进行储压，在常压状态下，干粉灭火剂不易出现泄露，保证干粉储存箱52的正常使用。
具体的，所述风腔55和所述喷射口58均呈上宽下窄结构。通过逐渐收缩风腔55和喷射口58的空间，从而增大风速，使得所述干粉灭火剂获得更大的动力，增大干喷灭火剂的喷洒距离，进而扩大可灭火范围，避免山火距输电线路1过近，进一步增强对输电线路1的保护。
具体的，所述干粉储存箱52上还设有充装口59，所述充装口59上设有盖板510。当干粉灭火剂使用完后，可通过充装口59再次向空腔55中填充干粉灭火剂，实现干粉储存箱52的重复利用，降低实用成本。
具体的，还包括超声波探测器7，所述超声波探测器7固定设于所述干粉存储箱52底部，所述主控单元3与所述超声波探测器7电连接。所述灭火机构5和监测单元6通过吊绳42悬吊在低处，在往复移动过程中，会遇到树木等障碍物，通过超声波探测器7对障碍物进行检测，当发现障碍物时，通过主动单元3控制所述第二驱动电机41正转，对所述吊绳42进行卷收，从而上升所述灭火机构5和监测单元6以避让障碍物。
进一步的，还可通过控制所述第二驱动电机41反转，下降所述灭火机构5和监测单元6，以便对所述灭火机构5和监测单元6进行干粉灭火剂的填充或者检查维修，从而避免高空作业，操作安全便捷。
具体的，还包括防护罩8，所述防护罩8设于所述第三驱动电机51的上端。所述防护罩8可避免灭火机构5和监测单元6长期被雨水淋湿和太阳爆嗮，从而增加所述灭火机构5和监测单元的使用寿命。
具体的，所述保护箱21的截面呈倒梯形结构，所述第一套筒22、第二套筒23设于所述保护箱21顶面的中轴线上。通过所述设计，使得所述保护箱21的重心位于输电线路1的正下方，避免所述保护箱21发生倾斜，导致所述驱动轮26不能正常压在所述输电线路1上，进而导致监测装置无法进行往复移动。
具体的，还包括太阳能供电装置9，所述太阳能供电装置9包括太阳能板91，蓄电池92以及太阳能控制单元93，所述太阳能板91设于所述保护箱21的顶部，所述蓄电池92和太阳能控制单元93设于所述保护箱21内部，所述太阳能板91、蓄电池92均与所述太阳能控制单元93电连接，所述主控单元3与所述太阳能控制单元93电连接。利用太阳能板91将太阳能转化成电能，一方面通过太阳能控制单元93对其他部件进行供电，另一方面太阳能控制单元93控制蓄电池92充电，储存多余电能，并在太阳能板91发电不充足时控制蓄电池92对其他部件进行供电。采用太阳能供电装置9进行供电，与输电线路1区别开，当发生山火时，输电线路1被迫断开，监测装置依然有供电动力，可对山火的趋势进行实时监测。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种升降式山火监测装置，其特征在于，包括往复行进机构、升降机构、灭火机构和监测单元，所述往复行进机构包括保护箱、第一套筒、第二套筒、第一驱动电机，所述第一套筒、第二套筒和第一驱动电机固定设于所述保护箱的顶部，所述第一套筒、第二套筒套装在输电线路上，所述第一驱动电机的输出端固定连接有第一转轴，所述第一转轴上设有驱动轮，所述驱动轮设在所述输电线路上，且与所述输电线路相匹配，所述保护箱内设有主控单元，所述升降机构包括第二驱动电机、吊绳，所述第二驱动电机设于所述保护箱底部，所述第二驱动电机的输出端固定连接有第二转轴，所述吊绳的一端固定于所述第二转轴上，所述灭火机构包括第三驱动电机、干粉储存箱，所述吊绳的另一端固定于所述第三驱动电机上，所述第三驱动电机的输出端与所述干粉储存箱固定相连，所述监测单元设于所述干粉储存箱的下底面，所述主控单元分别与所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机、监测单元电连接，所述主控单元与监控后台无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，所述监测单元包括大气压力传感器，温度传感器、烟雾传感器以及红外摄像机，所述大气压力传感器，温度传感器以及烟雾传感器固定设于所述干粉储存箱的下底面，所述红外摄像机通过云台与所述干粉储存箱的下底面相连，所述主控单元分别与所述大气压力传感器，温度传感器、烟雾传感器以及红外摄像机电连接。
3.根据权利要求1所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，所述干粉储 存箱内部通过隔板分割成空腔和风腔，所述空腔通过电磁阀与所述风腔相连通，所述风腔的顶部设有风机，所述风腔的底部设有与外界连通的喷射口，所述主控单元分别与所述电磁阀、风机电连接。
4.根据权利要求3所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，所述风腔和所述喷射口均呈上宽下窄结构。
5.根据权利要求3所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，所述干粉储存箱上还设有充装口，所述充装口上设有盖板。
6.根据权利要求1所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，还包括超声波探测器，所述超声波探测器固定设于所述干粉储存 箱底部，所述主控单元与所述超声波探测器电连接。
7.根据权利要求1所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，还包括防护罩，所述防护罩设于所述第三驱动电机的上端。
8.根据权利要求1所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，所述保护箱的截面呈倒梯形结构，所述第一套筒、第二套筒设于所述保护箱顶面的中轴线上。
9.根据权利要求1所述的一种升降式山火监测装置，其特征在于，还包括太阳能供电装置，所述太阳能供电装置包括太阳能板，蓄电池以及太阳能控制单元，所述太阳能板设于所述保护箱的顶部，所述蓄电池和太阳能控制单元设于所述保护箱内部，所述太阳能板、蓄电池均与所述太阳能控制单元电连接，所述主控单元与所述太阳能控制单元电连接。
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